Exercice 1 — la question de synthèse

Dans une espèce diploïde, deux individus issus des mêmes parents ne sont jamais génétiquement identiques.

Question scientifique : Expliquer comment la méiose et la fécondation assurent la diversité génétique des individus d'une espèce à reproduction sexuée.

Rédiger un texte argumenté d'une vingtaine de lignes, comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. le brassage interchromosomique ;

2. le brassage intrachromosomique ;

3. le rôle de la fécondation.

Des schémas de méiose peuvent illustrer le propos : le brassage interchromosomique pour un individu hétérozygote pour deux gènes, notés $A/a$ et $B/b$, portés par deux paires de chromosomes différentes ; le brassage intrachromosomique pour un individu hétérozygote pour deux gènes liés, portés par la même paire de chromosomes.

Dans un massif ancien, on souhaite connaître l'âge de formation d'un granite.

Question scientifique : Expliquer comment la radiochronologie permet de dater une roche magmatique et comment cette datation complète la chronologie relative.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. le principe de la désintégration radioactive et la notion de demi-vie ;

2. la fermeture du système et le choix d'un chronomètre (Rb/Sr, K/Ar, U/Pb) ;

3. la complémentarité entre chronologie absolue et chronologie relative.

Une plante cultivée au jardin potager produit, au cours de sa croissance, de la cellulose, de l'amidon et du saccharose, à partir de molécules minérales.

Question scientifique : Expliquer comment une plante à fleurs produit de la matière organique et comment celle-ci est ensuite distribuée et utilisée dans la plante.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. la production de matière organique dans le chloroplaste (pigments, photolyse de l'eau, réduction du dioxyde de carbone) ;

2. la circulation de la sève brute et de la sève élaborée ;

3. le devenir des sucres (stockage et synthèse d'autres molécules).

Un schéma fonctionnel peut accompagner le texte.

Les Alpes occidentales sont une chaîne de montagnes dans laquelle on observe des complexes ophiolitiques, par exemple dans le massif du Chenaillet (Hautes-Alpes) et dans le Queyras.

Question scientifique : Montrer comment l'étude d'une chaîne de montagnes comme les Alpes permet de reconstituer l'existence d'un océan aujourd'hui disparu.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. les arguments en faveur de l'origine océanique d'un complexe ophiolitique ;

2. les indices d'une subduction ;

3. la suture et la collision, avec le cycle orogénique.

Un schéma de synthèse, montrant les étapes de l'ouverture à la fermeture de l'océan, est attendu.

Les cellules eucaryotes contiennent des organites, comme les mitochondries et les chloroplastes, qui possèdent leur propre ADN.

Question scientifique : Présenter les arguments qui conduisent à considérer que les mitochondries et les chloroplastes ont une origine endosymbiotique, et expliquer comment leur génome a évolué depuis l'établissement de la symbiose.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. les arguments cellulaires et moléculaires ;

2. les arguments phylogénétiques ;

3. l'évolution du génome de l'endosymbionte et l'hérédité cytoplasmique.

Un lycéen confronté à une épreuve importante, par exemple un oral du baccalauréat, ressent des effets physiologiques immédiats (palpitations, mains moites). Une exposition prolongée à des situations stressantes peut en revanche avoir des conséquences durables.

Question scientifique : Expliquer comment l'organisme répond à un stress aigu, et pourquoi un stress chronique peut conduire à une réponse inadaptée.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le développement s'organisera selon le plan suivant :

1. la réponse rapide au stress aigu (système limbique, adrénaline) ;

2. la réponse hormonale (axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien, cortisol) et son rétrocontrôle négatif ;

3. les conséquences d'un stress chronique, avec la notion de plasticité mal-adaptative.

Un schéma de la boucle neuro-hormonale est attendu.

Le modèle de Hardy-Weinberg décrit une population dont les fréquences alléliques restent stables de génération en génération. Les populations réelles s'en écartent souvent.

Question scientifique : Expliquer comment les fréquences alléliques d'une population évoluent au cours des générations, et discuter en quoi la notion d'espèce peut être interrogée par l'étude des génomes.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le plan est laissé au choix du candidat. Il devra montrer clairement :

• le modèle de référence et ses conditions ;

• au moins trois facteurs d'évolution, dont la dérive génétique, présentés avec un exemple précis ;

• le lien avec la séparation entre populations.

La plupart des plantes cultivées, comme le blé, le colza ou la tomate, dérivent de plantes sauvages, par sélection par les êtres humains pendant des milliers d'années, puis par des techniques modernes.

Question scientifique : Montrer comment la domestication a modifié le génome des plantes cultivées, et discuter les avantages et les risques de l'évolution des variétés cultivées.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le plan est laissé au choix du candidat. Il devra montrer :

• la différence entre sélection empirique et sélection programmée, ainsi que le rôle des biotechnologies ;

• l'effet sur la diversité allélique et les conséquences possibles, avec au moins un exemple historique ou actuel ;

• une ouverture sur les conséquences possibles pour les populations humaines.

Les carottes de glace prélevées en Antarctique, par exemple au Dôme C, et les sédiments marins renferment des indices des variations climatiques passées.

Question scientifique : Montrer comment l'étude des climats du Quaternaire permet de comprendre les alternances glaciaire-interglaciaire et leurs mécanismes.

Rédiger un texte argumenté comportant une introduction, un développement structuré et une conclusion.

Le plan est laissé au choix du candidat. Il devra montrer :

• un indicateur de température, le thermomètre isotopique ${}^{18}\text{O}$, avec son principe ;

• le rôle des variations orbitales (cycles de Milankovitch) comme déclencheur ;

• l'amplification par des rétroactions, dont l'albédo et la solubilité du dioxyde de carbone dans l'océan ;

• une confrontation avec le réchauffement actuel, en distinguant corrélation et causalité.