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

La production agricole représente un enjeu majeur pour nos sociétés contemporaines. Elle s’appuie sur l’exploitation d’espèces domestiquées présentant des caractéristiques différentes de celles des espèces sauvages, notamment une accumulation plus importante de substances de réserve pouvant être destinées à l’alimentation humaine.

QUESTION :

Expliquer comment une plante cultivée produit des molécules de réserve et par quels processus la domestication peut créer des variétés avec des organes de stockage plus développés que chez les plantes sauvages.

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

Le document est conçu comme une aide : il peut vous permettre d’illustrer votre exposé mais son analyse n’est pas attendue.

Document : betterave sauvage et betterave domestiquée

Source : d’après https://www.florsurbanes.net et france3-regions.francetvinfo.fr

Il arrive que des poulains naissent avec un pelage très clair. Dans certains cas, ce caractère peut se révéler préoccupant et nécessiter une surveillance car il peut être associé au syndrome du poulain blanc, qui est une maladie génétique causant de très graves troubles de la digestion. On s’intéresse au cas d’un poulain au pelage très clair.

Photographie du poulain étudié
(Poulain au pelage blanc couché dans la paille)

QUESTION :

Expliquer les deux origines possibles de la couleur très claire de ce poulain, dont l’une serait liée à une maladie génétique.

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

Document 1 : robes des parents du poulain et caractéristiques génétiques

Chez les chevaux, de nombreux gènes sont impliqués dans la coloration de l’animal appelée robe, qui est à la base noire ou fauve (c'est-à-dire rousse). Cette robe de base est sous le contrôle du gène extension. D’autres gènes, comme le gène kit, peuvent intervenir en modulant la couleur de base par la présence de poils blancs ou par un mélange de poils de différentes teintes.

Document 1a : photographie de l’étalon, père du poulain, et allèles des gènes extension et kit
(Schéma de la paire de chromosomes n°3 montrant les allèles $e$ pour le gène extension et $n$ pour le gène kit sur les deux chromosomes).

Document 1b : photographie de la jument, mère du poulain, et allèles des gènes extension et kit
(Schéma de la paire de chromosomes n°3 montrant les allèles $E$ et $e$ pour le gène extension, et $Rn$ et $n$ pour le gène kit).

Document 1c : allèles des gènes extension et kit

Document 2 : micrographie de chromosomes d’une cellule reproductrice en début de division cellulaire, lors de la formation des gamètes

Les appariements chromosomiques peuvent conduire à des recombinaisons génétiques.

Document 3 : allèles du gène ednrb des parents du poulain de robe très claire

Un autre gène a la particularité d’intervenir lors du développement de l’embryon des Vertébrés : le gène ednrb, qui est responsable du syndrome du poulain blanc. Les individus possédant deux allèles mutés de ce gène présentent une anomalie de la formation de l’intestin, qui se traduit après la naissance par de graves troubles de la digestion.

Les ADN des parents du poulain et de chevaux témoins ont été amplifiés en laboratoire (par PCR) de manière à produire de nombreux fragments dont la taille dépend de la nature de leurs allèles pour le gène ednrb. La longueur de ces fragments en paires de bases (exprimée en kb) a été déterminée par électrophorèse.

Photographie d’une partie du gel d’électrophorèse présentant le résultat de l’expérience

Légende :
1 : marqueurs de taille de l’ADN servant d’échelle
2 : ADN d’un individu présentant des allèles d’ednrb non mutés (homozygote non muté)
3 : ADN de la jument
4 : ADN de l’étalon
5 : ADN d’un individu présentant des allèles d’ednrb mutés (homozygote muté) et porteur du syndrome du poulain blanc

(Le gel montre des bandes à 115 kb et 90 kb. Piste 2 : 90 kb. Piste 3 : 115 kb et 90 kb. Piste 4 : 115 kb et 90 kb. Piste 5 : 115 kb.)

Document 4 : rôle du gène ednrb dans la coloration du pelage

Le gène ednrb intervient notamment dans la mise en place des cellules de la peau qui produisent les pigments (mélanines) à l’origine de la couleur fauve ou noire des poils. Ces cellules sont appelées mélanocytes. Au cours de la formation de l’embryon, des cellules souches ou précurseurs des mélanocytes se déplacent de zones internes vers la surface de l’embryon, lors d’un processus de migration, grâce à différents gènes dont le gène ednrb. Ces cellules souches vont alors se différencier et assurer leur fonction de cellules pigmentées dans la peau. La migration de telles cellules a été étudiée chez des embryons de souris. Elle est semblable chez les embryons de cheval.

Résultats d’une expérience de localisation de précurseurs de mélanocytes en migration chez des embryons de souris de génotypes différents et phénotypes après la naissance
(Le document présente des photographies d'embryons de 12 jours et d'individus après la naissance pour deux cas : souris hétérozygote pour ednrb et souris homozygote mutée pour ednrb).