Bac 2022 Sciences de la vie et de la Terre : sujet et corrigé

EXERCICE 1 – Première proposition : (6 POINTS)

L’organisation fonctionnelle et la production de matière organique chez les plantes à fleurs

Des plantes génétiquement identiques placées dans des milieux différents peuvent présenter des phénotypes différents.

QUESTION :

Après avoir présenté les mécanismes participant au développement des plantes, expliquer comment les conditions du milieu peuvent l’influencer
Les mécanismes détaillés de la photosynthèse ne sont pas attendus

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des arguments pour appuyer l’exposé comme des observations, des exemples sur lesquels vous pouvez prendre appui.

Document : Photographies de jeunes germinations de blé dans deux conditions différentes d’éclairement

• Coléoptiles de blé cultivés à l’obscurité : Croissance verticale droite.
• Coléoptiles de blé soumis pendant 5 heures à un éclairement unidirectionnel : Courbure des coléoptiles vers la source de lumière.

EXERCICE 1 : deuxième proposition (6 POINTS)

Le diabète entraîne des complications graves à long terme. En France, environ 3,5 millions de personnes sont traitées pour une forme de diabète dont 90% des cas sont des diabètes de type 2 (diabète non insulinodépendant). Mieux le comprendre et le prévenir sont des enjeux majeurs de santé publique.

QUESTION :

Expliquer comment un dysfonctionnement de la régulation glycémique peut être à l’origine d’un diabète de type 2

Vous rédigerez un texte argumenté. Un schéma bilan fonctionnel est attendu.

EXERCICE 2 – Corps humain et santé (9 POINTS)

Certaines myopathies, appelées myopathies congénitales avec « cores » centraux, entraînent une faiblesse musculaire (baisse de la tonicité musculaire et difficultés motrices) et des anomalies structurelles de la cellule musculaire sans dégénérescence, se manifestant généralement dès la naissance.

QUESTION :

Identifier quelle pourrait être l’origine de certaines myopathies congénitales humaines avec « cores » centraux puis expliquer comment ces anomalies pourraient amener à une faiblesse musculaire

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.

Document 1 : Muscles squelettiques de patients atteints de myopathie congénitale à « cores » centraux et muscles squelettiques de souris porteuses de mutations RYR1

Document 1a : Coupes transversales de muscle squelettique observées au microscope électronique

Document 1b : Coupes longitudinales de muscle squelettique d’un patient souffrant de myopathie congénitale à « cores » centraux, et de muscle squelettique d’une souris porteuse de mutations RYR1, observées au microscope électronique

Les flèches (noires ou blanches) indiquent des empilements de membranes et une désorganisation de la structure de la cellule musculaire. Barre d’échelle : $1\mu m$.

Document 2 : Comparaison de la masse corporelle des souris témoins et des souris porteuses de mutations RYR1

La masse corporelle reflète la masse musculaire totale.

• A : Photographie de souris témoin (plus grosse) et porteuse de mutations RYR1 (plus petite), âgées de 40 jours.
• B : Évolution de la masse : Les souris témoins atteignent environ $28g$ à 70 jours, tandis que les souris mutantes RYR1 stagnent autour de $14g$ dès 40 jours.

Document 3 : Comparaison du temps de suspension à un fil de souris témoins et de souris porteuses de mutations RYR1

On mesure le temps de suspension (en secondes) avant que la souris ne lâche le fil.

• Souris témoins : Moyenne d'environ $120s$ (entre $60s$ et $180s$).
• Souris porteuses de mutations RYR1 : Moyenne d'environ $40s$ (entre $10s$ et $100s$).
  Les résultats sont significativement différents.

Document 4 : Comparaison de la capacité de génération de force musculaire de muscles isolés de souris témoins et de souris porteuses de mutations RYR1

Document 5 : Effets d’une dépolarisation membranaire sur les flux entrants d’ions calcium ($C{a}^{2+}$) dans le cytoplasme de cellules musculaires de souris témoins (à gauche) et porteuses d’une mutation sur le gène RYR1 (à droite).

Le gène RYR1 code pour une protéine canal au $C{a}^{2+}$ présente dans la membrane du réticulum sarcoplasmique.

• Souris témoins : Suite à la dépolarisation (indiquée par une flèche), on observe un pic important de l'amplitude du flux entrant de $C{a}^{2+}$ (atteignant $3,0$ unités arbitraires) qui redescend ensuite.
• Souris mutantes RYR1 : Suite à la dépolarisation, le flux de $C{a}^{2+}$ reste quasiment nul et plat (proche de $0,2$ unités arbitraires).