SUJETS DU BAC S RATTRAPAGE SEPTEMBRE 2003
BACCALAURÉAT GÉNÉRAL
Session 2003
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Série S
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Durée de l'épreuve : 3 heures 30
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coefficient : 8
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L'usage de la calculatrice n'est pas autorisé.
PARTIE I (10 points)
Immunologie
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Expliquez l'apparition des maladies opportunistes qui se développent chez un individu atteint du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA), plusieurs années après sa contamination par le virus de l'immunodéficience humaine (VIII).
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Votre réponse, qui inclura une introduction, un développement structuré et une conclusion, sera illustrée par des schémas judicieusement choisis.
PARTIE II - Exercice 1 (4 points)
Procréation
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À partir de l'exploitation du document, montrez que le signal à l'origine de l'ovulation est donné par le follicule ovarien.
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PARTIE II - Exercice 2 (6 points) obligatoire
La mesure du temps dans 1 'histoire de la Terre et de la vie
On cherche à dater les projections de ponces que l'on observe dans la caldéra de Haute-Dordogne.
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À partir des informations extraites des documents résolvez ce problème et expliquez pourquoi dans ce cas la datation relative de ces ponces est plus fiable que leur datation absolue.
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Aucun développement n'est attendu sur les méthodes de datation absolue.
Document 1 : Information sur les projections de ponces.
Les projections de ponces se sont mises en place lors d'une hase éruptive explosive. Elles contiennent des cristaux arrachés au soubassement granitique ~le granite est composé de quartz, micas et feldspaths potassiques) lors des émissions fortement explosives. Il est impossible de séparer ces cristaux des ponces.
Document 2 : Coupe de la caldéra de Haute Dordogne
Document 3 : Résultat de la datation de diverses roches par la méthode potassium-argon.
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Terrain
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Nature
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Age en millions d'années
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Ponces
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18 à 80 selon les échantillons
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A
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Coulée volcanique du Bois des Bru ères
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2,17
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B
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Coulée volcanique du Pont de Fredet
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3,4
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C
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Coulée volcanique de la Gacherie
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2,25
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Géologie de la France 1983 : chronologie des éruptions dans le massif volcanique des Monts Dore (Cantagrel & Baubron)
PARTIE II - Exercice 2 (6 points) spécialité
Du passé géologique à l'évolution future de la planète
La Terre a connu d'importants changements climatiques. Des périodes froides, marquées par la formation de calottes glaciaires, ont alterné avec des périodes chaudes.
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À partir de l'exploitation des informations tirées des documents suivants et de leur mise en relation, caractérisez l'évolution du climat entre le Dévonien (de -410 à-360 Ma) et le Carbonifère (-360 Ma à -295 Ma) et proposez des explications aux modifications climatiques constatées.
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Document 1 : Répartition géographique actuelle de quelques indicateurs géologiques du Dévonien et reconstitution paléogéographique.
Evaporites : dépôts riches en sels formés par évaporation intense dans des lagunes peu ou pas reliées à la mer.
Document 2 : répartition géographique actuelle de quelques indicateurs géologiques du carbonifère et reconstitutions paléogéographique.
Document 2b : Reconstitution paléogéographique : répartition des masses continentales au Carbonifère supérieur et situation de la chaîne hercynienne (-300 Ma).
Au Carbonifère, la collision entre la Laurasie (bloc formé par l'Amérique du Nord, l'Europe et l'Asie du Nord) et le Gondwana (bloc formé par l'Amérique du Sud l'Afrique et l'Inde) provoque la formation d'une chaîne de montagne, la chaîne hercynienne.
Document 3 : l'altération des roches.
Les minéraux des roches de la croûte continentale, en particulier dans les chaînes de montagne, s'altèrent sous l'effet de l'eau.
Quelques exemples
Altération d'un Feldspath calcique
CaAl2Si208 + 3H20 + 2C02 à 2HC03- + Ca2++ Al2Si205(OH)4
Altération d'un Pyroxène calcique
CaSi03 + H20 + 2C02 à Si02 + Ca2+ + 2HC03-
Les cours d'eau emportent les ions vers les océans où ils vont précipiter sous forme de calcaire
2HC03- + Ca2+ à CaC03 + C02 + H20
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Sujets du baccalauréat et modalités des épreuves. |
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Autres sujets
BACCALAURÉAT GÉNÉRAL
Session 2004
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Série S
Durée de l'épreuve : 3 heures 30 coefficient : 6
ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE
L'usage de la calculatrice n'est pas autorisé.
PARTIE 1 (10 points)
Procréation
La masculinisation de l'appareil génital et son contrôle.
Après avoir décrit l'appareil génital indifférencié d'un foetus, expliquez les mécanismes qui, chez un individu de caryotype XY, conduisent à la formation de l'appareil génital masculin fonctionnel.
Votre réponse comprendra une introduction, un développement structuré et une conclusion présentée sous forme d'un schéma fonctionnel.
Par « appareil génital », on entend gonades et voies génitales, à l'exclusion des glandes annexes et des organes génitaux externes.
PARTIE II - Exercice 1 (4 points)
Stabilité et variabilité des génomes et évolution
Un modèle possible de l'histoire évolutive des gènes qui codent la lacticodéshydrogénase, enzyme présente chez tous les êtres vivants, est représenté dans le document de référence.
Montrez que les informations apportées par l'autre document valident le modèle proposé de l'histoire évolutive des gènes de la lactico-déshydrogénase.
Document de référence
Modèle proposé pour illustrer l'histoire évolutive qui a conduit aux gènes
qui codent la lactico-déshydrogénase chez l'Homme.
Document
La lactico-déshydrogénase (LDH) est une enzyme constituée par l'association de quatre chaînes polypeptidiques qui peuvent être identiques ou non. Chez l'Homme il existe trois types de chaînes (LDH-A, LDH-B et LDH-C).
a) Localisation des gènes de la LDH sur les chromosomes de l'Homme
b) Séquences partielles d'acides aminés des chaînes polypeptidiques LDH-A, LDH-B et LDH-C humaines, après alignement
N.B. : dans les séquences de LDH-B et LDH-C un tiret indique un acide aminé identique à celui présent dans la séquence de LDH-A, laquelle est prise arbitrairement comme référence.
PARTIE II - Exercice 2 ( obligatoire ) ( 6 points )
La convergence lithosphérique et ses effets
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A partir de l'étude des documents 1 et 2, donnez les arguments en faveur de l'hypothèse selon laquelle les deux roches récoltées à l'île de Groix résultent de la subduction ancienne d'une lithosphère océanique, conformément au modèle théorique présenté dans le document de référence.
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Document 1 : deux roches métamorphiques échantillonnées à l'île de Groix.
À l'île de Groix affleurent des roches métamorphiques variées. Les deux échantillons ont été analysés, leur composition chimique globale est celle d'un basalte océanique. Ils ont été datés entre 350 et 370 millions d'années par une méthode géochronologique "Rubidium-Strontium".
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Échantillon 1 - Schiste bleu à glaucophane, grenat, plagioclases et épidote.
Les grenats de cet échantillon sont de type G 1. Les plagioclases ne sont pas visibles à l'ceil nu.
(Pour La Science n°305 - mars 2003)
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Échantillon 2 - Grenat d'une éclogite à jadéite
Photographie d'une lame mince
Le changement progressif de composition du grenat témoigne des modifications des conditions de pression et de température qu'il a subies pendant sa croissance
• La cristallisation du centre (GI) a eu lieu à 400°C et 0,9. 109 Pascals• La cristallisation de sa périphérie (G2) a eu lieu à 500°C et 1,8. 109 Pascals
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Document 2 : Diagramme Pression - Température des domaines de stabilité de quelques associations minérales déterminés expérimentalement pour des roches de composition basaltique.
Document de référence
Coupe simplifiée : un des modèles de zone de subduction
PARTIE II - Exercice 2 ( spécialité ) ( 6 points )
Du passé géologique à l'évolution future de la planète.
L'exploitation des données océaniques et continentales suggère que la déglaciation amorçée il y a 18 000 ans a été associée à des oscillations climatiques brutales et de forte amplitude.
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A l'aide d'informations extraites des documents 1 à 3, montrez que le dryas récent, intervalle de temps compris entre -11 000 et - 10 000 ans, est la dernière oscillation du climat dans l'hémisphère nord avant la relative stabilité observée depuis.
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Document 1
1 a - Courbe isotopique d18O obtenue à partir du sondage de Camp Century dans les glaces du Groenland.
D'après "Une histoire du climat" M. Magny
1 b - Document de référence
La concentration de la neige en oxygène 18 varie de façon linéaire avec la température. En mesurant la composition isotopique des couches de glace d'une carotte prélevée dans un inlandsis, il est donc possible de déterminer la température qui régnait lors du dépôt de la neige à l'origine de la glace.
Document 2
2 a - Diagramme pollinique de sédiments de remplissage des grottes Jean-Pierre 1 et 2 de Saint Thibaud de Couz (Savoie)
Document 3
Microfossiles d'une carotte de sédiments prélevée près des côtes de Norvège.
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Neogloboquadrina pachyderma est un foraminifère dont l'enroulement du test (coquille) dépend de la température de l'eau de surface de la mer
- enroulement dextre (vers la droite) lorsque l'eau de surface est chaude.
- enroulement senestre (vers la gauche) lorsque l'eau de surface est froide.
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Proportion de Neogloboquadrina pachyderma à enroulement dextre au cours du temps
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BACCALAURÉAT GÉNÉRAL
Session 2005
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Série S
Durée de l'épreuve : 3 heures 30 coefficient : 6
ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE
L'usage de la calculatrice n'est pas autorisé.
PARTIE I (8 points)
Immunologie
Pour dépister une infection virale dans un organisme, on recherche dans le sang la présence d'anticorps dirigés contre le virus.
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Expliquez comment la séropositivité est une conséquence d'une infection virale et comment les anticorps permettent de lutter contre le virus.
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Votre réponse, qui inclura une introduction, un développement structuré et une conclusion, sera illustrée de schémas dont celui d'un anticorps circulant. Le rôle des lymphocytes T4 ne sera pas abordé.
PARTIE II - Exercice 1 (3 points)
Procréation
La différenciation sexuelle débute au cours de la vie embryonnaire et se termine à la puberté. Elle est sous contrôle génétique et hormonal. Pour des causes diverses, certaines anomalies peuvent être observées.
Chez un garçon de dix ans, une ouverture chirurgicale de la paroi abdominale a révélé une organisation normale de l'appareil génital mâle mais également la présence d'un utérus dans la partie médiane de l'abdomen.
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À partir de l'exploitation des informations fournies par le document, proposez une hypothèse sur l'origine de l'anomalie observée.
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Différents examens biologiques ont été réalisés pour déterminer l'origine de l'anomalie
* une étude du caryotype de ce garçon avec utérus a révélé la présence de 46 chromosomes dont les deux chromosomes sexuels X et Y
* des dosages hormonaux ont été effectués
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Hormones dosées
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Valeurs chez le garçon
avec utérus
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Valeurs normales
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Testostérone en nanomol.L-1
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30
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10 à 38
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Hormone anti-müllérienne (AMH) en picomol.L-1
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350
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300 à 400 jusqu'à la puberté
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* pour tester la possibilité de liaison de l'hormone AMH avec son récepteur membranaire, de nature protéique, on réalise l'expérience suivant
- on introduit le gène humain du récepteur à l'AMH dans des cellules animales ; - on réalise des cultures in vitro de ces cellules ;
- ces cellules sont ensuite mises en présence d'AMH radioactive ;
- après rinçage, on pratique une autoradiographie pour révéler la présence éventuelle de l'AMH sur les cellules en culture ; l'expérience a été réalisée avec le gène du garçon avec utérus et avec le gène d'un sujet témoin ;
- les résultats proposés ci-dessous sont des autoradiographies des cellules en culture. (d'après travaux de l'unité de recherche sur l'endocrinologie du développement, INSERM
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Autoradiographie de cellules
exprimant le récepteur de l'AMH
d'un sujet témoin
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Croquis de ces cellules en culture
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Autoradiographie de cellules
exprimant le récepteur de l'AMH
du garçon avec utérus
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Croquis de ces cellules en culture
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On rappelle que chez la femme, l'utérus résulte de la différenciation des canaux de Müller et que chez l'homme, ces canaux de Müller régressent sous l'action de l' AMH.
PARTIE II - Exercice 2 (5 points) enseignement obligatoire
Parenté entre êtres vivants actuels et fossiles - Phylogenèse - Évolution
Jusqu'à la découverte d'Orrorin et Toumaï, on considérait Lucy et les Australopithèques comme les représentants les plus anciens de la lignée humaine (3,8 Millions d'années).
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Après avoir dégagé, à l'aide du document 1, les critères d'appartenance à la lignée humaine, montrez que la découverte récente d'Orrorin (document 2) et Toumaï (document 3) conduit à rechercher l'existence hypothétique d'un ancêtre commun à l'Homme et au Chimpanzé au delà de 7 millions d'années.
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Document 1 : données anatomiques relatives au Chimpanzé et à l'Homme actuels.
Position de la tête sur la colonne vertébrale
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Crâne d'Homme actuel Volume crânien : 1300 cm3
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Crâne de Chimpanzé actuel
Volume crânien : 400 cm
D'après Nathan, Collection Perilleux
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Mâchoires
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D'après Belin
Fémur vu de face
Coupes transversales du col du fémur
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Homme actuel
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Chimpanzé actuel
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Document 2 : données relatives à Orrorin.
2 a : vue antérieure du fémur d'Orrorin
d'après M. Pickford et al., C. R. Palevol (2002) 2 b : coupe transversale du col du fémur d'Orrorin
D'après M. Pickford et al., C. R. Palevol (2002)
2 c : description des fragments osseux d'Orrorin, daté de 6 millions d'années, d'après l'équipe de paléontologues qui les a découverts dans la formation de Lukeino, dans les collines de Tugen, au Kenya.
«...L'humérus et la phalange de la main, cependant élancée comme chez les Hommes modernes, indiquent des adaptations arboricoles. L'incisive supérieure est grande et robuste ; la canine supérieure est de la taille de celle d'un chimpanzé femelle. La prémolaire est simiesque ; les molaires sont relativement petites, avec un émail épais, comme chez les hommes et les chimpanzés actuels.»
(Brigitte Senut et collaborateurs, janvier 2001)
Document 3 : crâne de Toumaï, daté de 7 millions d'années, découvert au nord du Tchad en juillet 2001, par l'anthropologue Michel Brunet (aucun autre os n'a encore été retrouvé).
Caractéristiques du crâne
- face plate et petite canine ;
- capacité cérébrale : 350 cm ;
- marques laissées par les muscles du cou comparables à celles des bipèdes.
PARTIE II - Exercice 2 (5 points) enseignement de spécialité
Du passé géologique, à l'évolution future de la planète
La préhistoire de la Tasmanie présente deux particularités :
* une colonisation par l'homme depuis l'Australie, il y a 22 750 ans, avant l'invention de la navigation ;
* une évolution différente des techniques et de l'art des aborigènes tasmaniens et australiens depuis environ 8 000 ans.
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À partir des informations extraites des documents 1 à 3, montrez que ces particularités peuvent s'expliquer par des variations de l'environnement du globe.
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Document 1 : diagramme pollinique obtenu à partir de divers sondages effectués au Burundi (Afrique Centrale).
L'abondance des herbacées est l'indice d'un climat plus froid et sec par opposition aux espèces arbustives qui caractérisent des climats plus chauds et humides.
BP : par rapport à l'époque actuelle, par convention année 1950 ("before present").
Document 2 : carte des sites préhistoriques émergés en Australie et de la profondeur - 100 mètres.
Profondeur - 100 mètres
Sites préhistorique émergés. De plus, de nombreux sites âgés de plus de 10 000 ans sont des grottes aujourd'hui immergées.
Document 3 : carte de l'Amérique du Nord avec les limites des zones dans lesquelles on observe des traces de glaciers datés à 18 000 et 8 000 ans BP.
BP = par rapport à l'époque actuelle.
D'après Duplessy 1984
Eléments de correction
Partie I
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- la séropositivité est la présence dans le sérum ( sang ) d'anticorps spécifiques d'un antigène donné.
- un des antigènes du virus, présent dans le milieu extracellulaire, est reconnu spécifiquement par les anticorps membranaires portés par les LB.
- il y a multiplication de ces LB spécifiques
- Les LB issus de cette multiplication se différencient en plasmocytes sécréteurs d'anticorps circulants.
- l'anticorps est une immunoglobuline constituée d'une partie constante et d'une partie variable responsable de la spécificité.
- schéma d'un anticorps circulant avec annotations
- l'infection virale provoque bien l'apparition dans le sang d'anticorps spécifiques du virus ou séropositivité. ( cette réponse au sujet sera explicite ou implicite dans les explications du candidat ).
- la fixation des anticorps sur les antigènes de surface du virus auxquels ils sont spécifiques provoque la formation d'un complexe immun.
- il y a élimination des complexes immuns par phagocytose, facilitée par la reconnaissance de la partie constante des anticorps par les phagocytes ( accepter phagocytes ou macrophage ou granulocyte ).
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| qualité des chémas autres que celui de la structure de l'anticorps circulant |
- présence d'une introduction comprenant par exemple :
- présentation générale du thème scientifique et positionnement du sujet dans ce thème.
- définition de quelques termes clés : séropositivité, anticorps...
- formulation du problème en relation directe avec le sujet posé, même si c'est la reprise de l'énoncé.
- annonce du plan.
- développement structuré, au moins par l'individualisation des paragraphes. Les titres ou explications doivent faire référence au problème posé dans le sujet et non à une restitution théorique de parties du cours.
- présence d'une conclusion comprenant par exemple :
- résumé de la réponse forunie au problème posé par le sujet.
- intérêt des faits étudiés et leur limite.
- ouverture vers d'autres aspects scientifiques : vaccins, résistance, trithérapie...
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Partie II1
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Caryotype normal.
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Pas d'anomalie au niveau du contrôle chromosomique de la différenciation sexuelle.
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Taux d'hormones normaux.
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L'anomalie n'est pas due à une sécrétion anormale (insuffisante) de la testostérone et de l'AMH.
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Présence de radioactivité sur les cellules exprimant le récepteur de l'AMH d'un sujet témoin.
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L'AMH s'est fixée sur les récepteurs présents à la surface de la cellule.
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Radioactivité très faible (ou nulle,ou diffuse) sur les cellules exprimant le récepteur de l'AMH du garçon avec utérus.
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L'AMH,bien que présente,ne s'est pas fixée sur les récepteurs présents à la surface de la cellule.
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Hypothèse sur l'origine de cette anomalie
La présence d'un utérus chez ce garçon serait due à la présence de récepteurs„ non fonctionnels ne permettant pas la fixation de l'AMH; la régression des canaux de Muller ne peut pas se réaliser.
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Le point suivant n'est pas exigible
Le récepteur à 1 AMH de nature protéique résulte de l'expression d'un gène. Ce récepteur anormal serait dû à une modification (mutation) du gène codant pour ce récepteur.
Partie II2 obligatoire
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Document 1 : Critères d'appartenance à la lignée humaine
- Volume crânien important (3 fois plus important que chez le chimpanzé)
- Trou occipital vers l'avant,permettant une position verticale de la colonne vertébrale (relatif à la bipédie);
- Réduction de la face (absence de bourrelets sus orbitaires);
- Col du fémur allongé alors qu'il est court et épais chez le chimpanzé ;
Acceptés non exigibles :
- Prognathisme absent et mâchoire parabolique et non en forme de U;
- Canine réduite
- Epaisseur de la paroi osseuse du col dissymétrique ; elle est régulièrement épaisse chez le chimpanzé
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Relation doc 2 - doc 1
Pour Orrorin
Caractères humains
- phalange/main élancée ;
- molaires petites ;
- distribution osseuse de la paroi du col dissymétrique,plus fin dans la partie supérieure et plus épais dans la partie inférieure.
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Relation doc 3 - doc 1
Pour Toumaï
Caractères humains
- face plate ;
- trou occipital vers l'avant :
- muscles du cou montrant une adaptation à la bipédie.
- [petite canine (non exigible)]
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Caractères simiesques
- humérus et phalange adaptés à la vie arboricole ,
- canine et prémolaire simiesques.
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Caractères simiesques :
- bourrelets sus-orbitaires marqués
- capacité cérébrale faible.
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Synthèse
Toute idée exprimant qu'un seul caractère humain suffit pour appartenir à la lignée humaine : Orrorin et Toumaï partagent chacun avec l'Homme des états dérivés de certains caractères qui doivent donc être présents chez leur ancêtre commun ; cet ancêtre,appartenant à la lignée humaine,est plus ancien que le plus ancien des fossiles étudiés,donc de Toumaï.
Ainsi,l'ancêtre commun est antérieur au plus ancien des trois,Toumaï,c'est à dire avant 7 Ma.
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Commentaires :
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aucune explication concernant le lien entre bipédie et dissymétrie de l'épaisseur de la paroi du col du fémur n'est attendue ni exigible. La seule observation permet d'extraire un nouveau point comparatif entre Orrorin et l'homme actuel.
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Il est difficile de différencier, dans la grille, la saisie des données et leur mise en relation : certains caractères "simiesques" ou "humains" sont identifiés chez Toumaï et orrorin en référence à ceux de l'homme et du chimpanzé dégagés dans l'étude du document 1.
Partie II2 spécialité
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Document 1
L'augmentation de la proportion de pollens d'herbacées durant la période de - 30 000 ans à 10 000 ans (BP). Les exigences des herbacées.
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Refroidissement du climat durant cette période.
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L'augmentation de la proportion de pollens des espèces arbustives de - 10 000 ans (BP) à nos jours. Les exigences des espèces arbustives.
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Réchauffement du climat durant cette période
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Document 2
L'existence de sites préhistoriques aujourd'hui immergés.
La localisation de la profondeur - 100 mètres,montrant qu'il y a moins de 100 mètres de profondeur entre Australie et Tasmanie.
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Remontée du niveau marin après l'arrivée de l'homme dans cette région.
Si le niveau de l'océan était 100 mètres plus bas,il y aurait une continuité de terres émergées de l'Australie à la Tasmanie.
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Document 3
La diminution de la surface des calottes glaciaires durant la période de 18 000 ans à 8 000 BP.
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Existence d'une période froide il y a 18 000 ans (donc niveau marin plus bas).
Fonte ultérieure de cette calotte glaciaire,s'expliquant par un réchauffement (donc élévation du niveau marin)
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Mise en relation des données et conclusion
Concordance des variations climatiques observées en différents points du globe.
Il y a plus de 18 000 ans,une période glaciaire entraîne une diminution du niveau marin qui permet aux premiers hommes d'atteindre à pied la Tasmanieà partir de l'Australie.
Depuis environ 10 000 ans,le réchauffement provoque la fonte des calottes glaciaires,entraînant une remontée du niveau marin par augmentation du volume des océans.
Cette remontée isole la population tasmanienne,d'où une évolution différente des techniques et de l'art des aborigènes tasmaniens et australiens depuis environ 8 000 ans.
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Le candidat pourra mettre en relation les variations du volume des glaces et les variations du niveau marin soit à partir du seul document 3,soit
dans la synthèse.
