الامتحان الوطني الموحد للبكالوريا 2023 - الدورة العادية - علوم الحياة والأرض - مسلك علوم الحياة والأرض خيار فرنسية BIOF

### Examen national du baccalauréat — Session normale 2023 — Sujet **Matière :** Sciences de la Vie et de la Terre — **Filière :** Sciences Expérimentales, option Sciences de la Vie et de la Terre (option française) — **Code :** NS 32F **Durée :** 3 h — **Coefficient :** 7 - L'utilisation de la calculatrice non programmable est autorisée. --- ## Première partie : Restitution des connaissances (5 points) **I.** Définissez ce qui suit : a. Le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) ; b. Un antigène. **(1 pt)** **II.** Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule proposition correcte. Recopiez les couples (1,…) ; (2,…) ; (3,…) ; (4,…) et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la proposition correcte. **(2 pts)** 1. **Le thymus est un organe :** a. lymphoïde secondaire (périphérique) ; b. lymphoïde primaire (central) ; c. responsable de la maturation des lymphocytes B ; d. responsable de la maturation des macrophages. 2. **La réponse immunitaire non spécifique fait intervenir :** a. les lymphocytes B ; b. les lymphocytes T4 ; c. les lymphocytes T8 ; d. les macrophages. 3. **Durant la phase de sensibilisation de la réponse allergique, se déroulent les phénomènes successifs suivants :** a. différenciation des LB en plasmocytes → libération des IgM → fixation des IgM sur les mastocytes ; b. différenciation des LB en plasmocytes → libération des IgE → fixation des IgE sur les mastocytes ; c. différenciation des LB en mastocytes → libération des IgE → fixation des IgE sur les plasmocytes ; d. différenciation des plasmocytes en LB → libération des IgE → fixation des IgE sur les LT. 4. **Les lymphocytes T4 reconnaissent les antigènes présentés par les :** a. CMH-I exposés à la surface des macrophages ; b. CMH-II exposés à la surface des macrophages ; c. IgM exposées à la surface des LB ; d. récepteurs T exposés à la surface des T8. **III.** Recopiez la lettre de chaque proposition et écrivez devant « vrai » ou « faux ». **(1 pt)** - a. Les anticorps sont les effecteurs de la réponse immunitaire non spécifique. - b. Les interleukines sont des médiateurs chimiques de la réponse immunitaire. - c. Les lymphocytes sont produits au niveau du thymus et subissent leur maturation au niveau de la moelle osseuse. - d. Les histamines sont produites par les plasmocytes issus de la différenciation des lymphocytes B. **IV.** Adressez à chaque numéro de l'ensemble 1 la lettre qui lui correspond de l'ensemble 2. **(1 pt)** | Ensemble 1 | Ensemble 2 | |---|---| | 1. La sérothérapie | a. Moyen d'aide au système immunitaire basé sur la mémoire immunitaire | | 2. La vaccination | b. Produit les facteurs du complément | | 3. Le complexe immun | c. Résultat de la liaison d'un antigène avec l'anticorps qui lui est spécifique | | 4. Le lymphocyte T8 | d. Moyen d'aide au système immunitaire à action rapide | | | e. Effecteur de la réponse immunitaire cellulaire | --- ## Deuxième partie : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 points) ### Exercice 1 (3 points) — Syndrome de NARP Le syndrome de NARP (Neuropathie Ataxie et Rétinite Pigmentaire) est une maladie génétique dont les symptômes apparaissent sous forme de maladies oculaires et cérébrales, surtout au niveau des organes fortement dépendants de la phosphorylation oxydative (rétine, cerveau). **Donnée 1 — Document 1 :** | | | Individu sain | Individu atteint | |---|---|---|---| | Quantité de dioxygène consommé ($10^{-12}$ mol/s) | Avant l'ajout de l'ADP | 30 | 30 | | | Après l'ajout de l'ADP | 70 | 55 | | Quantité d'ATP synthétisée après l'ajout de l'ADP | | +++ | + | (NB : le nombre de + est fonction de la quantité de la molécule.) Le **document 2** présente un schéma de l'organisation et du fonctionnement des complexes enzymatiques de la phosphorylation oxydative (complexes CI à CIV de la chaîne respiratoire pompant les H⁺ vers l'espace intermembranaire ; CV, la sphère pédonculée, qui synthétise l'ATP à partir d'ADP + Pi lors du retour des H⁺ vers la matrice).   1. En exploitant les documents 1 et 2 : - a. Comparez la quantité de dioxygène consommé et la quantité d'ATP produite par les cellules de l'individu sain à celles de l'individu atteint. **(0,75 pt)** - b. Montrez la relation entre la consommation du dioxygène et la synthèse de l'ATP, puis proposez une hypothèse expliquant les résultats observés chez l'individu atteint. **(0,75 pt)** **Donnée 2 — Document 3 :** électrophorèse des complexes CI à CV de la membrane interne mitochondriale (bandes CI à CIV d'épaisseur identique chez les deux individus ; bande CV nettement plus fine chez l'individu atteint). NB : l'épaisseur de la bande reflète la quantité du complexe. 2. En exploitant le document 3, comparez les résultats obtenus, puis vérifiez l'hypothèse proposée. **(0,75 pt)** 3. À partir des données précédentes, expliquez les résultats observés chez l'individu atteint du NARP (document 1). **(0,75 pt)** ### Exercice 2 (5 points) — Maladie de Fabry **I.** Le syndrome de Fabry est une maladie héréditaire due à un déficit en α-galactosidase (α-GAL), enzyme lysosomale qui dégrade normalement les glycolipides GL-3. En cas de déficit, ces molécules s'accumulent dans les lysosomes, entraînant des dysfonctionnements (excroissances cutanées, problèmes oculaires, insuffisance rénale, maladie cardiaque). Le document 1 montre l'action de l'α-GAL (fonctionnelle chez le sain : dégradation de GL-3 ; non fonctionnelle chez le malade : accumulation) ; le document 2 donne l'activité de l'enzyme (individu sain : 100 % ; individu malade : environ 18 %).  1. En exploitant les documents 1 et 2, comparez l'activité de l'enzyme chez l'individu sain et chez l'individu malade, puis montrez la relation protéine – caractère. **(0,5 pt)** La synthèse de l'α-GAL est contrôlée par le gène GAL. **Document 3** (brins non transcrits ; sens de lecture →) : - Allèle normal : ATG-TCT-AAT-GAC-CTC-**CGA**-CAC-ATC-AGC - Allèle muté : ATG-TCT-AAT-GAC-CTC-**TGA**-CAC-ATC-AGC **Document 4 (extrait du code génétique) :** CUC, CUA, CUG : Leu ; AUU, AUC, AUA : Ile ; AUG : Met ; UCU, UCC, AGU, AGC : Ser ; CAU, CAC : His ; AAU, AAC : Asn ; GAU, GAC : Ac.asp ; CGC, CGA, CGG : Arg ; UAA, UGA, UAG : Stop. 2. À partir des documents 3 et 4, donnez les séquences d'ARNm et d'acides aminés correspondant à chacun des fragments des allèles GAL normal et muté, puis expliquez l'origine génétique de la maladie de Fabry. **(1,5 pt)** **II.** Document 5 : figure (a) arbre généalogique d'une famille (I1 homme malade × I2 femme saine ; leurs enfants : II2 fille saine mariée à II1 homme sain, II3 et II4 fils sains ; enfants de II1 × II2 : III1 fils malade, III2 fille saine, mariée à III3 homme sain ; leurs enfants : IV1 et IV2 garçons sains, IV3 et IV4 garçons malades) ; figure (b) électrophorèse : I1 : allèle muté seul ; I2 : allèles muté et normal ; II3 : allèle normal seul ; III2 : allèles muté et normal. 3. En vous basant sur les deux figures du document 5 : - a. Déterminez le mode de transmission du syndrome de Fabry. Justifiez. **(0,75 pt)** - b. Déterminez la probabilité pour que le couple (I1, I2) donne naissance à une fille atteinte. Justifiez à l'aide d'un échiquier de croisement. **(0,75 pt)** *Utilisez A et a.* Chez les hommes, on estime que ce syndrome touche un homme sur 40 000 environ. 4. En considérant que la population est en équilibre de Hardy-Weinberg : - a. Calculez les fréquences de l'allèle responsable de la maladie et de l'allèle normal. **(1 pt)** - b. Calculez la fréquence des femmes hétérozygotes. **(0,5 pt)** *NB : résultats avec six chiffres après la virgule.* ### Exercice 3 (4 points) — Gènes liés chez le maïs **Premier croisement :** plantes sauvages à graines rouges et arrondies × plantes à graines blanches et déprimées ; F1 : tous de phénotype sauvage. 1. Que déduisez-vous de ce croisement ? **(0,5 pt)** **Deuxième croisement :** une plante de F1 × une plante à graines blanches et déprimées ; F'2 : 176 graines rouges et arrondies ; 184 blanches et déprimées ; 23 rouges et déprimées ; 17 blanches et arrondies. 2. Montrez que les deux gènes étudiés sont liés. **(0,5 pt)** 3. Donnez l'interprétation chromosomique du deuxième croisement (échiquier). **(1,5 pt)** *R et r : couleur ; A et a : forme.* 4. À l'aide de schémas de chromosomes, expliquez la formation des gamètes de F1 à l'origine des phénotypes rouges-déprimées et blanches-arrondies de F'2. **(1 pt)** 5. Réalisez la carte factorielle des deux gènes. **(0,5 pt)** *Échelle : 1 cm → 2 cM.* ### Exercice 4 (3 points) — Chaîne du Zagros Le Zagros est une chaîne de montagnes principalement localisée en Iran, longue de 1 600 km (NW-SE), culminant à 4 548 m. Document 1 : carte géologique simplifiée (plaque arabique au SW, plaque eurasiatique au NE ; sédiments déformés — plis et chevauchements ; roches métamorphiques — ophiolites métamorphisées ; roches magmatiques ; chevauchements ZS (zone de suture), MZT, ZDF). Document 2 : coupe SW–NE (sédiments déformés sur socle précambrien ; chevauchement MZT ; ophiolites métamorphisées le long de la zone de suture ZS plongeant vers le NE jusqu'à plus de 20 km ; roches magmatiques — granodiorites — au NE). 1. En vous basant sur les documents 1 et 2, dégagez quatre indices montrant que le Zagros résulte de l'affrontement de deux continents après disparition d'un ancien océan. **(1 pt)** Le complexe ophiolitique contient des métagabbros MG1 et MG2 issus de la transformation du gabbro. Document 3 : figure (a) lames minces (MG1 : glaucophane + plagioclase ; MG2 : jadéite + glaucophane + grenat) ; figure (b) domaines de stabilité en fonction de la pression, de la profondeur et de la température (A : chlorite + actinote + plagioclase ; B : glaucophane + plagioclase ; C : glaucophane + jadéite ; D : grenat + jadéite + glaucophane) et trois trajets de métamorphisme (HP-BT, BP-HT, MP-MT). 2. Dégagez les conditions de pression et de température de formation de MG1 et MG2, puis déduisez le type de métamorphisme. **(1 pt)** 3. Proposez une succession des étapes essentielles de formation de la chaîne du Zagros. **(1 pt)** **FIN** ### الأشكال        

## Corrigé proposé — SVT, Sciences Expérimentales option SVT (BIOF), session normale 2023 (NS 32F) > Corrigé proposé pour la révision (version française du sujet NS 32). Les valeurs lues sur les documents sont approximatives ; les points incertains sont marqués ⚠️. --- ## Première partie Leçons requises : le système immunitaire (soi et non-soi, réponses non spécifique et spécifique), dysfonctionnements (allergie), aides au système immunitaire. **I.** - **a. CMH :** ensemble de glycoprotéines membranaires, codées par un groupe de gènes très polymorphes, qui constituent la **carte d'identité du soi** de chaque individu. Le CMH-I se trouve sur toutes les cellules nucléées, et le CMH-II sur les cellules présentatrices d'antigène (macrophages, LB…). - **b. Antigène :** toute molécule ou élément étranger à l'organisme capable de déclencher une réponse immunitaire spécifique et de se lier spécifiquement à ses produits (anticorps, récepteurs T). **II.** (1, b) – (2, d) – (3, b) – (4, b) **III.** - **a. Faux :** les anticorps sont les effecteurs de la réponse immunitaire **spécifique** à médiation humorale. - **b. Vrai.** - **c. Faux :** les lymphocytes sont produits dans la **moelle osseuse**. Les LB y subissent leur maturation, et les LT la subissent dans le thymus. - **d. Faux :** l'histamine est libérée par les **mastocytes** (et les granulocytes basophiles). **IV.** 1 → d ; 2 → a ; 3 → c ; 4 → e --- ## Exercice 1 — NARP Leçons requises : respiration cellulaire, chaîne respiratoire et phosphorylation oxydative. **1.a. Comparaison** - **Avant l'ajout d'ADP :** la consommation de O₂ est identique chez les deux individus (30×10⁻¹² mol/s). - **Après l'ajout d'ADP :** elle augmente chez les deux, mais davantage chez le sain (70) que chez l'atteint (55). - **ATP :** la synthèse est forte chez le sain (+++) et faible chez l'atteint (+). **1.b. Relation et hypothèse** - **Relation :** - L'ADP active l'ATP synthase (CV), qui synthétise l'ATP grâce au flux de protons retournant vers la matrice. - Ce flux diminue le gradient de protons, ce qui accélère l'oxydation des transporteurs réduits et le transfert des électrons jusqu'à O₂, accepteur final. - La consommation de O₂ et la synthèse d'ATP sont donc **couplées**. - **Hypothèse :** un défaut de l'ATP synthase (CV), en quantité ou en activité, chez l'individu atteint. **2. Électrophorèse** - **Comparaison :** les bandes CI à CIV sont identiques chez les deux individus, tandis que la bande CV est plus fine chez l'atteint. La quantité d'ATP synthase y est donc réduite. - **Conclusion :** l'hypothèse est **confirmée**. **3. Explication** - **Cause :** chez l'atteint, la quantité de CV est réduite. - **Conséquences sur la chaîne respiratoire :** - le retour des H⁺ vers la matrice est moindre, et le gradient de protons reste élevé ; - ce gradient freine le transfert des électrons et la réduction de O₂ (55 au lieu de 70) ; - la synthèse d'ATP diminue (+ au lieu de +++). - **Symptômes :** les cellules à forte demande énergétique (rétine, neurones) manquent d'ATP, d'où l'apparition des symptômes. --- ## Exercice 2 — Maladie de Fabry Leçons requises : expression de l'information génétique (code génétique, mutations), hérédité humaine liée au sexe, génétique des populations (Hardy-Weinberg). **I.1. Comparaison et relation protéine – caractère** - **Comparaison :** l'activité de l'α-GAL est de 100 % chez le sain, contre environ 18 % chez le malade (enzyme non fonctionnelle). - **Relation protéine – caractère :** - **Chez le sain :** l'enzyme est fonctionnelle et dégrade GL-3, le caractère est sain. - **Chez le malade :** l'enzyme est non fonctionnelle, GL-3 s'accumule dans les lysosomes et des troubles apparaissent dans plusieurs organes. - Le caractère dépend donc de la protéine. **I.2. Séquences** (L'ARNm est identique au brin non transcrit, avec U à la place de T.) - **Allèle normal :** - ARNm : AUG-UCU-AAU-GAC-CUC-**CGA**-CAC-AUC-AGC - Protéine : Met-Ser-Asn-Ac.asp-Leu-**Arg**-His-Ile-Ser - **Allèle muté :** - ARNm : AUG-UCU-AAU-GAC-CUC-**UGA**-CAC-AUC-AGC - Protéine : Met-Ser-Asn-Ac.asp-Leu-**Stop** - **Origine génétique :** - **La mutation :** une **mutation par substitution** au niveau du triplet 6 (C → T sur le brin non transcrit). - **L'effet :** le codon CGA (Arg) devient un **codon stop** UGA. La traduction s'arrête prématurément et donne une protéine tronquée, donc une α-GAL non fonctionnelle. - **La conséquence :** accumulation de GL-3, d'où la maladie. **II.3.a. Mode de transmission** - **L'allèle morbide est récessif :** - les parents II1 et II2, sains, ont un fils malade III1 ; - de même pour III2 × III3 ; - les femmes I2 et III2 portent les deux allèles et sont saines. - **Le gène est porté par le chromosome X (partie non homologue) :** l'électrophorèse montre que les hommes I1 et II3 ne portent qu'**un seul allèle**, alors que les femmes en portent deux. Tous les malades sont des garçons. - **Notation :** A (normal, dominant) et a (muté, récessif). Homme malade : XᵃY ; femme hétérozygote : XᴬXᵃ. **II.3.b. Probabilité pour le couple I1 × I2** - **Génotypes :** I1 est XᵃY ; I2 est XᴬXᵃ (d'après l'électrophorèse). | ♂ \ ♀ | ½ Xᴬ | ½ Xᵃ | |---|---|---| | ½ Xᵃ | ¼ XᴬXᵃ (fille saine) | ¼ XᵃXᵃ (fille malade) | | ½ Y | ¼ XᴬY (garçon sain) | ¼ XᵃY (garçon malade) | - **Résultat :** la probabilité d'une fille malade est **1/4 (25 %)**. **II.4.a. Fréquences alléliques** - **Allèle morbide :** le gène est lié à l'X, donc chez les hommes la fréquence des malades est égale à celle de l'allèle a : $q = \dfrac{1}{40\,000} = 0{,}000025$. - **Allèle normal :** $p = 1 - q = 0{,}999975$. **II.4.b. Femmes hétérozygotes** $$f(X^AX^a) = 2pq = 2 \times 0{,}999975 \times 0{,}000025 \approx 0{,}000050$$ --- ## Exercice 3 — Maïs Leçons requises : lois statistiques de la transmission (dihybridisme, gènes liés, crossing-over, carte factorielle). **1. Conclusions du premier croisement** - La F1 est homogène, donc les parents sont de lignées pures (1ʳᵉ loi de Mendel). - Le phénotype sauvage domine : **rouge (R) > blanc (r)** et **arrondi (A) > déprimé (a)**. **2. Les deux gènes sont liés** - Le deuxième croisement est un **test-cross**. - Phénotypes parentaux : (176 + 184)/400 = **90 %** ; phénotypes recombinés : (23 + 17)/400 = **10 %**. - Sans liaison, on obtiendrait 4 × 25 %. Les gènes sont donc **liés**, et les recombinés proviennent d'un crossing-over. **3. Interprétation chromosomique** - **Croisement :** F1 $\dfrac{R\ A}{r\ a}$ × $\dfrac{r\ a}{r\ a}$. - **Gamètes de F1 :** $\underline{RA}$ 45 % ; $\underline{ra}$ 45 % ; $\underline{Ra}$ 5 % ; $\underline{rA}$ 5 %. - **Gamètes du parent double récessif :** 100 % $\underline{ra}$. | Gamètes F1 | $\underline{RA}$ 45 % | $\underline{ra}$ 45 % | $\underline{Ra}$ 5 % | $\underline{rA}$ 5 % | |---|---|---|---|---| | $\underline{ra}$ 100 % | [R,A] 45 % | [r,a] 45 % | [R,a] 5 % | [r,A] 5 % | - **Théorie :** 180 / 180 / 20 / 20 graines sur 400. - **Conclusion :** ces résultats sont conformes aux résultats expérimentaux. **4. Schémas chromosomiques** - **Prophase I :** les chromosomes homologues sont appariés (R—A / R—A et r—a / r—a). - **Crossing-over :** il se produit entre deux chromatides non sœurs, entre les deux loci. - **Résultat :** on obtient des chromatides recombinées R—a et r—A. - **Après les deux divisions :** quatre gamètes RA, Ra, rA, ra. Les gamètes recombinés Ra et rA donnent les phénotypes [rouge, déprimé] et [blanc, arrondi]. **5. Carte factorielle :** d = 10 cM, soit **5 cm** à l'échelle (R/r ——5 cm—— A/a). --- ## Exercice 4 — Zagros Leçons requises : chaînes de montagnes (subduction, obduction, collision), métamorphisme et tectonique des plaques. **1. Quatre indices** (parmi) - **Ophiolites métamorphisées** le long de la **zone de suture ZS** : ce sont des vestiges d'une lithosphère océanique disparue. - **Chevauchements** (MZT, ZDF) et **plis** dans les sédiments déformés, qui traduisent un raccourcissement. - **Roches magmatiques (granodiorites)** liées à une ancienne subduction. - **Deux plaques continentales** (arabique et eurasiatique) en contact par la zone de suture, avec un épaississement crustal (altitude de 4 548 m). **2. Conditions de formation et type de métamorphisme** ⚠️ (lecture approximative) - **MG1** (glaucophane + plagioclase, domaine B) : pression d'environ 0,5 à 1 GPa et température d'environ 200 à 450 °C. - **MG2** (grenat + jadéite + glaucophane, domaine D) : pression supérieure à environ 1,2 GPa et température d'environ 400 à 650 °C. - **Évolution :** de MG1 à MG2, la pression augmente fortement, avec une faible hausse de température. - **Type :** c'est un métamorphisme **haute pression – basse température (HP-BT)**, caractéristique des **zones de subduction**. **3. Étapes de formation du Zagros** 1. **Expansion :** ouverture d'un océan (Néo-Téthys) entre les deux plaques. 2. **Subduction :** convergence et plongement de la lithosphère océanique sous l'Eurasie. Elle s'accompagne d'un métamorphisme HP-BT (gabbro → MG1 → MG2) et d'un magmatisme (granodiorites). 3. **Obduction :** charriage d'une partie de la lithosphère océanique (les ophiolites) sur la marge continentale. 4. **Collision :** après la fermeture totale de l'océan, collision Arabie–Eurasie, avec chevauchements, plis, épaississement crustal et surrection de la chaîne. Les ophiolites restent piégées dans la zone de suture. --- > **Avertissement :** corrigé proposé pour la révision, ce n'est pas un corrigé officiel. Vérifiez avec les leçons citées et les éléments de réponse officiels du Centre National de l'Évaluation et des Examens.