Bac 2024 Sciences de la vie et de la Terre : sujet et corrigé

Lors d’un cycle orogénique, des continents se réunissent puis se fragmentent et s’éloignent. Ces événements contribuent à modifier la composition de l’atmosphère.

QUESTION :

Expliquer en quoi différentes étapes du cycle orogénique sont à l’origine de variations du climat mondial.

Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre raisonnement sur des observations et/ou expériences et/ou exemples judicieusement choisis.

Chez les plantes à fleur, l’attraction des pollinisateurs repose, en partie, sur l’émission de signaux de nature variée qui permettent aux pollinisateurs de localiser les ressources sucrées dont ils se nourrissent. Cette émission de signaux n’a pas lieu tout au long de la vie de la fleur.

QUESTION :

Déterminer les mécanismes qui conduisent, après la pollinisation, à l’arrêt de l’émission des signaux attractifs pour les pollinisateurs chez le muflier.

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

Document 1 : la fleur du muflier et son principal pollinisateur

Document 1a : morphologie de la fleur de muflier

Les scientifiques ont montré que les lobes inférieurs et supérieurs des pétales de muflier produisent un parfum dont le composant principal s’appelle le benzoate de méthyle. Ce parfum est capable d'attirer les bourdons, pollinisateurs principaux des mufliers.

• A. Morphologie de la fleur avant l’arrivée du pollinisateur. Les lobes inférieur et supérieur des pétales ferment l’accès aux étamines.
• B. Morphologie de la fleur une fois le pollinisateur posé sur le lobe inférieur des pétales. Ouverture de l’accès aux étamines.

Document 1b : schéma simplifié de la synthèse du parfum floral chez le muflier

Le benzoate de méthyle est produit par l'intermédiaire d'une voie de biosynthèse dont la dernière étape est représentée ci-dessous.

$$\text{Acide benzoı¨que}\underset{\text{SAM}\to \text{SAHC}}{\overset{\text{ABMT}}{\to }}\text{Benzoate de meˊthyle}$$

LEGENDE :

• Encadré en pointillés : Espèce chimique volatile (parfum)
• Forme grise arrondie : Enzyme catalysant la réaction

L’acide benzoïque est une molécule obtenue à partir des produits de la photosynthèse.
SAM = S-Adénosyl Méthionine
SAHC = S-Adénosyl HomoCystéine
ABMT = Acide Benzoïque Méthyle Transférase

Document 2 : pollinisation et fécondation chez les plantes à fleur

Document 2a : schéma général du pistil lors de la croissance du tube pollinique

Une fois le grain de pollen déposé sur le stigmate, il se forme un tube pollinique qui permet aux gamètes mâles d’atteindre l’ovule végétal.

Document 2b : mesure de la croissance du tube pollinique après pollinisation chez le muflier

Le graphique présente la croissance du tube pollinique (en % de la longueur du style) en fonction du temps après pollinisation (en heures).

• À $t=0$ h : 0 %
• À $t=20$ h : environ 40 %
• À $t=40$ h : environ 100 %

% du style = fraction de la distance parcourue par le tube pollinique entre le stigmate et l’ovaire.

Document 3 : Variabilité de l'émission de parfum floral par le muflier dans différentes conditions

Des chercheurs recueillent les composés volatils floraux et les analysent par une technique de chromatographie applicable aux substances à l’état gazeux. Ces composés ont été recueillis à intervalle régulier de 24h pour des fleurs pollinisées et non pollinisées.

Les graphiques présentent les résultats des quantités moyennes de benzoate de méthyle émises par fleur et par 24h au moment de la pollinisation (jour 0) et après pollinisation (jour 1 à 4).

Document 3a - Émission de benzoate de méthyle chez des fleurs pollinisées et non pollinisées

Le graphique montre l'émission de benzoate de méthyle (en $\mu g/\text{fleur}/24\text{h}$) :

• Pour les fleurs non pollinisées, l'émission reste stable autour de $40\mu g$ jusqu'au jour 2, puis diminue légèrement à $25\mu g$ au jour 4.
• Pour les fleurs pollinisées, l'émission chute significativement à partir du jour 2 pour atteindre une valeur proche de 0 au jour 4.

Document 3b - Émission de benzoate de méthyle chez des fleurs non pollinisées et chez des fleurs pollinisées avec un pollen inactivé expérimentalement.

On précise qu’un pollen inactivé ne peut pas germer (croissance du tube pollinique empêchée).
Le graphique montre que l'émission de benzoate de méthyle reste élevée et similaire pour les deux lots (fleurs non pollinisées et fleurs avec pollen inactivé), se maintenant au-dessus de $25\mu g$ au jour 4.

Document 4 : Effet d'un traitement à l'éthylène sur la transcription du gène codant l'enzyme ABMT

L’éthylène est un gaz produit par différents organes des Angiospermes. Les scientifiques ont montré que de l'éthylène est émis par les pièces florales du muflier juste après la fécondation.

On s’intéresse à l'effet de l'éthylène sur la transcription du gène codant l'enzyme ABMT.
On a cultivé des fleurs de muflier en présence d’éthylène gazeux à la concentration de $2\mu \text{L/L}$ d’air ou en absence. Toutes les 4 heures, les lobes inférieurs et supérieurs des pétales de certaines fleurs sont prélevés et sont préparés pour subir une électrophorèse.

Une électrophorèse permet de déterminer la quantité d’ARN produit par transcription. L’ARN du gène ABMT est repéré à l’aide d’une sonde spécifique ; il apparait sous la forme de bandes noires dont l’épaisseur est proportionnelle à la quantité d’ARN.
L’ARNr contrôle est utilisé pour s’assurer de la qualité technique de la manipulation. Il est en quantité constante dans les différentes conditions.

(Note : "+" indique l'épaisseur de la bande noire observée sur l'électrophorèse du document)