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Sujets ES des épreuves Enseignement Scientifique
Session 2004 – Polynésie |
Durée de l’épreuve : 1 h 30
Coefficient : 2
L’usage de la calculatrice est strictement interdit.
L‘élève traitera le thème obligatoire et un thème au choix parmi les deux proposés.
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DU GENOTYPE AU PHENOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES
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Génotype, phénotype et environnement.
Document 1 : Environnement, mutations et cancers.
Présents dans la fumée de cigarettes, dans les vapeurs d’essence ou dans des environnements pollués, les hydrocarbures aromatiques sont des molécules capables de se lier à l’ADN en complexes hydrocarbures-ADN. Ces complexes favorisent des mutations de l’ADN et sont retrouvés en grande quantité dans le sang de personnes exposées ou atteintes de cancer comme celui du poumon.
La protéine p53 se trouve impliquée dans le contrôle de l’expression d’autres gènes lors de différentes agressions cellulaires (expositions des cellules aux UV ou à des agents cancérigènes). Or des mutations du gène p53 ont été identifiées dans la plupart des cancers humains, en particulier dans 70% des cancers du poumon. Lorsque la molécule p53 est absente ou non fonctionnelle, les cellules ne contrôlent plus leur cycle cellulaire et elles peuvent proliférer : une tumeur cancéreuse peut ainsi se mettre en place.
Document 2 : incidence relative de différents facteurs de risques sur la mortalité par cancer en france.
| Principaux facteurs ou groupes de facteurs |
Pourcentage de toutes les morts par cancer (estimation)
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| Tabac Alcool Régimes alimentaires riches en viandes Environnements professionnels Pollutions |
30
10 35 4 2 |
d’après Encyclopedia universalis, mars 1996, modifié.
Première question (12 points)
Exploiter des documents et mettre en relation des informations
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Montrez comment des interactions entre l’environnement et les gènes peuvent être à l’origine de cancers.
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Deuxième question (8 points)
Mobiliser ses connaissances
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Dans un texte illustré par un schéma, présentez les relations entre gène et protéine.
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PLACE DE L’HOMME DANS L’EVOLUTION
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Émergence du genre Homo.
Document 1 : un nouvel « Homo sapiens » conforte l’origine africaine de l’homme moderne.
« … Avec les deux autres crânes qui ont été mis au jour dans la vallée de l’Awash (Ethiopie), ce fossile offre des indications inédites sur l’origine de l’homme moderne et renforce l’hypothèse selon laquelle celui-ci aurait l’Afrique pour berceau.
Le nouveau venu – baptisé d’après la langue afar Homo sapiens idaltu – … vivait il y a environ cent soixante mille ans dans un environnement de lacs et de savane, comme en témoignent les ossements de bovins, de gazelles, d’hippopotames et d’équidés trouvés à proximité. Les outils de pierre sont caractéristiques des techniques de façonnage acheuléennes* et du milieu de l’âge de pierres. Ils étaient utilisés dans la chasse aux hippopotames et aux bovins, comme le prouvent les nombreuses marques de découpe sur les os de ces herbivores. plus étonnants, les crânes de ces Homo sapiens portent eux aussi des marques de découpe, de dépeçage et de polissage. Il ne s’agirait pas de traces de blessures ou d’anthropophagie, mais plutôt de pratiques mortuaires similaires à celles rencontrées en Nouvelle-Guinée.
Pour ses découvreurs, qui ont comparé sous tous les angles et dimensions les trois nouveaux crânes à un échantillon de 2000 humains modernes et aux fossiles plus anciens, Homo sapiens idaltu montre des caractéristiques propres et permettent d’en faire une sous-espèce distincte. Sa morphologie s’inscrit entre celle, plus primitive, de certains spécimens de Zambie et d’Ethiopie et celle de fossiles considérés comme les premiers humains modernes, comme ceux de Qafzeh (Israël), vieux de cent quinze mille ans.
*acheuléen : technique de taille du silex en bifaces, lames et éclats retouchés
Extraits d’un article de H. Morin (Le Monde, 13 juin 2003)
Document 2 : un des trois crânes de la vallée de l’Awath (Ethyopie)
| Description rapide : crâne large et robuste, capacité de 1 450 cm³, arcade sourcilière non proéminente, dentition régulière, trou occipital dans l’axe vertical, pas de chignon occipital. |
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Première question (10 points)
Exploiter des documents et mettre en relation des informations
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Présentez les caractéristiques de Homo sapiens idaltu qu’il partage avec l’ensemble de l’espèce Homo sapiens.
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Deuxième question (10 points)
Mobiliser des connaissances
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Exposez les mécanismes à l’origine de nouveaux gènes et précisez les effets de l’environnement lors de l’évolution du vivant.
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UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : L’EAU
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Gestion de l’eau
Document 1 : une station d’épuration originale
Dans un petit village français de plus de 500 habitants, le conseil municipal a fait le choix en 1994 de traiter les eaux usées de la commune par une station dite « filtre planté de roseaux ». cette solution semblait la mieux adaptée aux caractéristiques du village.
Pour un investissement modéré, cet équipement réceptionne plus de 90% des eaux usées domestiques du village, sans qu’il soit nécessaire d’installer un réseau séparatif ¹. Les résultats sont étonnants, car la rivière recevant les eaux issues de cette station a largement retrouvé une bonne qualité. totalement intégrée dans l’environnement, ne dégageant aucune nuisance olfactive, cette station biologique est devenue un lieu de promenade du dimanche.
Le principe de cette station repose sur la consommation des matières organiques des eaux sales par des micro-organismes vivant au contact des racines de roseaux. Les substances minérales issues de leur activité favorisent le développement des roseaux. la gestion de cette station consiste donc à surveiller les avant-filtres placés avant les roseaux, à faucher les roseaux une fois l’an et à les composter ².
¹ type de réseau coûteux, séparant les eaux domestiques des eaux pluviales dans les stations classiques.
² transformer les déchets organiques en « engrais », de manière contrôlée.
Document 2 : comparaison de trois stations d’épuration des eaux usées envisageables pour ce village.
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Surface au sol
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capacité
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Coût moyen en électricité
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Entretien de la station
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Gestion des boues
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Coût d’exploitation (Euros par habitant et par an)
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| Station classique à boues activées |
500 m²
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400 à 3 000 habitants
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1060 €uros
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– par personnel spécialisé – très régulier |
production journalière
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18,4
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| Lagunage naturel |
6 000 m²
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100 à 200 habitants
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0
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– simple – régulier |
nettoyage tous les 10 ans
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7,6
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| Filtre planté de roseaux |
2 600 m²
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50 à 3 000 habitants
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0
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– simple – régulier |
nettoyage tous les 10 ans des avant-filtres
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9,2
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d’après Filières d’exploitation adaptées aux petites collectivités. CEMAGREF
Première question (10 points)
Exploiter des documents et mettre en relation des informations
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Retrouvez les arguments pour ou contre le type de station d’épuration retenu par le conseil municipal.
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Deuxième question (10 points)
Mobiliser des connaissances
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De la nappe phréatique au robinet, présentez les différents aspects de la gestion de l’eau.
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