Bac 2023 Sciences de la vie et de la Terre : sujet et corrigé

La graine mature contient une plantule issue du développement d’un embryon, ainsi que des molécules de réserve. Des conditions favorables permettent la germination et donc la naissance d’une nouvelle plante.

QUESTION :
Expliquer comment les molécules organiques contenues dans la graine ont été produites, stockées puis utilisées lors de la germination.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.
Les documents sont conçus comme des aides : ils peuvent vous permettre d’illustrer votre exposé mais leur analyse n’est pas attendue.

Document : plant de haricot, détail du fruit et de la graine
(Illustration présentant un plant de haricot, une gousse contenant des graines, et un schéma détaillé d'une graine avec ses constituants : plantule, tégument et cotylédon contenant les réserves).

Le climat d’une région est défini par deux paramètres principaux : la température et l’humidité. On s’intéresse au climat local du lac Salinas, un lac salé situé à 4300 m d’altitude dans la région d’Arequipa au Pérou. Des études montrent que ce lac a enregistré une modification de certains paramètres climatiques au cours des 15 000 dernières années.

QUESTION :
Montrer quelle variation climatique a affecté la région du lac Salinas au cours des 15 000 dernières années.

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

Document 1 : profil d’une carotte prélevée dans les sédiments du lac Salinas

Document 2 : la datation par radiochronologie à l’aide de la méthode du ${}^{14}C$

Il existe trois isotopes de l’atome de carbone. Deux sont des isotopes stables : le ${}^{12}C$ (majoritaire à 98,9%) et le ${}^{13}C$. Le troisième isotope, le ${}^{14}C$, est radioactif.
Le $C{O}_2$ atmosphérique contient principalement l’isotope stable ${}^{12}C$. Cependant, une très faible quantité (1 pour $10^{12}$ molécules) de $C{O}_2$ atmosphérique contient du ${}^{14}C$ radioactif.
Ce ${}^{14}C{O}_2$ est produit en continu dans la haute atmosphère. On considère que le rapport ${}^{14}C{/}^{12}C$ du $C{O}_2$ est relativement stable dans le temps. Cependant lorsqu’un organisme meurt, il n’échange plus avec son milieu et son propre rapport ${}^{14}C{/}^{12}C$ commence à décroître selon la courbe suivante.

(Graphique : Evolution du rapport ${}^{14}C{/}^{12}C$ en fonction du temps écoulé depuis la mort de l'organisme).

Le temps de demi-vie du ${}^{14}C$ est d’environ 5730 ans ce qui permet de dater des échantillons contenant du carbone, et pour lesquels la fermeture du système a eu lieu il y a moins de 40 000 ans.

Le tableau suivant présente les mesures effectuées sur les échantillons de tourbe de la carotte de sédiments du lac Salinas.

Document 3 : diagramme pollinique réalisé à partir des échantillons des tourbes localisées dans la carotte de sédiments du lac Salinas

(Le document présente l'abondance relative de différents taxons : Alnus, Asteraceae, Poaceae, Cyperaceae, Lycopodium, Isoetes en fonction de la profondeur dans la carotte).

Légende :

• Les doubles barres obliques entre 75 et 200cm signifient que l’échelle n’est plus respectée dans l’intervalle car il n’y a pas de données disponibles.
• Les figurés utilisés correspondent à ceux utilisés dans le document 1.
• Les noms indiqués avec une majuscule (par exemple Alnus ou Asteraceae) correspondent à des noms de genre ou familles de végétaux.

Document 4 : relevé des diatomées présentes dans la carotte de sédiments du lac Salinas

Les diatomées sont des algues unicellulaires, vivant dans des milieux aquatiques très variés.
(Le document présente un tableau de présence/abondance de nombreuses espèces de diatomées à différentes profondeurs : 25 cm, 95 cm, 200 cm, 270 cm, 360 cm, 420 cm).
Les « * » désignent les espèces qui sont reprises dans le document 5b.

Document 5 : écologie des organismes présents dans la carotte de sédiments

Document 5a : milieux de vie actuels des organismes dont les pollens ont été retrouvés dans la tourbe du lac Salinas

Document 5b : diatomées et salinité de l’eau

La salinité de l’eau d’un lac augmente lorsque l’évaporation est supérieure à l’apport d’eau par les pluies ou rivières.