Bac 2025 Sciences de la vie et de la Terre : sujet et corrigé

Les réseaux sociaux privilégient les propos courts et sensationnels. Ainsi, un homme présenté comme « un professeur de physique à l’université de Princeton et ancien directeur de l’Office of science du ministère américain de l’énergie » affirme : « Plus de $C{O}_2$, c’est bon pour la planète, [...] pour n’importe quelle plante si vous lui donnez plus de $C{O}_2$ et même beaucoup plus, elle se portera mieux. »

D’après factuel.afp.com, 2024

Expliquer comment l’augmentation de la concentration du $C{O}_2$ atmosphérique par les activités humaines peut avoir des effets opposés sur la production de matière organique par les plantes.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.

Le cannabis est la première substance illicite consommée par les adolescents. Or, la consommation de cette substance exogène est susceptible de diminuer les capacités de mémorisation et d’apprentissage.

Expliquer comment la consommation de cannabis perturbe la mémorisation.

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

Document 1 : localisation des récepteurs CB1 au niveau de l’hippocampe

Le cannabis contient un composé actif : le THC. Il se fixe sur des récepteurs dits cannabinoïdes, comme le récepteur CB1.
Des chercheurs ont créé des souris génétiquement modifiées : les souris $CB{1}^{-/-}$, dont les cellules ne contiennent pas de récepteurs CB1.
Les souris $CB{1}^{+/+}$ sont des souris sauvages dont les cellules contiennent des récepteurs CB1.
L’hippocampe est une région du cerveau impliquée dans les mécanismes de mémorisation. Pour localiser les récepteurs CB1, on utilise une technique d’immunomarquage avec des anticorps anti-CB1 couplés à des microsphères d’or. Les grains d’or apparaissent sous la forme de grains noirs au microscope électronique à transmission.

Immunomarquage des récepteurs CB1 au niveau de neurones d’hippocampe

• a : souris sauvage $CB{1}^{+/+}$
• b : souris génétiquement modifiée $CB{1}^{-/-}$

D’après Giovanni Bénard et al., Nature Neuroscience, avril 2012

Document 2 : tâche de reconnaissance d’objet

Pour évaluer la mémorisation chez les mêmes lignées de souris que celles du document 1, on effectue un test de reconnaissance d’objets.

Document 2a : principe du test

Pour effectuer cette tâche, les souris sont placées chaque jour dans un labyrinthe en forme de « L » pendant un temps donné.

• Le jour 1, les souris sont placées à l'intersection des deux bras et laissées en liberté pour se déplacer dans le labyrinthe.
• Le jour 2, les souris sont placées dans le même labyrinthe, dans lequel deux objets identiques ont été placés aux extrémités de chaque bras.
• Le jour 3, un nouvel objet différent par sa forme, sa couleur et sa texture est placé au bout d'un des bras, alors que l'objet familier reste au bout de l’autre bras.

Lors du jour 3, le temps passé à explorer les deux objets est converti en un indice, dont la valeur est comprise entre 0 et 1, appelé indice de discrimination.

Indice de discrimination

Si leur mémoire fonctionne correctement, les souris passent plus de temps à explorer un nouvel objet par rapport à un objet qu’elles connaissent déjà.
Si leur mémoire est déficiente, les souris passent des temps équivalents à explorer les deux objets (objet familier et nouvel objet).

D’après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016

Document 2b : résultat du test de tâche de reconnaissance d’objet

Dans cette expérience, on fait réaliser un test de tâche de reconnaissance d’objets à des souris $CB{1}^{+/+}$ et des souris $CB{1}^{-/-}$.
Entre le jour 2 et le jour 3, on administre à un groupe de souris une solution physiologique sans THC, et à un autre groupe une solution physiologique avec du THC, et on détermine l’indice de discrimination du jour 3.

(L'exercice présente ici deux graphiques à barres montrant l'indice de discrimination pour les souris $CB{1}^{+/+}$ et $CB{1}^{-/-}$ avec ou sans THC. Une baisse significative de l'indice est observée uniquement chez les souris $CB{1}^{+/+}$ traitées au THC).

D’après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016

Document 3 : impact du THC sur la consommation de dioxygène d’une culture de neurones d’hippocampe dans deux conditions

On mesure la consommation de dioxygène au cours du temps dans deux cultures de neurones d’hippocampe chez des souris $CB{1}^{+/+}$, avec ou sans THC.

D’après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016

Document 4 : effet du THC sur la chaîne respiratoire

Document 4a : modèle simplifié de chaîne respiratoire mitochondriale

(Schéma montrant les complexes I, II, III, IV et V (ATP synthase) au sein de la membrane interne mitochondriale, le trajet des électrons et le pompage des protons $H^{+}$ vers l'espace intermembranaire).

Les chiffres romains (I, II, III et IV) correspondent aux complexes protéiques de la chaîne respiratoire.
Le complexe V est une ATP-synthase.

D’après Biorender, 2020

Document 4b : efficacité de différents complexes de la chaîne respiratoire

Afin de déterminer l’action du THC sur la respiration cellulaire chez les souris $CB{1}^{+/+}$ et $CB{1}^{-/-}$, les chercheurs ont mesuré l’efficacité de deux complexes de la chaîne respiratoire (complexe I et complexe V) sur des mitochondries extraites de cerveau en fonction de différentes quantités de THC.

(L'exercice présente deux graphiques linéaires. L'efficacité du complexe I diminue avec la concentration en THC chez les souris $CB{1}^{+/+}$ mais reste stable chez les $CB{1}^{-/-}$. L'efficacité du complexe V reste stable pour les deux lignées).

D’après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016

Document 5 : effet du THC sur la production d’ATP

L’ATP est nécessaire à l’activité des neurones.
Les chercheurs ont mesuré la quantité d’ATP dans des cultures de neurones d’hippocampe chez des souris sauvages $CB{1}^{+/+}$ et des souris $CB{1}^{-/-}$ traitées ou non au THC.

(Un graphique à barres montre une diminution significative de la quantité d'ATP produite uniquement chez les souris $CB{1}^{+/+}$ en présence de THC).

D’après Etienne Hebert-Chatelain et al., Nature, 24 novembre 2016