ANNALES SVT

N°1

Sujet National Juin 1995

 

 

PARTIE I  (7 points)

Les interactions entre l'atmosphère terrestre et les êtres vivants.

Depuis qu'elle s'est formée, l'atmosphère terrestre a vu sa composition subir d'importantes modifications.

Présentez quelques données géologiques d'observation et de mesure qui ont permis d'en retrouver la composition initiale et d'en retracer l'évolution. Expliquez comment les êtres vivants ont contribué à cette évolution et, réciproquement, quelles conséquences ces changements dans l'atmosphère ont eu sur l'évolution des êtres vivants.

PARTIE II (8 points)

Unicité génétique et polymorphisme des espèces

La myopathie de Duchenne est une maladie dégénérative des fibres musculaires. Les myopathes ne synthétisent pas, ou de façon incorrecte, une protéine, la dystrophine.

A. - On connaît la séquence d'ADN correspondant à ce gène. Le document 1 représente la portion du gène codant pour les acides aminés 109 à 114.

Document 1

Brin non transcrit	G G T T T G A T T T G G A A T A T A                                 
Brin transcrit          C C A A A C T A A A C C T T A T A T                                 

Code génétique en termes d'ARNm

2° nucléotide

U C A G

n
u
c
l
é
o
t
i
d
e

 

U UUU: phénylalanine
UUC: phénylalanine
UUA : leucine
UUG : leucine
UCU : sérine
UCC : sérine
UCA : sérine
UCG : sérine
UAU : tyrosine
UAC : tyrosine
UAA : non sens
UAG: non sens
UUU : cystéine
UUC : cystéine
UUA: non sens
UUG : tryptophane
U
C
A
G

n
u
c
l
é
o
t
i
d
e

 

C CUU : leucine
CUC : leucine
CUA : leucine
CUG : leucine
CCU : proline
CCC : proline
CCA : proline
CCG : proline
CAU : histidine
CAC : histidine
CAA : glutamine
CAG : glutamine
CAU : arginine
CAC : arginine
CAA : arginine
CAG : arginine
U
C
A
G
A AUU : isoleucine
AUC : isoleucine
AUA : méthionine
AUG : méthionine
ACU: thréonine
ACC: thréonine
ACA: thréonine
ACG: thréonine
AAU : asparagine
AAC : asparagine
AAA : lysine
AAG : lysine
AAU : sérine
AAC : sérine
AAA : arginine
AAG : arginine
U
C
A
G
G GUU : valine
GUC : valine
GUA : valine
GUG : valine
GCU : alanine
GCC : alanine
GCA : alanine
GCG : alanine
GAU : ac aspart.
GAC : ac aspart.
GAA : ac glutam.
GAG : ac glutam.
GAU : glycine
GAC : glycine
GAA : glycine
GAG : glycine
U
C
A
G

A: Adénine U : Uracile G:Guanine C:Cytosine

En vous appuyant sur le tableau du code génétique, montrez quelles peuvent être les conséquences d'une mutation ponctuelle (au niveau du triplet correspondant à l'acide aminé 112 par exemple; se limiter à un seul cas de mutation en indiquant sommairement les autres possibilités).

B. 1) La myopathie de Duchenne atteint essentiellement des garçons, en France dans la proportion de 1 sur 3 500, très rarement des filles. Dans le petit nombre de cas où les hommes atteints ont eu des enfants, les garçons issus de tels pères n'ont jamais été atteints. On connaît, en revanche, plusieurs cas où une femme a pu avoir des garçons myopathes issus de pères différents.

En quoi ces renseignements vous permettent-ils de proposer une hypothèse relative à la localisation chromosomique du gène responsable de la maladie?

2) Le document 2 présente l'arbre généalogique d'une famine où 'exprime la myopathie de Duchenne (fig 2a) ainsi que le caryotype de l'enfant III.9 du couple II.6 - II.7 (fig 2b).

Documents 2

Document 2a

Dégagez du document 2 les arguments qui vous permettent de préciser: - si l'allèle responsable de la maladie est dominant ou récessif,

  • si l'hypothèse que vous avez formulée précédemment concernant la localisation du gène est remise en cause ou non,
  • les génotypes des individus III. 6, II. 6, II. 7 et III. 9 (en faire une représentation chromosomique),
  • la probabilité pour le couple formé par la jeune fille III.8 et le garçon III.5, désireux de s'épouser, d'avoir des enfants atteints de myopathie.

Document 2b: Caryotype de III.9

 

PARTIE III  (5 points)

ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

Fonctionnement d'un système de régulation.

L'ovaire et la muqueuse utérine évoluent de manière cyclique et coordonnée.

Problème scientifique : Relations fonctionnelles entre ovaire et utérus.

Les documents qui suivent rendent compte d'expériences réalisées sur des femelles de Mammifères.

DOCUMENT 1 :

graphique établi à la suite d'une expérience d'injection d'oestradiol à des lots de souris pubères préalablement ovariectomisées.

DOCUMENT 2 :

résultat d'une autoradiographie de coupe de muqueuse utérine prélevée une à deux heures après une injection d'oestradiol marqué au tritium (isotope radioactif de l'hydrogène) à une femelle ovariectomisée.

DOCUMENT 3 :

évolution du taux de certains composés dans les cellules de la muqueuse utérine, à la suite d'une injection d'oestradiol à une femelle ovariectornisée.

DOCUMENT 4 :

évolution de la concentration en récepteurs à la progestérone au niveau des cellules de la muqueuse utérine, à la suite d'une injection d'oestradiol à une femelle ovariectornisée.

INFORMATION COMPLEMENTAIRE : injectée seule, à doses physiologiques, à une femelle ovariectomisée, la progestérone n'entraçine pas de modifications significatives au niveau de l'utérus. Par contre, associée à l'oestradiol, elle accentue les modifications révélées dans le document 1.

QUESTION :

Faites une exploitation rigoureuse des documents présentés et utilisez les informations fournies pour construire un schéma fonctionnel montrant l'enchaînement et les relations entre les mécanismes mis en jeu, mécanismes qui aboutissent à créer des conditions favorables à la gestation en cas de fécondation (on se limitera aux seules données des documents fournis).

PARTIE III : (5 points)

ENSEIGNEMENT DE SPECIALITE

Fonctionnement d'un système de régulation.

On recherche certains des mécanismes qui contribuent au rétablissement de la pression artérielle à la suite d'une hémorragie, chez un organisme vertébré.

LE DOCUMENT 1
représente de façon très schématique l'organisation fonctionnelle de l'appareil circulatoire chez un organisme vertébré. Le sang est entièrement contenu dans le coeur et les vaisseaux (appareil circulatoire clos).

LE DOCUMENT 2
correspond à 3 coupes transversales schématiques d'une artériole 3a, avant stimulation des fibres sympathiques l'innervant, 3b, après stimulation de ces mêmes fibres ou après stimulation directe d'un centre bulbaire en relation avec les fibres nerveuses issues du sinus carotidien, 3c, après stimulation du bout central de ces fibres issues du sinus carotidien.

LE DOCUMENT 3
présente, à la suite d'une expérience réalisée chez un animal, les conséquences d'une petite hémorragie (perte de sang n'excédant pas 10 % du volume sanguin total) sur la pression artérielle et le débit sanguin au niveau de quelques organes.

LE DOCUMENT 4
présente (figure 4a) les messages nerveux enregistrés en différentes zones repérées sur la figure 4b - colonne 2, quand la pression artérielle baisse. - colonne 3, quand la pression artérielle est normale. - colonne 4, quand la pression artérielle augmente.

QUESTION:

A partir d'une exploitation rigoureuse des documents présentés, indiquez par un texte l'enchaînement des mécanismes qui contribuent au rétablissement partiel de la pression artérielle à la suite d'une hémorragie. Complétez votre étude par un schéma fonctionnel réalisé à partir des seules informations fournies par les documents.

Document 1

Schéma simplifié de l'appareil circulatoire rappelant :
- que l'appareil est clos,
- le mode de branchement des organes,
- la place des artérioles.

Des compléments d'information concernant les artérioles figurent dans les documents 2 et 4.

Document 2

des fibres sympathiques innervent la paroi de l'artériole (partie musculaire). v. doc 4.

 

Document 3

Conséquences d'une petite hémorragie sur la pression artérielle et le débit sanguin dans quelques organes.

  Avant l'hémorragie Après l'hémorragie
  mesures immédiates mesures 5 min après
Pression artérielle maximale (cmHg) 12,5 8 11,5
Pression artérielle minimale (cm Hg) 7,5 5,5 7,5
Débit cardiaque en ml de sang expulsé par mn 5250  2800 4470
Volume de sang traversant l'encéphale en ml/mn 1300  1000 1275
 

Volume de sang traversant  la peau en ml/mn.

500 350 328

Document 4

4.a            

4.b              

 

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