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Sujets ES des épreuves Enseignement Scientifique
Session 2007 – Amérique du Sud |
Durée de l’épreuve : 1 h 30
Coefficient : 2
L’usage de la calculatrice est strictement interdit.
Le candidat traitera le thème obligatoire et un thème au choix parmi les deux proposés.
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DU GÉNOTYPE AU PHÉNOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES
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La production de médicaments par les OGM
Le transfert de gène est déjà utilisé couramment pour produire certains médicaments : hormone de croissance, insuline, vaccin contre l’hépatite B…
L’une des molécules clés de la pharmacopée* moderne, l’hydrocortisone**, peut désormais être fabriquée par une simple levure, Saccharomyces cerevisiae, connue sous le nom de « levure de boulanger », dans laquelle les généticiens ont greffé treize nouveaux gènes. Pour que la levure se mette à fabriquer de l’hydrocortisone de mammifère, il a fallu modifier son génome en lui greffant les gènes qui contrôlent la synthèse de cette hormone chez les mammifères et les faire fonctionner dans le bon ordre. Cette « chirurgie génétique » a été réalisée par une équipe de recherche dont l’objectif est de trouver le moyen de produire des molécules pharmaceutiques à moindre coût. Jusqu’à maintenant, l’hydrocortisone était issue d’une synthèse chimique complexe, qui coûtait beaucoup d’énergie et de main-d’oeuvre, contrairement à la culture de levure. Par ailleurs, ce procédé d’obtention par génie génétique garantit un degré de pureté de la molécule et une sécurité d’utilisation infiniment supérieurs aux techniques utilisées jusque-là. En effet, des molécules auparavant obtenues par prélèvement sur des cadavres (par exemple, l’hydrocortisone était autrefois extraite de la bile de bovins ; l’hormone de croissance de l’hypophyse humaine ; l’insuline du pancréas de porc…) pouvaient être contaminantes car le prélèvement était souvent impur.
Les risques environnementaux que pourrait entraîner la mise au point de ce nouvel OGM*** semblent maîtrisés : « Ces levures transgéniques dépendent pour leur survie de leur environnement industriel. Elles n’ont aucune chance de se reproduire dans la nature », explique Denis Pompon.
D’après www.palais-decouverte.fr
* pharmacopée : ensemble des médicaments disponibles.
** hydrocortisone : substance produite naturellement, agissant sur le métabolisme cellulaire, et pouvant être utilisée comme médicament.
*** OGM : organisme génétiquement modifié.
Première question (10 points)
Saisir des données et les mettre en relation
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A partir des informations extraites du document, dites, en argumentant, pourquoi cette « chirurgie génétique » représente une alternative intéressante pour produire certains médicaments.
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Deuxième question (10 points)
Restituer des connaissances.
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L’utilisation des biotechnologies dans le domaine biomédical repose sur la modification du génotype d’un organisme par transgenèse.
Présentez la relation qui existe entre l’information génétique, les protéines et le phénotype. . |
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UNE RESSOURCE INDISPENSABLE : L’EAU
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Les chlorures : une pollution historique
La pollution de la nappe phréatique d’Alsace par les chlorures a pour origine principale l’exploitation des mines de potasse*. L’essentiel des zones polluées, où la concentration en chlorures est supérieure à 200 mg.L-1, norme maximale admissible, se situe à l’aval des mines de potasse. En Alsace, jusque dans les années 1950, le sel résultant du traitement du minerai de potasse a été stocké en terrils** sur des terrains non étanchés***. Les eaux de pluie, lessivant ces terrils, ont entraîné progressivement dans la nappe le sel dissous et donc les chlorures.
Par ailleurs, et jusqu’en 1976, une partie de ce sel extrait était rejetée dans l’Ill et la Thur, deux cours d’eau qui alimentent la nappe. Or depuis 1976, la totalité du sel dissous est rejetée dans le fleuve Rhin, grâce à un réseau de canalisations destinées au transport des eaux chargées en sels dissous (saumoducs).
Des travaux importants ont été engagés pour supprimer la pollution à sa source : dissolution accélérée des terrils, puits de dépollution, plantation de végétaux sur les terrils, etc. Ces travaux ont montré leur efficacité sur la dépollution de la partie superficielle de la nappe. En revanche, ils n’ont pas d’impact sur la pollution déjà présente en partie profonde. Les analyses des échantillons d’eau de nappe prélevés dans les forages profonds situés à l’aval du bassin potassique alsacien montrent ainsi des concentrations jusqu’à 13 700 mg.L-1.
D’après www.region-alsace.fr
* potasse : minerai constitué de chlorure de potassium (utilisé comme engrais) et de chlorure de sodium.
** un terril est constitué par l’accumulation de débris retirés d’une mine.
*** non étanchés : qui ne peuvent pas retenir un liquide
Première question (10 points)
Saisir des informations
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Retrouvez l’origine de la pollution aux chlorures de la nappe phréatique d’Alsace et montrez comment l’Homme intervient pour limiter cette pollution.
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Deuxième question (10 points)
Restituer des connaissances
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Après des années de négligence, l’Homme a pris conscience de la nécessité de préserver la qualité des réservoirs d’eau souterrains.
Précisez l’origine et la nature des pollutions pouvant affecter ces réservoirs, puis indiquez les moyens mis en oeuvre pour les protéger . |
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PLACE DE L’HOMME DANS L’ÉVOLUTION
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Document 1 :
Les guppies sont de petits poissons ; les mâles portent des taches vivement colorées de nombre et de forme variables. C’est pourquoi ils sont prisés des aquariophiles. Dans le milieu naturel cependant, les guppies ont pour prédateurs d’autres poissons qui les repèrent à leurs taches.
Des guppies ont été récoltés dans cinq rivières du Vénézuela notées A à E ; A étant la rivière présentant le moins de prédateurs et E celle où les prédateurs sont les plus nombreux. On compte le nombre de taches par poisson. Les résultats sont indiqués dans le graphique ci-dessous :
Document 2 :
Des guppies mâles et femelles provenant de différentes rivières ont été introduits dans des étangs artificiels. Six mois plus tard, en janvier 1985, des prédateurs ont à leur tour été introduits dans certains des étangs, les autres étangs demeurant sans prédateur.
En septembre de la même année, on mesure le nombre de taches sur les guppies mâles (dix générations de guppies se sont succédé durant cette expérience) :
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Janvier 1985
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Septembre 1985
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Nombre moyen de taches par guppy
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Etang avec prédateur
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11,8
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9,5
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Etang sans prédateur
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11,8
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13
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D’après SVT, Nathan – 2002
Première question (10 points)
Saisir et mettre en relation des informations
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Selon la théorie de la sélection naturelle, ce sont les individus qui sont les mieux adaptés aux contraintes de l’environnement qui ont davantage de chances de survivre et de s’y reproduire.
A partir de la mise en relation des informations extraites des documents, montrez que l’exemple des guppies illustre la théorie de la sélection naturelle. |
Deuxième question (10 points)
Mobiliser des connaissances
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La sélection naturelle est un des mécanismes de l’évolution.
Présentez les mécanismes génétiques de l’évolution. |
