Bac S 2014 – Nouvelle Calédonie

1ère PARTIE (8 points).

Méiose et diversité des gamètes

Vous illustrerez votre raisonnement par des schémas successifs* en partant d’une cellule possédant deux paires de chromosomes.
– La première paire porte le gène A (allèles A1 et A2) et le gène B (allèles B1et B2).
– La seconde paire porte le gène C (allèles C1 et C2).

Votre exposé comportera une introduction, un développement structuré et une conclusion.
* Il n’est pas attendu que toutes les étapes de la méiose soient schématisées.

2ème PARTIE – Exercice 1 (3 points).

Des mouvements verticaux en Scandinavie

La lithosphère terrestre est animée de mouvements horizontaux liés à des phénomènes de convergence ou de divergence. Elle est affectée également par des mouvements verticaux, comme par exemple en Scandinavie.

Document 1 : Soulèvement de la Scandinavie depuis 6000 ans

D’après la planète Terre, J. M Caron et coll.

Document 2 : Variations en altitude de la balise GPS positionnée près de Vasaa en Finlande.

2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement Obligatoire). 5 points.

Immunité et sclérose en plaques

Document 1 : Sclérose en plaques et myéline

La myéline est une substance biologique qui s’enroule autour des neurones Elle constitue une gaine qui protège les fibres nerveuses et permet une augmentation de la vitesse de conduction de l’influx nerveux d’un facteur 50 à 100.
La sclérose en plaques se traduit par des zones de dégradation de la myéline autour de certaines fibres nerveuses du système nerveux central On parle de démyélinisation. Une altération des axones eux-mêmes peut se produire.

Document 2 : Des données biologiques

On sait que les vaisseaux sanguins présents dans le cerveau sont très peu perméables aux cellules. On parte de « barrière hémato-encéphalique ». Celle-ci n’est normalement pas franchie par les lymphocytes.
Le tableau suivant recense certains types de cellules immunitaires autoréactives (dirigées contre la myéline) présentes dans le sang et le système nerveux central (SNC) chez les individus atteints de sclérose en plaques et chez les individus non atteints.

D’après Etude du rôle effecteur et régulateur des lymphocytes T dans la Sclérose en Plaques par Ségolène Pettré, et
B cell charactérization and reactivity analysis in multiples sclerosis par Judith Fraussen et al, 2009

* Les cytokines regroupent diverses molécules qui activent les macrophages et la différenciation des lymphocytes B et CD8 en cellules effectrices.

Document 3 : Action des peptides de venin de scorpion

Le traitement de la maladie associe classiquement des anti-inflammatoires et des molécules réduisant la réponse immunitaire (immunosuppresseurs). Cette thérapie agit de façon peu spécifique et présente des effets secondaires.
L’équipe de Ferreira et Cesar a publié en 2011 les résultats d’une étude sur l’effet de composants d’un venin de scorpion (Vaejovis mexicenus smithi) sur les canaux à potassium. Ces canaux sont des protéines présentes dans la membrane plasmique de cellules de nombreux tissus, y compris le cœur et le cerveau. Ils règlent le passage des ions potassium et sont indispensables au bon fonctionnement des cellules. Les canaux Kv1.3 sont presque exclusifs des lymphocytes T et extrêmement abondants sur les lymphocytes T auto-réactifs. Leur ouverture est indispensable à la prolifération cellulaire. Le graphique suivant a été obtenu après l’application in vitro du venin sur différents canaux à potassium (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, IKCa1).

Effet du venin de scorpion sur différents canaux à potassium

L’intensité du courant est liée à la quantité d’ions potassium empruntant le canal, donc à l’activité de ce canal.

D’après EP2158213 B1, Batista Cesar Vicente Ferreira, 2011

2ème PARTIE – Exercice 2 (Enseignement de spécialité). 5 points.

Diabète et perspective d’amélioration du traitement

Noémie et Pascal doivent subir des injections d’insuline afin de soigner leur diabète (diagnostiqué depuis cinq ans). La publication d’un article scientifique sur la bétatrophine une molécule susceptible de diminuer la fréquence de ces injections, leur fait espérer un traitement moins contraignant.

Document 1 : Quelques caractéristiques des deux sujets : Noémie souffre de diabète de type 1 et Pascal souffre de diabète de type 2.

Document 2 : Images au microscope optique d’îlots de Langerhans d’individus diabétiques

Cas de diabète de type 1 : les lésions sont très précoces et précèdent les premiers signes cliniques.

Cas de diabète de type 2 : les dépôts de substance amyloïde sont très progressifs.

D’après http://library.med.utah.edu et www.meducation.net/encyclopedia/28677

Document 3 : Évolution dans le temps des deux types de diabète

D’après Holman. Diabetes Res Clin Prad 1998;40 (suppl. l):S21-S25
et http://www.jle.com/e-docs/00/04/13/5F/article.phtmf?fichier=images.htm

Document 4 : Étude de l’action de la bétatrophine

L’équipe du professeur Melton de l’université de Harvard a publié en avril 2013 une étude portant sur une protéine produite par le foie, la bétatrophine. Les chercheurs ont injecté le gène codant pour cette molécule dans le foie de souris. Ils ont mesuré au bout de 8 jours les effets de cette expérimentation sur le pancréas des animaux.

L’équipe du professeur Melton indique que la bétatrophine pourrait permettre d’espacer les injections d’insuline.

D’après Cell 153, 747-758, May 2013, Melton D.A and coll