Session Rattrapage

I. Répondez aux questions suivantes :

I.a. Définissez : Minéral index. 0.5 pt
I.b. Citez deux caractéristiques géophysiques des zones de subduction. 0.5 pt

II. Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule proposition correcte. Recopiez, sur votre feuille de réponse, les couples : (1, ...) ; (2, ...) ; (3, ...) ; (4, ...) et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la proposition correcte : 2 pts

III. Recopiez, sur votre feuille de réponse, la lettre qui correspond à chaque proposition parmi les propositions suivantes, et écrivez devant chacune d’elles « vrai » ou « faux » : 1 pt

a. La lithosphère océanique chevauche la lithosphère continentale donnant naissance aux chaînes d'obduction.
b. La migmatite est une roche intermédiaire entre le gneiss et le micaschiste.
c. La foliation est une structure caractéristique des roches métamorphiques. Elle résulte de l'alignement parallèle des minéraux, ce qui leur donne un aspect folié.
d. Les enclaves sont des fragments de roches qui se trouvent au sein du granite d’anatexie.

IV. Recopiez, sur votre feuille de réponse, les couples : (1, ...) ; (2, ...) ; (3, ...) ; (4, ...) et adressez à chacun des numéros de l’ensemble 1 la lettre qui lui correspond parmi les éléments de l’ensemble 2 : 1 pt

L'érythropoïétine (EPO) est une hormone sécrétée par les reins, sa forme synthétique est connue pour augmenter la performance sportive et est souvent utilisée comme substance dopante. Pour comprendre l’effet de cette substance sur la performance des athlètes, on propose les données suivantes :

• Donnée 1 : L’hématocrite correspond au pourcentage de globules rouges par rapport au volume sanguin total du corps. La figure (a) du document 1 montre la variation de la quantité de dioxygène transportée vers le muscle en fonction de l’hématocrite. La figure (b) du même document présente l’évolution de l’hématocrite en fonction du temps chez un athlète, avant et pendant l’injection de l’EPO.

1. En vous basant sur le document 1 :

1.a. Décrivez les résultats obtenus dans les figures (a) et (b) du document 1. 0.5 pt
1.b. Montrez le lien entre l’injection de l’EPO et la quantité du dioxygène transportée au muscle chez l’athlète. 0.5 pt

• Donnée 2 : Afin de déterminer la relation entre la quantité de dioxygène ($O_2$) transportée et la contraction musculaire, on a mesuré la quantité de dioxygène consommée au cours d’un exercice musculaire d’intensité croissante. Le document 2 présente les résultats obtenus, tandis que le document 3 illustre le modèle explicatif d’un cycle de contraction musculaire.

2. En vous basant sur le document 2, décrivez l’évolution de la consommation du dioxygène en fonction de l’intensité de l’exercice musculaire. 0.5 pt

3. En vous basant sur le document 3, déterminez le rôle des molécules d’ATP lors du cycle de la contraction musculaire. 0.75 pt

• Donnée 3 : Pour extraire l’énergie nécessaire à la contraction, les fibres musculaires hydrolysent une grande quantité d’ATP. Le document 4 présente le mécanisme de la synthèse d’ATP en présence de dioxygène au niveau de la membrane interne de la mitochondrie.

4. En vous basant sur le document 4 et les données précédentes, expliquez comment l’utilisation d’EPO améliore la performance sportive chez les athlètes. 0.75 pt

■ Partie I : Le cycle cellulaire assure la multiplication cellulaire, processus indispensable à la croissance des êtres vivants. Ce cycle repose sur l’alternance de deux étapes clés : la réplication de l’ADN et la mitose. Afin d’étudier les mécanismes de ce cycle, on propose les données suivantes :

• Donnée 1 : Pour étudier les mécanismes de la réplication de l’ADN, on propose les travaux de Meselson et Stahl (1958). Ces deux chercheurs ont utilisé des bactéries mises en culture dans un milieu contenant soit de l’azote lourd ($^{15}\text{N}$), soit de l’azote léger ($^{14}\text{N}$). Les bactéries sont alors obligées d’utiliser cet azote pour synthétiser leurs bases azotées, et donc leurs nouveaux brins d’ADN. Le document 1 présente les résultats obtenus.

Pour expliquer le mode de réplication de l’ADN, les chercheurs ont proposé les trois modèles présentés dans le document 2.

1. En vous basant sur les deux documents 1 et 2 :

1.a. Décrivez les résultats de l’expérience de Meselson et Stahl en $G_1$ et $G_2$. 0.5 pt
1.b. Comparez les résultats obtenus pour chaque modèle du document 2 avec les résultats de Meselson et Stahl et déduisez le modèle retenu de réplication de l’ADN. 0.75 pt

• Donnée 2 : L’observation microscopique des cellules en mitose a permis de réaliser les schémas représentés dans les figures du document 3.

2. En vous basant sur les figures du document 3, dégagez les modifications produites lors du passage de la métaphase à l’anaphase. 0.5 pt
3. Montrez comment la réplication de l’ADN et la mitose assurent la conservation de l’information génétique au cours du cycle cellulaire. 0.5 pt

■ Partie II : Afin d’étudier quelques aspects de l’information génétique, notamment les mécanismes de son expression et son transfert, on propose les données suivantes :

• Donnée 1 : Le bon déroulement du cycle cellulaire est assuré par un ensemble de protéines régulatrices, y compris la protéine SHP-2. Cette protéine contrôle les signaux qui déclenchent la division cellulaire. Une anomalie de cette protéine perturbe le contrôle de la multiplication des cellules et provoque une maladie appelée le syndrome de Noonan (dysmorphie faciale, petite taille harmonieuse, hypertrophie du muscle cardiaque). La synthèse de la protéine SHP-2 est contrôlée par le gène PTPN11. Le document 4 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène PTPN11. Le document 5 présente le tableau du code génétique.

4. En vous basant sur les documents 4 et 5, donnez la séquence d’acides aminés correspondant à chacun des fragments des allèles PTPN11 chez la personne saine et chez la personne malade, puis expliquez l’origine génétique du syndrome de Noonan. 1 pt

• Donnée 2 : Le document 6 présente l’arbre généalogique (pedigree) d’une famille dans laquelle certains membres sont atteints du syndrome de Noonan.

5. En vous basant sur le document 6 et en utilisant les symboles suivants : $M$ et $m$ pour désigner les allèles du gène étudié :

5.a. Montrez que l’allèle responsable du syndrome de Noonan est dominant et porté par un chromosome non sexuel (autosome). 0.5 pt
5.b. Dans le cas du mariage entre $\text{III}_2$ et $\text{III}_3$, déterminez la probabilité pour que ce couple donne naissance à un enfant atteint du syndrome de Noonan. Justifiez votre réponse à l’aide d’un échiquier de croisement. 0.75 pt

• Donnée 3 : Le syndrome de Noonan est une maladie génétique rare. La fréquence des personnes homozygotes atteintes est estimée à environ 1 cas pour 2 500 à l’échelle mondiale. Sachant que cette population est en équilibre et obéit à la loi de Hardy-Weinberg :

6.a. Calculez la fréquence de l’allèle anormal (muté) et celle de l’allèle normal (sauvage). 1 pt
6.b. Calculez la fréquence des individus atteints du syndrome de Noonan dans la population. 0.5 pt

Des variétés de rosier diffèrent par la couleur des fleurs et la présence ou l’absence des épines sur la tige. Pour étudier le mode de transmission de ces deux caractères héréditaires non liés au sexe, on réalise les croisements suivants :

• Croisement 1 : Le croisement entre des plantes avec fleurs roses donne toujours une première génération $F_1$ constituée de :
- 62 plantes avec des fleurs blanches ;
- 120 plantes avec des fleurs roses ;
- 63 plantes avec des fleurs rouges.

1. À partir des résultats du croisement 1, déterminez le mode de transmission du caractère étudié, et donnez l’interprétation chromosomique de ce croisement.
NB : Utiliser les symboles ($B$ ou $b$) pour l'allèle responsable de la couleur blanche des fleurs et ($R$ ou $r$) pour l'allèle responsable de la couleur rouge des fleurs. 1.25 pt

• Croisement 2 : Le croisement entre des plantes avec des épines sur la tige donne toujours une première génération $F'_1$ constituée de :
- 280 plantes avec des épines sur la tige ;
- 92 plantes sans épines sur la tige.

2. À partir des résultats du croisement 2, déterminez le mode de transmission du caractère étudié.
NB : Utiliser les symboles ($E$ et $e$) pour les allèles responsables de la présence ou l’absence des épines sur la tige. 0.5 pt

3. À l’aide d’un échiquier de croisement, et en considérant que les deux gènes sont indépendants, déterminez les proportions attendues des phénotypes, lors du croisement entre des plantes avec des fleurs roses sans épines sur la tige entre elles. 1.25 pt

La compréhension des mécanismes de la réponse immunitaire et l'étude de la réaction des individus infectés par le SARS-CoV-2 (dont la structure est présentée dans le document 1) permettent aux scientifiques d'envisager l'élaboration d'un vaccin contre ce virus. Pour cela on propose les données suivantes :

• Donnée 1 : Par des techniques appropriées les chercheurs ont pu estimer le nombre de virus (charge virale) et le taux sérique d’anticorps dirigés contre la protéine S (anticorps Anti-S) suite à une contamination par le virus SARS-CoV-2. Le document 2 présente les résultats obtenus.

1. En vous basant sur le document 2 :

1.a. Décrivez l'évolution de la charge virale et le taux d’anticorps spécifiques (anticorps anti-S) après l’infection. 0.5 pt
1.b. Déduisez la nature de la réponse immunitaire dirigée contre le virus SARS-CoV-2, justifiez votre réponse. 0.5 pt

Le document 3 présente l’un des mécanismes utilisés par les cellules du système immunitaire pour éliminer le virus SARS-CoV-2.

2. En vous basant sur le document 3, expliquez le rôle des anticorps lors de la réaction immunitaire dirigée contre le virus SARS-CoV-2. 0.5 pt

• Donnée 2 : Des singes reçoivent une première injection de SARS-CoV-2, au début de l’expérience. Après 50 jours, les mêmes singes reçoivent une seconde injection. Tous les deux jours des dosages sériques chez les singes permettent de déterminer la quantité d’anticorps produite. Le document 4 présente les résultats obtenus.

3. En vous basant sur le document 4, comparez les résultats après la $1^{\text{ère}}$ injection avec ceux de la $2^{\text{ème}}$ injection. 0.5 pt

Pour élaborer un vaccin contre ce virus, des chercheurs ont réalisé et développé la technique représentée dans le document 5.

4. À partir du document 5 et des données précédentes, décrivez les étapes de la technique utilisée pour produire le vaccin, puis expliquez comment ce vaccin aide les personnes vaccinées lors des futures infections par SARS-CoV-2. 1 pt