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1034 - Thème 1 - Génétique et évolution
Apparition d’une résistance aux insecticides à base de carbamates en 1978. Pour lutter contre les insectes, on peut utiliser des insecticides à base de carbamates. À partir de 1978, on observe dans la région de Montpellier une augmentation du nombre de moustiques résistants à ces insecticides.
DOCUMENT 1 – Génotype des différentes populations de moustiques.
L'acétylcholinestérase (AChE) est une enzyme qui dégrade l’acétylcholine. Cette dégradation est indispensable au bon fonctionnement du système nerveux des insectes. Les carbamates agissent au niveau du système nerveux des insectes en inhibant l'activité de l’AChE. Dans la population de moustiques, le gène qui code pour l'AChE existe sous deux allèles différents. Les moustiques résistants possèdent 2 allèles mutés (allèles AChER) alors que les moustiques sensibles possèdent 2 allèles sauvages (allèles AChES). D’après http://acces.ens-lyon.fr

DOCUMENT 2 – Action d’un insecticide à base de carbamates sur différentes souches de moustiques.
Les études portent sur 3 souches de moustiques :
  • souche S : moustiques sauvages, sensibles aux insecticides ;
  • souche R : moustiques mutants, résistants aux insecticides ;
  • souche F1 : moustiques hybrides, résultant du croisement des souches S et R.
Document 2a – Activité enzymatique de l'acétylcholinestérase.
On mesure l’activité de l’AChE de chaque souche en fonction de la concentration en insecticide appliqué. Les résultats sont exprimés en unités arbitraires.

Document 2b – Taux de mortalité des différentes souches.
On mesure le taux de mortalité de chaque souche en fonction de la concentration en insecticide appliqué. On considérera que 1 mg.L-1 d’insecticide correspond à une concentration de 10-2 mol.L-1.

* Les valeurs des pourcentages de mortalité sont placées selon une graduation non linéaire fréquemment utilisée dans les études statistiques.D’après Bourguet et coll., 1997, Genetics Society of America août 1997
352 - Thème 1 - Génétique et évolution
Des huîtres consommables toute l’année.
Avant les années 2000, on ne mangeait des huîtres que de septembre à avril. Le reste de l’année leur consistance laiteuse, grasse et le goût de leurs organes sexuels matures en diminuaient l’attrait.
Depuis, des huîtres dites « des quatre saisons » sont proposées sur le marché. Elles sont le résultat de recherches réalisées par l’IFREMER. Ces huîtres peuvent être dégustées toute l’année car elles sont stériles.
Document 1 : Tableau de quelques caractéristiques de trois types d’huîtres (nommées arbitrairement A, B, C), de même espèce mais présentant des ploïdies différentes.

*Une cellule triploïde présente des chromosomes en triple exemplaire.
**Une cellule haploïde présente des chromosomes en un seul exemplaire.


Document 2 : Caryotype d’une cellule non reproductrice d’une huître de type A.
138 - Thème 1 - Génétique et évolution
Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution.
Dans le sol, de nombreux champignons se développent sous forme de longs filaments très fins appelés mycéliums. Ceux-ci peuvent s’associer étroitement aux racines des végétaux ; l’association qui en résulte constitue des mycorhizes (document 1). On cherche à étudier certains aspects des échanges entre la plnate et le milieu extérieur, et plus particulièrement le rôle des mycorhizes.
(D’après Nathan SVT, Terminale S, programme 2012)
1654 - Thème 1 - Génétique et évolution
La molécule d'ADN est constituée de séquences de nucléotides qui codent des informations. On peut ainsi découper une molécule d'ADN en un certain nombre de séquences porteuses d'informations qu'on appelle gènes. Chaque gène porte une information génétique précise, qui dépend de la séquence en nucléotides. La séquence d’un gène peut être légèrement différente d’un chromosome homologue à l’autre, la molécule produite par la cellule peut alors être différente. On parle d'allèles ( versions différentes d’un gène)
91 - Thème 1 - Génétique et évolution
Chez le poulet, plusieurs mutations ont été mises en évidence. Parmi celles-ci, la mutation crête rosacée (ou crête « en rose ») est à l'origine d'une crête dont la forme rappelle celle d'une rose (document 1).
La mutation « pattes courtes» est à l'origine de pattes de taille inférieure à la moyenne (document 2). Pour déterminer le mode de transmission de ces deux mutations, on effectue les croisements suivants :
  • Croisement 1 : on croise une poule de race pure à crête rosacée avec un coq à crête simple : on obtient alors uniquement des poulets à crête rosacée. (Dans les croisements réalisés, les résultats sont les mêmes en inversant le sexe des parents.)
  • Croisement 2 : dans la descendance de poulets à pattes courtes, on obtient toujours à la fois des poulets à pattes courtes et des poulets à pattes normales, dans des proportions de deux poulets à pattes courtes pour un poulet à pattes normales. En outre, environ un quart des embryons meurt avant l'éclosion.
  • Croisement 3 : on croise ensuite un coq à crête rosacée et à pattes courtes avec une poule à crête simple et à pattes normales (Dans les croisements réalisés, les résultats sont les mêmes en inversant le sexe des parents). On obtient alors dans la descendance (génération F1) 50% de poulets à crête rosacée et à pattes courtes et 50% de poulets à crête rosacée et à pattes normales.
1057 - Thème 1 - Génétique et évolution
La dérive génétique est une modification aléatoire de la fréquence des allèles au sein d’une population au cours des générations successives. Elle se produit de façon plus rapide lorsque l’effectif de la population est faible.
La sélection naturelle résulte de la pression du milieu et des interactions entre les organismes. Elle conduit au fait que certains individus auront une descendance plus nombreuse que d’autres dans certaines conditions.
142 - Thème 1 - Génétique et évolution
Du génotype au phénotype
1054 - Thème 1 - Génétique et évolution
La dérive génétique et la sélection naturelle sont deux mécanismes évolutifs.
Dans une population donnée, les allèles présents vont être transmis au hasard de génération en génération. Les fréquences alléliques peuvent être différentes d’une population à une autre au sein d’une même espèce, et ce de façon aléatoire. C’est la dérive génétique. Ce mécanisme est d'autant plus fort que la population est petite.
Certains allèles peuvent conférer aux individus qui les possèdent un avantage sélectif (ex : survie) et favoriser leur reproduction dans ce milieu. Si les conditions du milieu changent, ce seront d’autres allèles qui confèreront un avantage sélectif à d’autres individus. C’est le principe de la sélection naturelle. Plus la population aura une grande diversité génétique plus elle pourra faire face au phénomène de sélection, ainsi elle aura une grande adaptabilité aux changements.
L'apparition d’une nouvelle espèce est une conséquence de ces mécanismes évolutifs sur des milliers d'années.
195 - Thème 1 - Génétique et évolution
Transmission de deux mutations chez le poulet.

Chez le poulet, plusieurs mutations ont été mises en évidence. Parmi celles-ci, la mutation crête rosacée (ou crête « en rose ») est à l'origine d'une crête dont la forme rappelle celle d'une rose (document 1).
La mutation « pattes courtes» est à l'origine de pattes de taille inférieure à la moyenne (document 2). Pour déterminer le mode de transmission de ces deux mutations, on effectue les croisements suivants :
  • Croisement 1 : on croise une poule de race pure à crête rosacée avec un coq à crête simple : on obtient alors uniquement des poulets à crête rosacée. (Dans les croisements réalisés, les résultats sont les mêmes en inversant le sexe des parents.)
  • Croisement 2 : dans la descendance de poulets à pattes courtes, on obtient toujours à la fois des poulets à pattes courtes et des poulets à pattes normales, dans des proportions de deux poulets à pattes courtes pour un poulet à pattes normales. En outre, environ un quart des embryons meurt avant l'éclosion.
  • Croisement 3 : on croise ensuite un coq à crête rosacée et à pattes courtes avec une poule à crête simple et à pattes normales (Dans les croisements réalisés, les résultats sont les mêmes en inversant le sexe des parents). On obtient alors dans la descendance (génération F1) 50% de poulets à crête rosacée et à pattes courtes et 50% de poulets à crête rosacée et à pattes normales.
315 - Thème 1 - Génétique et évolution
La symbiose est une association durable entre deux organismes appartenant à des espèces différentes. Les organismes impliqués sont qualifiés de symbiotes, ou, plus rarement symbiontes (anglicisme) ; le plus gros peut être nommé hôte. La durabilité de l'association est une notion relative qui est caractérisée par une association recouvrant une part significative de la durée de vie d'un des deux organismes.
43 - Thème 1 - Génétique et évolution
La molécule d'ADN est constituée de séquences de nucléotides qui codent des informations. On peut ainsi découper une molécule d'ADN en un certain nombre de séquences porteuses d'informations qu'on appelle gènes. Chaque gène porte une information génétique précise, qui dépend de la séquence en nucléotides. La séquence d’un gène peut être légèrement différente d’un chromosome homologue à l’autre, la molécule produite par la cellule peut alors être différente. On parle d'allèles ( versions différentes d’un gène)
1649 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Dans le globe le transfert de chaleur se fait principalement sous deux formes : la conduction et la convection. Le transfert de chaleur par conduction est d'un mouvement de chaleur à travers de la matière immobile par agitation atomique. D'une manière générale, le flux moyen est l'expression de l'évacuation de chaleur par conduction, c'est à dire par diffusion à travers la lithosphère rigide. La conductibilité thermique des roches est très faible, ce mécanisme est efficace mais très lent.
Le transfert de chaleur par convection est un mouvement de chaleur associé à un mouvement de matière, celle‐ci transporte sa chaleur. Le flux géothermique, très élevée aux dorsales océaniques, traduit l'ascension importante de matière chaude à leur niveau. Le flux élevé sous les chapelets d'îles est l'expression du volcanisme.
A partir de l'étude de la carte mondiale des flux thermiques ci-dessous, cocher la proposition exacte pour chaque question.
134 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
On cherche à comprendre certains mécanismes en jeu dans les zones de subductions en exploitant les données présentées dans les documents suivants.
7 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Dans le globe le transfert de chaleur se fait principalement sous deux formes : la conduction et la convection. Le transfert de chaleur par conduction est d'un mouvement de chaleur à travers de la matière immobile par agitation atomique. D'une manière générale, le flux moyen est l'expression de l'évacuation de chaleur par conduction, c'est à dire par diffusion à travers la lithosphère rigide. La conductibilité thermique des roches est très faible, ce mécanisme est efficace mais très lent.
Le transfert de chaleur par convection est un mouvement de chaleur associé à un mouvement de matière, celle?ci transporte sa chaleur. Le flux géothermique, très élevée aux dorsales océaniques, traduit l'ascension importante de matière chaude à leur niveau. Le flux élevé sous les chapelets d'îles est l'expression du volcanisme.
A partir de l'étude de la carte mondiale des flux thermiques ci-dessous, cocher la proposition exacte pour chaque question.
137 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux
141 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La subduction et ses conséquences
312 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Les plus vieilles roches continentales connues sont situées au Canada (Gneiss d'Acasta, 4,02 Ga). Plusieurs sites ont des roches âgées de 2,5 à 4 Ga (Groënland, Afrique du Sud et de l'Est...).
La croûte océanique, quant à elle, est âgée de moins de 200 Ma. La lithosphère océanique se renouvelle en permanence contrairement à la lithosphère continentale.
62 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Paléoplages en baie d’Hudson
6 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L'étude d'une carte géologique du continent nord américain confrontée aux données radiochronologiques permet de cerner les grandes étapes de son histoire géologique. À partir de l'étude du document, on se propose de reconstituer quelques étapes de l'histoire géologique de la croûte continentale Nord-Américaine. Ce continent présente un ensemble de chaînes de montagnes dont la mise en place se poursuit encore de nos jours.
66 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La datation des roches de la croûte continentale
1035 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La tomographie sismique est une technique qui consiste à cartographier l’intérieur de la Terre en utilisant les anomalies de vitesse des ondes sismiques que l’on cherche à corréler avec des variations de température. Ainsi, une augmentation de la vitesse des ondes sismiques signifie qu’à minéralogie identique, la région traversée est plus dense donc plus froide. D’après dictionnaire des Sciences de la vie et de la Terre.

Document 1 : Résultats de tomographie sismique au niveau d’Hawaï


https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X05008198

Document 2 : Résultats de tomographie sismique au niveau des îles Tonga


https://pdfs.semanticscholar.org/7620/0413b23cdef2508595b32acab694c29accbe.pdf
162 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La géothermie : quel est le principe ? L’idée est simple : il s’agit de récupérer l’énergie stockée sous nos pieds sous la surface de la Terre et de s’en servir pour chauffer les bâtiments ou produire de l’électricité. En France, la température moyenne au niveau du sol tout au long de l’année est de 10 à 14° C puis, au-delà de plusieurs de dizaines de centimètres, au fur et à mesure que l’on s’enfonce, elle augmente en moyenne de 3,3° C tous les 100 mètres (c’est ce que l’on appelle le gradient géothermal). Les roches peuvent ainsi atteindre 140° C à 4 000 mètres de profondeur ! Voilà une chaleur disponible 24 heures sur 24, 365 jours par an, qui ne dépend ni du climat, ni des saisons, ni du jour ou de la nuit. Pour peu qu'on sache correctement l'exploiter, nous avons donc sous les pieds une réserve d’énergie quasi-inépuisable car réapprovisionnée en permanence ! De plus, elle permet d’être indépendant au niveau énergétique par rapport à un pays tiers, ce qui n’est pas le cas aujourd’hui avec les énergies fossiles. Il existe deux modes d’exploitation de la chaleur du sous-sol : la production de chaleur et la production d’électricité. Avec la géothermie à très basse (température inférieure à 30° C) et basse énergie (température entre 30 et 90° C), on récupère la chaleur du sous-sol pour l’exploiter directement ou grâce à des pompes à chaleur. Elle servira à chauffer des maisons, des immeubles, des piscines…

Avec la géothermie à haute énergie (températures supérieures à 150° C), on exploite des zones naturellement plus chaudes où la vapeur d’eau, extraite du sous-sol, alimente des turbines pour produire de l’électricité.
1004 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La tomographie sismique permet d’établir des « coupes » du globe terrestre grâce à une analyse des vitesses de propagation des ondes sismiques. Les vitesses enregistrées dépendent, notamment, des caractéristiques physiques du milieu traversé (température, pression). Sur chaque image, les régions colorées en rouge correspondent aux régions anormalement chaudes, la vitesse des ondes est inférieure à la vitesse « normale ». Les zones colorées en bleu montrent des régions « froides » ; les ondes s’y propagent rapidement. Ces zones froides correspondent aux plaques océaniques subduites dans la manteau.
101 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Comparer les lithosphères océaniques et continentale
1036 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L’idée de la géothermie est simple : il s’agit de récupérer l’énergie stockée sous nos pieds, sous la surface de la Terre, et de s’en servir pour chauffer les bâtiments ou produire de l’électricité. La chaleur dégagée par notre globe provient essentiellement de la désintégration de la radioactivité de des roches qui le composent (90 %) et, dans une moindre mesure, le refroidissement du noyau.
La surface de la Terre est également réchauffée par l’énergie du soleil, mais elle permet de réchauffer seulement les premiers mètres du sous-sol.
Ainsi, en France, la température moyenne au niveau du sol tout au long de l’année est de 10 à 14 °C puis au-delà de plusieurs de dizaines de centimètres, au fur et à mesure que l’on s’enfonce, elle augmente en moyenne de 3,3 °C tous les 100 mètres (c’est ce que l’on appelle le gradient géothermal). Les roches peuvent ainsi atteindre 140 °C à 4 000 mètres de profondeur.

Document 1 : Carte des profondeurs du Moho dans l’est de la France

D’après Dercourt, Géologie et géodynamique de la France, Ed. Dunod


Document 2 : Principe de la géothermie profonde à Soultz-sous-Forêts.
Le site de Soultz-sous-Forêts compte trois puits jusqu’à 5 000 mètres de profondeur : un puits d’injection d’eau froide et deux pour la récupération de l’eau chaude. La production d’électricité a commencé en juin 2008, grâce à une turbine à vapeur utilisant la chaleur prélevée dans l’eau. L’échangeur thermique est relié au réseau électrique depuis le 1er janvier 2011.

D’après BRGM, 2004, Les enjeux des Géosciences, fiche n°6


Au regard de sa géologie particulière, la région du Fossé Rhénan est une zone favorable à l’implantation de centrales géothermiques. Le site de Soultz-sous-Forêts a permis de démontrer qu’il était possible de produire de l’électricité à partir de l’eau accumulée dans les roches chaudes fracturées.
377 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Dans le massif de l’Arize, situé dans les Pyrénées, chaîne de montagnes récente, on observe différentes roches témoins des phénomènes tectoniques (collision, etc.) ayant eu lieu dans cette zone.
À partir de l’étude des documents, répondre aux questions du QCM.
411 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La lithosphère continentale est constituée d’une croûte continentale principalement composée de granite (ou de roches de la même famille) et d’un manteau lithosphérique composée de péridotites rigides. La croûte continentale affleure dans les régions émergées que constituent les continents.
Le granite est une roche magmatique plutonique grenue dont la densité (2,7) est inférieure à celle de la péridotite (3,2), du basalte (2,9) et du gabbro (2,9). On peut y observer plusieurs types de minéraux comme le quartz, la biotite (ou mica noir) et les feldspaths (orthose, plagioclase).
221 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Caractéristiques morphologiques de la croûte continentale par rapport à la croûte océanique :
Les courbes d’altitude sur Terre présentent deux pics, un à -4 km l’autre à +800 m : deux domaines distincts, l’océanique et le continental. La croûte océanique est composée de gabbro/basaltes (densité = 2,9) - (dont les minéraux caractéristiques sont : pyroxènes, feldspaths et olivines). La croûte continentale est composée de granites (densité = 2,7) - (dont les minéraux caractéristiques sont : quartz, feldspaths et micas). La profondeur moyenne du Moho (études sismiques) est de 6 à 10 km sous les océans, de 30 à 70 km sous les continents.
3 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La structure interne de la Terre est répartie en plusieurs enveloppes successives, dont les principales sont la croûte terrestre, le manteau et le noyau, ces enveloppes pouvant être elles mêmes ensuite décomposées. Ces couches sont délimitées par des discontinuités. La sismologie a notamment permis de déterminer l'état de la matière à des profondeurs inatteignables. Cette constitution se comprend en remontant à la formation de la Terre par accrétion de météorites, les différentes couches s'étant alors mises en place sous l'influence de divers paramètres, comme la masse volumique de ses constituants.
267 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La collision continentale est un phénomène géodynamique se produisant à la limite convergente de deux plaques tectoniques où deux lithosphères continentales se rencontrent. Après un événement de subduction, elle se manifeste par le chevauchement d'une lithosphère sur une autre, puis la formation de chaînes de montagnes (orogenèse). Ce phénomène est responsable d'une importante déformation de la croûte continentale, qui s'exprime par la présence de nappes de charriage, de failles et de plis, ainsi que d'un surépaississement de cette croûte.
Les Alpes et l'Himalaya sont des exemples de chaînes de collision.

La rencontre de 2 plaques continentales l'une mobile en cours de subduction portant une croûte continentale (schéma A sur la figure ci-dessous) et un continent porté par une plaque chevauchante considérée comme fixe entraîne :
  • la fermeture progressive de l'océan par subduction (B) et la formation d'un prisme d'accrétion constitué par des sédiments océniques et des fragments de croûte océanique).
  • la collision entre les deux croûtes continentales.
  • l'épaississement de la croûte par raccourcissement provoqué par les contraintes de compression ajouté à l'empilement d'unités chevauchantes donne naissance à un relief (orogénèse), une montagne. (chaînes de collision) en quelques dizaines de millions d'années (C).
319 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La radiochronologie est une méthode d'associer un âge absolu à un événement géologique par le biais de l'étude d'isotopes radioactifs enfermés dans l'échantillon étudié. Diverses méthodes de datation, utilisant différents couples de radioéléments (14C/14N, 238U/206Pb, 87Rb/87Sr…), peuvent être appliquées dans des champs divers et permettent de dater de nombreux événements géologiques (cristallisation d'un magma, métamorphisme…).
64 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
On recherche dans les différentes structures de la chaîne alpine des éléments qui permettent de comprendre sa formation. Les résultats des études sismiques effectuées dans les Alpes sont regroupés dans la coupe schématique ci-dessous.
61 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La subduction est le processus par lequel une plaque tectonique océanique s'incurve et plonge sous une autre plaque avant de s'enfoncer dans le manteau. La côte ouest de l'Amérique du Sud en est un exemple. La subduction d'une plaque sous une autre entraîne de nombreuses conséquences, comme un volcanisme andésitique (ou explosif ou volcan gris), de nombreux tremblements de terre et surtout la formation des plis et des failles. Lorsqu'une plaque océanique rencontre une plaque continentale, la plaque océanique (plus dense) passe sous la plaque continentale et plonge dans le manteau terrestre.
118 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Amérique du Nord 2016 (1) - LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE QCM
Cocher la bonne réponse, pour chaque série de propositions
117 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
On s’intéresse à la forte activité géologique au niveau du Japon.
À partir de l’étude des documents, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM qui suit.
168 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Géothermie et pisciculture de Mios-le-Teich.
L'installation de la pisciculture de Mios-le-Teich en Gironde a été mise en service sur un ancien forage pétrolier réhabilité pour un usage géothermique. Pour produire annuellement ses 70 tonnes d'esturgeons et quelques centaines de kilos de caviar, elle va chercher de la chaleur à 1 830 mètres de profondeur dans des eaux qui jaillissent à 74° C mais qui ne peuvent être utilisées directement pour l'élevage car leur salinité est trop forte. L'eau d'élevage est prélevée dans une rivière proche et un système d'échangeur permet de lui transférer la chaleur de l'eau géothermale. L'économie d'énergie annuelle est estimée à 4 000 tonnes équivalent pétrole (tep).
Ci-dessous, la coupe géologique schématique nord-sud du bassin de Parentis et du plateau continental aquitain (d’après Valéry et al., 1971).
332 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
On s’intéresse au renouvellement de lithosphère. Le solidus (S) - ici solidus de la péridotite sèche - sépare le milieu dans lequel la péridotite est solide du milieu dans lequel la péridotite est partiellement fondue.
Le liquidus (L) sépare le milieu dans lequel la péridotite est partiellement fondue du milieu où la péridotite est totalement fondue.
On constate que le géotherme des dorsales recoupe le solidus de la péridotite sèche dès 20 km de profondeur : la fusion partielle est donc possible à faible profondeur, ceci permet la formation d’un magma.

Conditions expérimentales de fusion de la péridotite et géothermes
412 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Par l’étude des ondes sismiques (sismique réflexion), on peut estimer la profondeur de la discontinuité de Mohorovicic (Moho) sous les continents. Le Moho est l’interface entre la croûte et le manteau lithosphérique. Sa profondeur moyenne est de 30km et peut atteindre plus de 60km par endroits sous les chaînes de montagnes. Ainsi, au relief que sont les chaînes de montagnes (Alpes, Pyrénées, Himalaya) correspond en profondeur une importante racine crustale.

Les différences d’altitude moyenne entre les continents et les océans s’expliquent par ces différences crustales.

L’épaisseur de la croûte résulte d’un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On en trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes) et des indices pétrographiques (métamorphisme, traces de fusion partielle).

Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario de l’histoire de la chaîne.

224 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
On peut expérimentalement recréer en laboratoire les conditions de pression/température et hydratation qui existent dans la nature. On peut ainsi créer des diagrammes P/T.
1646 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La structure interne de la Terre est répartie en plusieurs enveloppes successives, dont les principales sont la croûte terrestre, le manteau et le noyau, ces enveloppes pouvant être elles mêmes ensuite décomposées. Ces couches sont délimitées par des discontinuités. La sismologie a notamment permis de déterminer l'état de la matière à des profondeurs inatteignables. Cette constitution se comprend en remontant à la formation de la Terre par accrétion de météorites, les différentes couches s'étant alors mises en place sous l'influence de divers paramètres, comme la masse volumique de ses constituants.
63 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L’érosion est le processus de dégradation et de transformation du relief, et donc des roches, qui est causé par tout agent externe autre que la tectonique. L'érosion agit à différents rythmes et peut, sur plusieurs dizaines de millions d'années, araser des montagnes, creuser des vallées, faire reculer des falaises.
8 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le document ci-dessous représente l’état physique de la péridotite hydratée en fonction des conditions de température et de pression. Cocher la bonne réponse de chaque question.
350 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Les magmas acides peuvent être à l’origine de granitoïdes dans un contexte de subduction. A partir de l'étude du document ci-dessous, saisir les informations qui permettent de confirmer cette affirmation.

DOCUMENT : Trajectoire d’un magma acide dans un champ de pression-température lors de son ascension vers la surface. On rappelle que :
  • Un magma acide est un magma dont la teneur en SiO2 est > 63%.
  • Le solidus sépare le domaine solide du domaine solide + liquide.
  • Le liquidus sépare le domaine solide + liquide du domaine liquide.
(D’après Magmatisme et tectonique des plaques de Bruno Mehier Collection Ellipses)
120 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Amérique du Nord 2016 (3) - LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE QCM
Cocher la bonne réponse, pour chaque série de propositions
220 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La croûte océanique est constituée de couches sédimentaires superficielles, puis d'une couche de basalte. Sous cette couche de basalte se trouve une couche constituée de gabbros.
La croûte continentale est plus épaisse que la croûte océanique et sa composition est plus homogène : les roches qui la constituent sont surtout de type granitique
251 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La géothermie désigne à la fois la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe ainsi que les processus industriels qui visent à l'exploiter, pour produire de l'électricité et/ou de la chaleur.
Contrairement à la géothermie classique, peu profonde, la géothermie à haute température est une technique de production d’électricité qui récupère la chaleur fossile dans les grandes profondeurs du sous sol : entre 2000 m et 5000 m !
Le but : faire tourner des turbines grâce à de la vapeur d’eau, récupérée à de très grandes profondeurs (entre 2 et 5 Kilomètres).
La géothermie profonde aussi appelée « haute température » utilise la technique de fracturation hydraulique (phase de « stimulation ») ainsi que des quantités importantes d’eau et de produits chimiques (acide chlorhydrique). Et ce pour augmenter la surface d’échange de chaleur, créer, déboucher et agrandir les fissures dans lesquelles l’eau va circuler.

Document 1 : différents types d'exploitations géothermiques


Document 2 : gradients géothermiques de différents forages en Europe
166 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le gradient géothermique est l'augmentation de température constatée dans le sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface. Le gradient moyen en Europe est d'environ 1 °C tous les 33 mètres, soit environ 3 °C tous les 100 mètres. Le flux thermique (ou flux de chaleur) correspond au transfert thermique qui s'écoule par unité de temps entre les deux milieux. Ce transfert d'énergie interne est réalisé du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, ce qui produit à terme une égalisation des températures des deux corps en contact.
131 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le gradient géothermique correspond à la variation de température entre 2 profondeurs. Il s’exprime en °C/m ou en K/km. En Europe, le gradient géothermique moyen est de 1°C tous les 33 m  soit 3°C tous les 100 m.

Le flux géothermique correspond au flux thermique qui atteint la surface en provenance des profondeurs de la Terre. Afin d’établir ce flux géothermique, on évalue, tout d’abord, la température des roches à différentes profondeurs, ce qui permet de calculer le gradient géothermique et on détermine en laboratoire la conductivité thermique des roches, c’est-à-dire la facilité avec laquelle une roche transmet la chaleur. La valeur moyenne du flux géothermique est de 0,06 W/m2 ou J/m2/s, ce qui représente un débit d’énergie, c’est-à-dire une puissance. Il s’agit donc d’une quantité d’énergie thermique dissipée par unité de surface et par unité de temps.
321 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L'accident nucléaire de Fukushima est un accident industriel majeur qui a débuté le 11 mars 2011 au Japon, à la suite du séisme et du tsunami de 2011. Il s'agit de la plus grave catastrophe nucléaire du xxie siècle, au même degré de gravité que la catastrophe de Tchernobyl (1986), en particulier par le volume important des rejets radioactifs.
5 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L'Amérique du Nord présente un ensemble de chaînes de montagnes dont la mise en place se poursuit encore de nos jours. L'étude d'une carte géologique confrontée aux données radiochronologiques permet de cerner les grandes étapes de son histoire géologique. À partir de l'étude du document, on se propose de reconstituer quelques étapes de l'histoire géologique de la croûte continentale Nord-Américaine. (1)
343 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La disparition des reliefs - La circulation de l’eau à la surface d’une roche peut conduire à l’altération des minéraux qui la constituent. (QCM réalisé à partir du sujet de Pondichéry Mai 2018)
Les reliefs s'effacent au cours du temps sous l'action des facteurs différents. Les roches vont s'altérer, se fragmenter, changer de composition puis seront érodées principalement par le ruissellement de l'eau. L'altération peut se faire :
  • par l'action du vent qui creuse les roches (érosion éolienne).
  • par l'action des racines des arbres qui fragmentent les roches en s'y frayant un chemin.
  • par l'eau : suite à des précipitations répétées, le passage des eaux de ruissellement va user mécaniquement la roche et va également l'altérer chimiquement (par hydrolyse) en transformant les minéraux qui la compose, la rendant plus fragile.
1392 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Les migmatites sont des roches issues de la fusion partielle des roches de la croûte continentale. On se propose à partir des documents (1 et 2) de rechercher si ces roches sont présentes dans la chaîne des Alpes.
216 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Les roches continentales appartiennent pour l’essentiel à la famille du granite. Ce sont des roches magmatiques plutoniques grenues. La densité moyenne de la croûte continentale est de l’ordre de 2,7. La croûte continentale fait partie d’un ensemble rigide beaucoup plus épais, la lithosphère, qui repose en équilibre sur l’asthénosphère moins rigide. On appelle isostasie cet état d’équilibre réalisé à une certaine profondeur de la Terre (profondeur de compensation) : tout se passe comme si l’excès de masse représentée par une masse montagneuse par exemple était compensé en profondeur par un déficit de masse.
1647 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Dans sa théorie, Alfred Wegener estimait que la différence d’altitude moyenne des continents (+ 100m) et des océans (- 4500m) pouvait s’expliquer par l’existence de deux croûtes de nature différente.
4 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Dans sa théorie, Alfred Wegener estimait que la différence d’altitude moyenne des continents (+ 100m) et des océans (- 4500m) pouvait s’expliquer par l’existence de deux croûtes de nature différente.
222 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le granite est la roche magmatique plutonique la plus répandue. Son nom vient du fait qu’il est constitué de grains visibles à l’œil nu, de 2 à 5 mm en moyenne. Quand les cristaux sont plus grands, on parle de pegmatite. Quand ils sont plus petits, la structure est microgrenue. Les principaux minéraux qui constituent un granite sont : le quartz, les feldspaths alcalins, les feldspaths plagioclases et d’autres minéraux comme les micas.
223 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Les gneiss ont la même composition minéralogique que les granites. Ils s’en distinguent par une succession de lits parallèles montrant une alternance de lits clairs de quartz et de feldspaths et de lits plus sombres de micas. La plupart des gneiss proviennent du métamorphisme d’un ancien granite. Cependant ils peuvent aussi se former à partir d’anciennes roches sédimentaires comme des grès riches en feldspaths.
1003 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La géothermie est l'utilisation de la chaleur dégagée par la Terre comme source d'énergie pour l'industrie humaine. Elle est le reflet du fonctionnement interne de la planète. Cette chaleur n'est pas dégagée uniformément à la surface de la Terre, et il est possible de mesurer le flux géothermique, qui dépend de la conductivité de la roche traversée et du gradient géothermique. La chaleur transférée au sein du globe l'est par deux moyens : conduction et convection (cette chaleur est ensuite évacuée par rayonnement). Pour l'utiliser, l'Homme exploite notamment des aquifères et utilise l'eau soit directement, soit en transformant la vapeur en électricité.
119 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Amérique du Nord 2016 (2) - LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE QCM
Cocher la bonne réponse, pour chaque série de propositions
164 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La croute n’est pas un isolant thermique parfait. Le flux géothermique varie selon les contextes géodynamiques. Il est :.
- Très élevé au niveau des dorsales et rifts continentaux, ainsi que pour les points chauds.
- Elevé au niveau de l’arc volcanique.
- Faible sur les continents et les croûtes océaniques..
- Très faible au niveau des fosses
161 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Géothermie du grec ancien «gé» : Terre et «thermos» : Chaleur. Le gradient géothermal est de l'ordre de 3°C tous les 100 m en moyenne sur Terre.

D’où vient cette chaleur ? Elle vient du passé, lorsqu’il y a 4,55 milliards d'années, des poussières se sont assemblées pour donner naissance à la Terre. Plusieurs couches composent la structure interne du globe, avec au centre un noyau, puis des roches, tous chargés en radioactivité. La chaleur provient de la radioactivité naturelle des roches. La chaleur dégagée par notre globe est la désintégration de la radioactivité de ces roches (90%) et, dans une moindre mesure, le refroidissement du noyau. La surface de la Terre est également réchauffée par l'énergie du soleil, mais elle permet de réchauffer seulement les premiers mètres du sous-sol.
344 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L'île de Gruinard est une petite île des îles Britanniques située sur la côte occidentale de l'Écosse et baignée par les eaux de la baie de Gruinard faisant partie de The Minch, une baie de l'océan Atlantique.

On cherche des arguments permettant de montrer que l’évolution des lignes de rivages observées au niveau de la baie de Gruinard en Ecosse est due à des variations du niveau de la mer et un réajustement lié à l’isostasie. On rappelle que l’isostasie traduit l’état d’équilibre des roches de la lithosphère sur l’asthénosphère. Cet équilibre est responsable de mouvements verticaux de la lithosphère qui ont lieu sur plusieurs dizaines de milliers d’années.
1650 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le document ci-dessous représente l’état physique de la péridotite hydratée en fonction des conditions de température et de pression. Cocher la bonne réponse de chaque question.
125 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Amérique du Nord 2016 (4) - LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE QCM
Cocher la bonne réponse, pour chaque série de propositions
215 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
L' épaisseur moyenne de la croûte continentale est de 30 km.alors que l'épaisseur de la croûte océanique est d'environ 7 km. Sous les montagnes, la croûte continentale est plus épaisse et forme une racine crustale, pouvant atteindre 50-70 km de profondeur dans les Alpes et l'Himalaya. La croûte continentale est moins dense et plus épaisse que la croûte océanique. Dans le cadre de la théorie de l'isostasie, ces différences de densité et d'épaisseur explique les différences d'altitude entre croûte continentale et croûte océanique.
10 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La Guadeloupe ne dispose pas de ressources d'énergies fossiles. Mais la géothermie est un atout énergétique majeur. Ainsi, une centrale géothermique a pu être installée sur le site de Bouillante. A l'aplomb de ce site, se situe une zone de fracturation de la roche à environ 500 mètres de profondeur ; dans cette zone de fracturation, les eaux infiltrées (eau de pluie et eau de mer) se réchauffent. Document ci-dessous - Contexte géologique de l'île de la Guadeloupe. À partir des connaissances, répondre au QCM en cochant la bonne réponse.
163 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
2 modes de transfert de chaleur coexistent : la conduction et la convection.
La conduction, où la chaleur se transmet de proche en proche. Elle dépend de la conductivité thermique des matériaux. La convection, où la matière chaude se déplace sous l’effet des différences de densité. Elle sera d’autant plus efficace que le milieu sera peu visqueux.
La croute, agit globalement comme un isolant thermique et bloque l’évacuation de la chaleur interne. Dans le manteau, du fait de la convection, le milieu est plus homogénéisé et la chaleur interne est transférée efficacement vers la surface.
311 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Les plus vieilles roches continentales connues sont situées au Canada (Gneiss d'Acasta, 4,02 Ga). Plusieurs sites ont des roches âgées de 2,5 à 4 Ga (Groënland, Afrique du Sud et de l'Est...).
La croûte océanique, quant à elle, est âgée de moins de 200 Ma. La lithosphère océanique se renouvelle en permanence contrairement à la lithosphère continentale.
214 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La croûte continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Les plus vieilles roches continentales connues sont situées au Canada (Gneiss d'Acasta, 4,02 Ga). Plusieurs sites ont des roches âgées de 2,5 à 4 Ga (Groënland, Afrique du Sud et de l'Est...).
La croûte océanique, quant à elle, est âgée de moins de 200 Ma. La lithosphère océanique se renouvelle en permanence contrairement à la lithosphère continentale.
160 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le flux thermique (ou flux de chaleur) correspond au transfert thermique qui s'écoule par unité de temps entre deux milieux. Ce transfert d'énergie interne est réalisé du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, ce qui produit à terme une égalisation des températures des deux corps en contact. Le gradient géothermique est l'augmentation de température constatée dans le sous-sol à mesure que l'on s'éloigne de la surface. Le gradient moyen en Europe est d'environ 1 °C tous les 33 mètres, soit environ 3 °C tous les 100 mètres. Le document ci-dessous présente le flux géothermique de la planète qui est à l'origine du gradient géothermique.
320 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Une datation par radiochronologie est une méthode de datation absolue utilisant la variation régulière au cours du temps de la proportion de radioisotopes dans certains corps. La plus connue est sans doute la datation par le carbone 14, mais il en existe bien d'autres. Toutes ne font pas appel aux mêmes raisonnements physiques et géologiques, et leurs précisions varient.
e choix d'un isotope dépend de l'échantillon à analyser et de son âge présumé. En effet, la vitesse de désintégration, qui est indépendante de l'environnement, n'est pas la même pour la soixantaine d'isotopes radioactifs connus.
9 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Le document ci-dessous représente le flux thermique au niveau du plancher océanique en fonction de son âge en millions d’années. Chaque rectangle représente la variabilité des données dans la tranche d’âge considéré.
219 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La lithosphère continentale est constituée d’une croûte continentale principalement composée de granite (ou de roches de la même famille) et d’un manteau lithosphérique composée de péridotites rigides. La croûte continentale affleure dans les régions émergées que constituent les continents.
Le granite est une roche magmatique plutonique grenue dont la densité (2,7) est inférieure à celle de la péridotite (3,2), du basalte (2,9) et du gabbro (2,9). On peut observer plusieurs types de minéraux comme le quartz, la biotite (ou mica noir) et les feldspaths (orthose, plagioclase).
Dans la croûte continentale, on peut aussi rencontrer de nombreuses roches sédimentaires (calcaire, grès) et métamorphiques qui résultent d’une transformation physique ou chimique de roches préexistantes à l’état solide (ex : gneiss)
354 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
Des études sont actuellement en cours pour déterminer le potentiel géothermique du sud de l’Algérie. On cherche à déterminer les zones les plus favorables à une exploitation géothermique.

Document 1 : Carte du flux de chaleur dans le Sahara algérien
Le flux de chaleur moyen observé en domaine continental est de l’ordre de 65 mW/m². (Carte D’après D. Takherist (1986), et S. Ouali, A. Khellaf et K. Baddari (2006 et 2007)


Document 2 : Gradients géothermiques dans le Sahara algérien
Le gradient géothermique désigne la variation de la température en fonction de la profondeur. Dans son ensemble, le Sahara algérien présente un gradient géothermique moyen de l’ordre de 40°C/1000 m. Les variations exactes de la température en fonction de la profondeur ont été mesurées pour 5 forages situés sur le document 1 et sont présentées ci-dessous. (S. Ouali et A. Khellaf (2006))
237 - Thème 2 - À la recherche du passé géologique de notre planète
La collision continentale constitue l’aboutissement du rapprochement de deux lithosphères : elles permet la naissance d’une chaîne de montagnes : ensemble de reliefs élevés (4810 m au maximum pour les Alpes), alignés dans une direction privilégiée. On retrouve dans les chaînes de montagnes les traces des événements qui précèdent la collision : la divergence (traces d’anciennes marges passives ) et la subduction océanique. On retrouve également la lithosphère océanique non subduite. En effet, dans le massif du Chenaillet par exemple, on retrouve un cortège de roches typique de la lithosphère océanique : péridotites (serpentinisées), gabbros, basaltes en filons et en coussins. L’ensemble constitue des ophiolites. La convergence s’est poursuivie après la fermeture de l’océan alpin lors de la subduction : c’est la collision, qui se poursuit encore aujourd’hui. Les anciennes marges passives sont déformées (les failles normales rejouent en failles inverses) : elles se raccourcissent et s’épaississent, conduisant à la formation d’une chaîne de montagnes. Les conséquences les plus visibles du raccourcissement et de l’épaississement de la croûte continentale sont :
  • Une topographie particulière : présence de reliefs élevés associés à une racine crustale (imaginer un iceberg) : l’épaisseur de croûte continentale peut dépasser les 70 km sous une chaîne de montagnes alors qu’elle est de 30 km normalement
  • Des plis (déformation souple, non cassante donc en profondeur - voir document 1 ci-dessous)
  • Des failles (déformation cassante, donc en surface. En général, ce sont des failles inverses)
  • Des chevauchements (faille inverse très plate, mettant en contact des unités initialement très éloignées - voir document 2 ci-dessous)
349 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L’organogenèse florale est soumise à la régulation d’un système de gènes homéotiques, connus sous le terme de MADS-BOX.

Document 1 : Domaines d’expression des gènes ABC
Chez la fleur normale, la formation des pièces florales dépend de l’expression de trois gènes A, B, C, comme illustré ci-dessous :

(* carpelle(s) = éléments(s) du pistil)

D’après planète-vie



Document 2 : Deux fleurs d’Arabidopsis thaliana.
Le tableau ci-dessous présente deux fleurs d’une même espèce et leur diagramme floral (Se : sépales ; Pe : pétales ; Ca : carpelle ; st : étamines) :
96 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Les caractéristiques de la plante sont en rapport avec la vie fixée à l'interface sol/air dans un milieu variable au cours du temps.
247 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Les espèces de blé les plus cultivées aujourd'hui sont le blé tendre, Triticum aestivum et le blé dur, Triticum turgidum. Les données archéologiques indiquent que ces espèces sont cultivées depuis 10000 ans.
Il existe également des espèces sauvages de blé : T. monococcum, T. speltoïdes et T. tauschi (T. = abréviation de Triticum). Les études cytologiques de toutes ces espèces ont permis d'établir l'origine des espèces de blé cultivées.

Document 1 : origine génétique des espèces cultivées et nombre de chromosomes de chacune des espèces. On précise que la méiose ne présente aucune anomalie dans les croisements présentés.
16 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La pollinisation du baobab repose sur la collaboration entre un animal et une plante.
270 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La morphologie des végétaux fixés est variable selon les conditions environnementales.
La tige d’une plante poussant à proximité d’une fenêtre présente une croissance orientée de telle manière que ses feuilles, lieux des réactions de la photosynthèse, se trouvent face à la lumière. Ce phénomène est appelé phototropisme.
On peut également l’observer sur le coléoptile des Poacées (blé, avoine, maïs…), qui est un étui creux enveloppant les premières feuilles à la germination. Sur la photographie ci-dessous, on voit de jeunes germinations de blé qui ont été placées à proximité d’une fenêtre (à droite).
On cherche à déterminer ce qui provoque la croissance orientée d’un coléoptile.

Document 1 : croissance de coléoptiles dans différentes conditions d’éclairement
Sur les schémas, on a séparé artificiellement par des traits pointillés les deux côtés de chaque coléoptile, notés A et B. Pour suivre leur croissance, on a tracé au début de l’expérience de petites marques équidistantes à l’encre permanente.

Document 2 : dosage de l’auxine produite dans des coléoptiles soumis à différentes conditions d’éclairement
Les points gris représentent les molécules d’auxine.

D’après W.R. Briggs, Plant Physiology, 1963

Document 3 : effet d’un traitement à l’auxine

D’après le site http://www.snv.jussieu.fr
1651 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La culture des plantes pour l'alimentation humaine mais aussi l'habillement, l'énergie, la médecine, etc., constitue un enjeu majeur pour l'humanité. Au Néolithique (12 000 à 4 000 environ avant J-C), la sédentarisation de l'homme s'est accompagnée d'une domestication des espèces végétales, qui s'est poursuivie depuis.
165 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La domestication d'une espèce, animale ou végétale, est l'acquisition, la perte ou le développement de caractères morphologiques, physiologiques ou comportementaux nouveaux et héréditaires, résultant d’une interaction prolongée, d'un contrôle voire d'une sélection délibérée de la part des communautés humaines. La principale utilité des plantes domestiques est la production alimentaire, ainsi que celle d'autres produits utiles comme, le coton, ou la soie. La domestication des plantes a accompagné les débuts de l'agriculture et a été un facteur essentiel du développement humain. Si elle a permis la révolution néolithique, c'est aussi un processus qui se prolonge aujourd'hui, l'homme ayant domestiqué un grand nombre d'espèces (plus de 200) végétales depuis la dernière période glaciaire il y a 10 000 ans.
1645 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L'organisation fonctionnelle des plantes (Angiospermes) résulte d'une histoire évolutive qui sélectionne un certain nombre de caractéristiques répondant aux exigences d'une vie fixée à l'interface entre deux milieux, l'air et le sol.
273 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
À l’aide de l’exploitation de la photographie d’une rosette d’Arabidopsis thaliana (document 1) et des mesures de la transpiration foliaire en réponse à des conditions d’humidité variables (document 2), cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.
1652 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L’intégrité d’un organisme lui impose d’être capable de se défendre face aux multiples agresseurs auxquels il sera confronté au cours de son existence.
128 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Le riz de la mousson - Les caractéristiques des plantes sont en rapport avec la vie fixée. Un espèce de riz, Oryza fluitans, est cultivée dans les zones de mousson qui peuvent subir des inondations plus ou moins durables. Oryza fluitans résiste aux contraintes des inondations progressives et prolongées, en gardant le haut de la tige et les feuilles au-dessus du niveau de l’eau. On cherche à comprendre comment la tige et les feuilles du riz Oryza fluitans sont maintenues hors de l’eau, lors des moussons. À partir de l’étude des documents, cocher la bonne réponse dans chaque série de proposition du QCM.
228 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Grâce à l’énergie lumineuse, captée par la chlorophylle contenue dans les chloroplastes, les cellules chlorophylliennes produisent (= réalisent la synthèse chimique) de la matière organique. C’est la photosynthèse.
  • Dans l’air, les parties vertes de la plante absorbent du dioxyde de carbone (CO2, source de carbone (C) et d'oxygène (O).
  • Dans le sol les racines absorbent de l’eau (H2O), source d’hydrogène (H) et des ions minéraux, notamment sources d’azote, de phosphore et de soufre. Cela constitue la sève brute (= sève montante) entraînée vers les parties vertes de la plante (notamment les feuilles).
1653 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La pollinisation du baobab repose sur la collaboration entre un animal et une plante.
150 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La transpiration foliaire est une émission de vapeur d'eau qui a lieu essentiellement par les stomates localisés surtout sur la face inférieure des feuilles, la moins éclairée. Par un mécanisme de " succion ", la sève est aspirée et circule dans les vaisseaux du xylème pour approvisionner les cellules en ions minéraux (l'eau étant surtout rejetée).
Le rejet de cette vapeur d'eau par l'ostiole des stomates ne représente qu'une partie des échanges gazeux qui se produisent au niveau des feuilles.
100 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La plante domestiquée: le Riz doré. Cette variété a été développée pour essayer de compenser le déficit en vitamines A du riz en introduisant des gènes additionnels afin de permettre la synthèse de β-carotène. En 2005, la nouvelle variété appelée riz doré a été annoncée, qui produit jusqu'à 23 fois plus de β-carotène que la variété originale de riz doré.
167 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
En génétique, un hybride est un organisme issu du croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents. L'hybride présente un mélange des caractéristiques génétiques des deux parents (notamment, pour ce qui est de la sélection végétale). L'hybridation est généralement naturelle dans le sens qu'elle fait appel au processus normal de reproduction sexuée, mais elle peut aussi être provoquée par génie génétique.
11 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La culture des plantes pour l'alimentation humaine mais aussi l'habillement, l'énergie, la médecine, etc., constitue un enjeu majeur pour l'humanité. Au Néolithique (12 000 à 4 000 environ avant J-C), la sédentarisation de l'homme s'est accompagnée d'une domestication des espèces végétales, qui s'est poursuivie depuis.
1534 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
La transpiration foliaire est une émission de vapeur d'eau qui a lieu essentiellement par les stomates localisés surtout sur la face inférieure des feuilles, la moins éclairée. Par un mécanisme de " succion ", la sève est aspirée et circule dans les vaisseaux du xylème pour approvisionner les cellules en ions minéraux (l'eau étant surtout rejetée).
Le rejet de cette vapeur d'eau par l'ostiole des stomates ne représente qu'une partie des échanges gazeux qui se produisent au niveau des feuilles.
206 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Pour se nourrir, s’habiller, ou encore se soigner, l’Homme met à profit la biodiversité végétale. Il a d’abord utilisé des plantes sauvages, puis, il y a environ 10 000 ans, il a commencé à domestiquer les plantes afin de pouvoir les cultiver. Les espèces cultivées ont été sélectionnées artificiellement à partir des espèces sauvages dans des régions appelées foyers de domestication (qui diffèrent selon l’espèce cultivée concernée). Ce processus s’appelle domestication. Les caractères que l’Homme a sélectionnés sont ceux qui facilitent la culture, la récolte et l’utilisation de l’espèce cultivée.
86 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
De la fleur au fruit
292 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L'épiderme protecteur recouvre les surfaces supérieure et inférieure des feuilles. Il est constitué le plus souvent par une couche unique de cellules ne comportant généralement pas de chloroplastes, parfois couverte par une couche protectrice externe : la cuticule. Certaines cellules de l'épiderme peuvent se transformer en poils. Sur l'épiderme inférieur se trouvent les stomates. Ce sont des sortes de pores, formés par deux cellules en forme de haricots, qui laissent entre elles une ouverture variable, l'ostiole.
(Image extraite du site biologie en flash, réalisé par Claude Perrin)
17 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
Des croisements entre plants de tomates différents permettent d’obtenir des variétés qui présentent un intérêt pour l’agronomie et la commercialisation. On cherche à obtenir des grosses tomates dont la vitesse de maturation est compatible avec une distribution commerciale : la maturation doit se réaliser de manière ralentie, afin d'augmenter la durée de conservation du fruit. À partir de l’étude du document, cocher la bonne réponse dans chaque série de propositions du QCM.
15 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L’intégrité d’un organisme lui impose d’être capable de se défendre face aux multiples agresseurs auxquels il sera confronté au cours de son existence.
2 - Thème 3 - De la plante sauvage à la plante domestiquée
L'organisation fonctionnelle des plantes (Angiospermes) résulte d'une histoire évolutive qui sélectionne un certain nombre de caractéristiques répondant aux exigences d'une vie fixée à l'interface entre deux milieux, l'air et le sol.
1348 - Thème 4 - Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain
Le climat correspond aux conditions météorologiques moyennes (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l'air, vitesse des vents, etc.) qui règnent sur une région donnée durant une longue période. Pour l'Organisation météorologique mondiale, elle doit être d'au minimum 30 ans.
1347 - Thème 4 - Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain
Au cours du temps, les proportions de CO2/O2 dans l’atmosphère ont varié en fonction de la présence de vie et de l’activité interne de la planète.
Les premiers temps, l’atmosphère terrestre ressemblait aux atmosphères de Mars et de Vénus. Une atmosphère riche en CO2 (environ 90%) et dépourvue d’O2. Les causes principales de la quasi disparition du CO2 dans l’atmosphère d’aujourd’hui (0.03%) ont été, d'une part la présence d’eau liquide en surface qui permet la dissolution du CO2 et d'autre part le processus de photosynthèse.
Ce sont des bactéries photosynthétiques de 3,5 milliards d’années retrouvées fossilisées dans des roches sédimentaires qui auraient initié le développement du réservoir de dioxygène qui constitue en partie l’atmosphère d’aujourd’hui. Ce réservoir à partir duquel s’est formée la couche d’ozone est indispensable à la vie sur Terre. On estime que l’atmosphère a contenu du dioxygène de manière significative dès -2 milliards d’années, époque où la prolifération de ces micro-organismes marins pouvait surpasser la capacité de minéralisation de l’oxygène par les roches.
Mais l’évolution des taux d’O2 n’a pas été linéaire. Grâce aux analyses de carottes de glace, les chercheurs ont pu "remonter le temps" jusqu’à -740 000 ans en analysant l’air contenu entre les cristaux multimillénaires. Ils ont démontré que certains épisodes géologiques (de longues éruptions massives) ont remonté épisodiquement le niveau de CO2 dans l’atmosphère, exterminant une grande part des espèces biologiques. Malgré ces faits, rares, l’évolution de l’atmosphère, relativement constante, va naturellement vers plus d’O2 et moins de CO2, avec quelques pics en faveur de ce dernier.
Depuis environ un siècle, les taux de CO2 atmosphérique remontent de manière significative, laissant penser que les activités humaines récentes (liées à l’industrialisation) en seraient responsables.
1349 - Thème 4 - Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain
Les climats et les mouvements atmosphériques de notre planète sont régis par de nombreux facteurs, ils sont par nature variable mais tendent globalement à équilibrer les écarts thermiques qui existent sur le globe terrestre. En modifiant cet équilibre par l’émission massive de gaz à effet de serre, l’homme met en péril le climat actuel de la Terre. C’est l’effet de serre qui permet à la planète d’afficher un bilan thermique moyen de +15°C au lieu de -18°C.
La Terre reçoit la majeure partie de son énergie du soleil, une partie est absorbée par la Terre qui ainsi s’échauffe et émet des infrarouges. Le rayonnement infrarouge réémis par la Terre vers l’extérieur est en partie absorbée par les gaz à effet de serre H2O, CO2, CH4, ...) de l’atmosphère terrestre et le reste est renvoyé vers l’espace. Ainsi, la vapeur d’eau, le méthane, et le dioxyde de carbone notamment, qui sont des gaz à effet de serre majeurs contribuent à piéger l’énergie renvoyée, ils la renvoient vers la Terre en augmentant ainsi sa température.
1346 - Thème 4 - Les climats de la Terre : comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain
On appelle climat la répartition moyenne des conditions atmosphériques (notamment la température et les précipitations) dans une région donnée, voire sur l’ensemble de la planète (climat global). Ce climat est notamment très lié au carbone présent (surtout sous forme de CO2) dans l’atmosphère.
Le climat de la planète a varié au cours des temps géologiques et sa connaissance peut être approchée par différentes indices. On appelle paléoclimats les climats passés de la Terre dont l’étude est la paléoclimatologie. Le programme invite à limiter les exemples au dernier million d’années. Par ailleurs, à l’heure où le réchauffement climatique récent d’origine anthropique est une réalité admise par la communauté scientifique, la compréhension des climats du passé peut être une clef pour envisager l’évolution à court terme du climat dans les décennies à venir.
1249 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le réflexe myotatique suit les mêmes voies que n’importe quel réflexe (réflexe nociceptif par exemple). Un message nerveux sensoriel, provenant de récepteur sensoriel, le fuseau neuromusculaire, se dirige vers la moelle épinière par la voie nerveuse sensorielle ou afférente. La moelle épinière joue le rôle de centre nerveux, intégrant le message sensoriel générant ou non une réponse motrice. La réponse motrice a pour origine un motoneurone qui émet un signal moteur par la voie nerveuse motrice ou efférente. Enfin le message nerveux moteur arrive au niveau des effecteurs moteurs, les cellules musculaires. L’intérêt de tester le réflexe devient maintenant évident, il permet au médecin d’avoir un indice sur l’état de la moelle épinière.
1246 - Thème 5 - Corps humain et santé
La commande motrice du muscle est assurée par un nerf moteur dont les fibres (extrémités des neurones) se ramifient et viennent faire synapse avec les fibres musculaires (cellules musculaires). Il existe des synapses neuro-neuronales, et des synapses neuro musculaires.
67 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le Ice Bucket Challenge, aider la recherche sur la maladie de Charcot
144 - Thème 5 - Corps humain et santé
Les neurones communiquent entre eux par des synapses. Les neurones impliqués dans un réseau ne communiquent pas physiquement les uns avec les autres. Les observations montrent l’existence d’un intervalle au point de contact entre les deux neurones. Cette zone de rapprochement est appelée synapse. Au niveau d’une synapse, on distingue la terminaison pré‐synaptique, caractérisée par la présence de vésicules, et la membrane post‐synaptique. Les deux parties sont séparées par une fente ou espace synaptique de 20 à 30 nm. La terminaison pré‐synaptique est toujours un axone tandis que la partie post‐synaptique peut correspondre soit à un dendrite, soit à un corps cellulaire (soit aussi à une cellule musculaire dans le cas d’une synapse neuromusculaire). Le neurone est une cellule « sécrétrice » très particulière. Le produit de sécrétion du neurone est le neurotransmetteur, contenu dans des vésicules synaptiques.
1253 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le réflexe myotatique, qui provoque la contraction d’un muscle suite à son propre étirement, met en jeu différents éléments qui constituent l’arc réflexe.
1459 - Thème 5 - Corps humain et santé
La glycémie (taux de glucose dans le sang) est un paramètre biologique régulé, cependant il peut être altéré, provoquant ainsi une hyperglycémie chronique caractéristique du diabète. Le déclenchement de cette pathologie est dû à des facteurs très variés et parfois complexes.
Le diabète est une pathologie provoquée par des anomalies de la régulation de la glycémie. Le diabète se définit ainsi par une hyperglycémie chronique associée à divers symptômes comme la polyurie (=urine abondante) ou la polydipsie (=soif intense).
Cet excès de glucose sanguin endommage progressivement les artérioles provoquant le mauvais fonctionnement de certains organes : yeux, reins, coeur... En cas de blessure, la douleur n'est pas ressentie car cette hyperglycémie attaque également le système nerveux, conduisant à une surinfection. Cette pathologie représente ainsi la première cause de cécité et d'insuffisance rénale en France ! Ces complications peuvent apparaitre plusieurs années après les premières hyperglycémies chroniques.
257 - Thème 5 - Corps humain et santé
La myasthénie est une maladie neuromusculaire caractérisée, entre autre, par une faiblesse des muscles squelettiques. Les médecins ont émis l’hypothèse d’un mauvais fonctionnement de la jonction neuromusculaire.
A partir de l’exploitation des documents, on se propose d’éprouver cette hypothèse et de proposer un mécanisme expliquant l’origine de la myasthénie.

Document 1 : photographie en microscopie électronique à transmission d’une jonction neuromusculaire



Document 2 : électromyogrammes.
Des électrodes réceptrices sont positionnées sur la peau, au niveau du muscle du mollet d’un individu sain et d’un individu atteint de myasthénie. Le nerf moteur est stimulé électriquement. L’enregistrement obtenu (électromyogramme), correspond à la réponse du muscle sous forme de variations de potentiels faisant suite à une stimulation du nerf, de même intensité chez les deux patients.



Document 3 : : Résultats de test de fixation de l’alpha-bungarotoxine (α-bungarotoxine)
L’α-bungarotoxine est une molécule toxique extraite du venin de serpent qui se fixe sur les récepteurs spécifiques à l’acétylcholine. Son injection à une souris saine entraîne des symptômes analogues à ceux de la myasthénie.
Dans un cadre médical, on peut injecter à des patients de l’α-bungarotoxine marquée (radioactive) et par une technique d’autoradiographie, la localiser. Les schémas ci-dessous donnent le résultat de cette localisation chez un individu sain et chez un individu myasthénique



1254 - Thème 5 - Corps humain et santé
Rester debout, ne pas perdre l'équilibre, maintenir notre posture malgré la pesanteur, nécessitent un fonctionnement permanent et adapté de nos muscles extenseurs et fléchisseurs. Les muscles impliqués dans la posture comme dans le mouvement sont des muscles striés squelettiques, ils s'insèrent sur le squelette par des tendons. Le mouvement des muscles se répercute sur le mouvement du squelette au niveau des articulations. Dans le cas de la posture, ces mouvements ne sont pas commandés consciemment, ce sont des réflexes musculaires.
Ces réflexes sont qualifiés de myotatiques : il s'agit de la contraction d'un muscle en réponse à son propre. ce type de réflexe met en jeu cinq éléments qui constituent l'arc-réflexe :
  • Le récepteur : il s'agit du fuseau neuromusculaire localisé dans le muscle. En réponse à l'étirement du muscle, le fuseau neuromusculaire produit un message nerveux sensitif.
  • La voie afférente ou sensorielle : le message nerveux est conduit par un neurone sensoriel dans la moelle épinière où il entre par la racine dorsale du nerf rachidien.
  • Le centre nerveux intégrateur : dans la substance grise de la moelle épinière, le neurone sensoriel établit une synapse avec le neurone moteur du muscle étiré. Ainsi le message nerveux sensoriel provoque un message nerveux moteur dans le motoneurone.
  • La voie efférente ou motrice : Le motoneurone sort de la moelle épinière en empruntant la racine ventrale du nerf rachidien et il conduit le message nerveux moteur vers le muscle étiré.
  • Effecteur : le motoneurone forme une synapse, la plaque motrice, avec le muscle étiré. Ainsi le message nerveux moteur provoque la contraction du muscle étiré. Le raccourcissement du muscle à sa longueur initiale corrige l'étirement initial.
244 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le réflexe myotatique, qui provoque la contraction d’un muscle suite à son propre étirement, met en jeu différents éléments qui constituent l’arc réflexe.
1247 - Thème 5 - Corps humain et santé
Un neurone est une cellule nerveuse dont la forme est très différente de celle des autres cellules qui composent notre organisme. On peut distinguer 3 parties dans cette cellule :
- le corps cellulaire d'un diamètre d'environ 50 microns (1 micron= 1 millième de millimètre).
- de nombreux prolongements courts du corps cellulaire (appelés dendrites).
- un long prolongement unique (appelé axone) se finissant par une arborisation terminale. La longueur de l'axone peut varier de quelques dizaines de microns à plusieurs centimètres (90 cm dans le cas d'un axone allant du cerveau à la moelle épinière).
143 - Thème 5 - Corps humain et santé
Un nerf est constitué pour l’essentiel de nombreuses fibres nerveuses. Ces fibres correspondent à de longs prolongements cytoplasmiques de cellules nerveuses ou neurones. Les fibres nerveuses relient les centres nerveux entre eux et aux organes périphériques. Le neurone est une cellule spécialisée, constituée d’un corps cellulaire contenant le noyau et de prolongements cytoplasmiques plus ou moins longs, dendrites et axones.
213 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le reflexe myotatique est un exemple de commande involontaire des muscles. Les muscles peuvent aussi être commandés par la volonté : dans ce cas, il y a intervention des structures cérébrales. Des accidents ou des anomalies affectant le système nerveux central peuvent d’ailleurs se traduire par des dysfonctionnements musculaires.
Un AVC (Accident Vasculaire Cérébral) est un trouble de la circulation sanguine irriguant un territoire du cerveau. Le terme d’accident est utilisé pour souligner le caractère soudain de l’apparition des symptômes : il peut en effet arriver qu’un caillot obstrue subitement une artère cérébrale ou bien que la paroi d’un vaisseau sanguin se rompe, provoquant alors une hémorragie cérébrale. La partie normalement irriguée par ce vaisseau cesse alors de fonctionner. On comprend aisément que si une partie d’une aire motrice est atteinte, la conséquence en soit une paralysie : on parle d’hémiplégie lorsque la paralysie touche une partie du corps située d’un seul côté du corps. Cependant, suite à une lésion, le système nerveux fait preuve de facultés de récupération parfois étonnantes liée à la plasticité cérébrale. A la suite d’un AvC, il subsiste en général dans le cerveau, une zone nécrosée, c'est-à-dire irrémédiablement détruite. Cependant, on constate la plus souvent une récupération du déficit moteur. Cette faculté de récupération est bien entendue limitée par l’importance de la lésion mais elle dépend aussi beaucoup de la mise en œuvre rapide d’une rééducation. Cette récupération progresse sur une durée de quelques semaines à quelques mois.
1458 - Thème 5 - Corps humain et santé
La glycémie d'une personne qui n'est pas atteinte du diabète se situe entre 3,5 mmol/L et 7,8 mmol/L,en fonction du moment où il a mangé pour la dernière fois. On diagnostique le diabète lorsque la glycémie dépasse 11 mmol/L.

Les phénotypes diabétiques sont la conséquence de dérèglements pathologiques du système de régulation glycémique. C'est une maladie chronique (qui persiste dans le temps) caractérisée par une glycémie trop élevée de manière durable (glycémie à jeun supérieure à 1.26 g/l). Sa fréquence croît dans le monde, parallèlement au vieillissement des populations et au changement des conditions de vie (alimentation très riche en graisse et en glucose, sédentarité…).
1366 - Thème 5 - Corps humain et santé
Des substances provoquent des hallucinations c'est à dire la perception d'objets ou d'événements qui n'existent pas dans la réalité.
Le LSD, substance chimique dérivée de composés aturellement présents dans certains champignons, est connu pour provoquer des visions très colorées et déformées. La structure moléculaire du LSD est très proche de celle de la sérotonine. Ainsi cette substance agit en interférant avec la fixation du neurotransmetteur sur son récepteur. Il exerce alors la même action que la sérotonine en stimulant ces neurones relais. En revanche, l'action du LSD est plus forte car sa durée d'action est beaucoup plus longue, ce qui modifie le message nerveux visuel et provoque des hallucinations.
68 - Thème 5 - Corps humain et santé
Expérience de Claude Bernard
1367 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le terme ecstasy ne désigne que les pilules contenant de la MDMA (molécule psychotrope de la classe des amphétamines) et est souvent utilisé à tort de diverses manières. Il est très fréquent que les ecstasys ne soient pas seulement composés de MDMA et qu'il y soit ajouté, par exemple, du speed ou de la caféine.
C'est un stimulant du système nerveux central. C'est également un puissant sérotoninergique, ce qui lui confère à fortes doses, ou en cas d'usage régulier, un pouvoir neurotoxique. Elle est particulièrement répandue dans le milieu festif, fréquemment associée au mouvement techno, aux rave parties, ainsi qu'à la musique électronique.
La MDMA est classée comme stupéfiant en France.
1252 - Thème 5 - Corps humain et santé
Un réflexe est une réponse musculaire involontaire, stéréotypée et très rapide à un stimulus. Une activité réflexe est produite par un arc réflexe, le mécanisme de réponse intégrée d'un centre nerveux sans intervention du cerveau et de la volonté consciente. La communication nerveuse assure la mise en place très rapide du réflexe.Les réflexes sont souvent des réactions de défense, comme le retrait du membre en cas de brûlure, avant que le cerveau ait perçu la douleur. Les réactions réflexes ont pour but de rétablir l'homéostasie.
190 - Thème 5 - Corps humain et santé
Un réflexe est une réponse musculaire involontaire, stéréotypée et très rapide à un stimulus. Une activité réflexe est produite par un arc réflexe, le mécanisme de réponse intégrée d'un centre nerveux sans intervention du cerveau et de la volonté consciente. La communication nerveuse assure la mise en place très rapide du réflexe.Les réflexes sont souvent des réactions de défense, comme le retrait du membre en cas de brûlure, avant que le cerveau ait perçu la douleur. Les réactions réflexes ont pour but de rétablir l'homéostasie.
70 - Thème 5 - Corps humain et santé
Expérience de Loewi sur la transmission synaptique
259 - Thème 5 - Corps humain et santé
François Magendie est considéré comme un des pionniers de la physiologie expérimentale moderne. Il démontra la différence entre les nerfs moteurs et les nerfs sensitifs. De plus, il précisa la fonction des racines antérieures (ventrales) et postérieures (dorsales) de la moelle épinière. Les expériences de Magendie (1822) sont utiles pour comprendre le rôle de différentes structures impliquées dans le réflexe myotatique.
Document de référence : coupe schématique (ci-dessous) de moelle épinière présentant les racines rachidiennes dorsales (ou postérieures) et ventrales (ou antérieures).
On rappelle que le nerf rachidien relie moelle épinière et muscle.>

On cherche à comprendre l’organisation des cellules nerveuses dans la moelle épinière et à déterminer le trajet du message nerveux.

Document : résultats des expériences historiques de Magendie et Waller sur des sections de nerfs
1456 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le glucose est une molécule essentielle pour le fonctionnement cellulaire car elle est la principale source d'énergie. Fournie par l'alimentation, elle pénètre dans l'organisme au niveau de l'intestin et est distribué dans tout l'organisme grâce au sang. La concentration de glucose dans le sang (la glycémie), chez une personne en bonne santé, est régulée dans le plasma sanguin et reste constante. C’est ce qu’on appelle une constante physiologique
383 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le réflexe myotatique suit les mêmes voies que n’importe quel réflexe (réflexe nociceptif par exemple). Un message nerveux sensoriel, provenant de récepteur sensoriel, le fuseau neuromusculaire, se dirige vers la moelle épinière par la voie nerveuse sensorielle ou afférente. La moelle épinière joue le rôle de centre nerveux, intégrant le message sensoriel générant ou non une réponse motrice. La réponse motrice a pour origine un motoneurone qui émet un signal moteur par la voie nerveuse motrice ou efférente. Enfin le message nerveux moteur arrive au niveau des effecteurs moteurs, les cellules musculaires. L’intérêt de tester le réflexe devient maintenant évident, il permet au médecin d’avoir un indice sur l’état de la moelle épinière.
381 - Thème 5 - Corps humain et santé
La commande motrice du muscle est assurée par un nerf moteur dont les fibres (extrémités des neurones) se ramifient et viennent faire synapse avec les fibres musculaires (cellules musculaires). Il existe des synapses neuro-neuronales, et des synapses neuro musculaires.
1655 - Thème 5 - Corps humain et santé
Expérience de Claude Bernard
258 - Thème 5 - Corps humain et santé
On s’intéresse au reflexe myotatique qui nous renseigne sur l’intégrité du système neuromusculaire.
Document de référence : coupe schématique (ci-dessous) de moelle épinière présentant les racines rachidiennes dorsales et ventrales.
On rappelle que le nerf rachidien relie moelle épinière et muscle.

On cherche à comprendre l’organisation des cellules nerveuses dans la moelle épinière et à déterminer le trajet du message nerveux.

Document : résultats des expériences historiques de Magendie et Waller sur des sections de nerfs.
1457 - Thème 5 - Corps humain et santé
Les cellules musculaires ont besoin de nutriments, principalement de glucose et de dioxygène, puisés dans le sang. Les réserves de glucose se trouvent sous forme de glycogène dans les cellules musculaires et dans les cellules hépatiques. Elles servent à entretenir des flux de glucose, variables selon l'activité, entre les organes sources (intestin et foie) et les organes consommateurs (dont les muscles).

La glycémie est la concentration de glucose dans le sang, maintenue dans un intervalle relativement étroit autour d'une valeur d'équilibre proche de 1g/L. Elle dépend des apports alimentaires et est régulée par deux hormones sécrétées par le pancréas. Un dysfonctionnement de la régulation de la glycémie entraîne des complications qui peuvent être à l'origine de diabètes. L'insuline entraîne l'entrée de glucose dans les cellules musculaires (et hépatiques) et le glucagon provoque la sortie de glucose des cellules hépatiques, grâce à des protéines membranaires transportant le glucose.
191 - Thème 5 - Corps humain et santé
La plasticité cérébrale (ou plasticité neuronale) est une expression qui décrit les mécanismes par lesquels le cerveau est capable de se modifier lors des processus de neurogenèse dès la phase embryonnaire ou lors d'apprentissages. Elle s’exprime par la capacité du cerveau de créer, défaire ou réorganiser les réseaux de neurones et les connexions de ces neurones. Le cerveau est ainsi qualifié de « plastique » ou de « malléable ». Ce phénomène intervient durant le développement embryonnaire, l'enfance, la vie adulte et les conditions pathologiques (lésions et maladies). Il est notamment responsable des mécanismes de l'apprentissage et de la mémorisation chez l'enfant et l'adulte. Ainsi, la plasticité neuronale est présente tout au long de la vie, avec un pic d’efficacité pendant le développement à la suite de l'apprentissage, puis toujours possible mais moins fortement avec l’adulte.
192 - Thème 5 - Corps humain et santé
Un neurone est une cellule nerveuse dont la forme est très différente de celle des autres cellules qui composent notre organisme. On peut distinguer 3 parties dans cette cellule :
- le corps cellulaire d'un diamètre d'environ 50 microns (1 micron= 1 millième de millimètre).
- de nombreux prolongements courts du corps cellulaire (appelés dendrites).
- un long prolongement unique (appelé axone) se finissant par une arborisation terminale. La longueur de l'axone peut varier de quelques dizaines de microns à plusieurs centimètres (90 cm dans le cas d'un axone allant du cerveau à la moelle épinière).
236 - Thème 5 - Corps humain et santé
Rester debout, ne pas perdre l'équilibre, maintenir notre posture malgré la pesanteur, nécessitent un fonctionnement permanent et adapté de nos muscles extenseurs et fléchisseurs. Les muscles impliqués dans la posture comme dans le mouvement sont des muscles striés squelettiques, ils s'insèrent sur le squelette par des tendons. Le mouvement des muscles se répercute sur le mouvement du squelette au niveau des articulations. Dans le cas de la posture, ces mouvements ne sont pas commandés consciemment, ce sont des réflexes musculaires.
Ces réflexes sont qualifiés de myotatiques : il s'agit de la contraction d'un muscle en réponse à son propre. ce type de réflexe met en jeu cinq éléments qui constituent l'arc-réflexe :
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  • Le récepteur : il s'agit du fuseau neuromusculaire localisé dans le muscle. En réponse à l'étirement du muscle, le fuseau neuromusculaire produit un message nerveux sensitif.
  • La voie afférente ou sensorielle : le message nerveux est conduit par un neurone sensoriel dans la moelle épinière où il entre par la racine dorsale du nerf rachidien.
  • Le centre nerveux intégrateur : dans la substance grise de la moelle épinière, le neurone sensoriel établit une synapse avec le neurone moteur du muscle étiré. Ainsi le message nerveux sensoriel provoque un message nerveux moteur dans le motoneurone.
  • La voie efférente ou motrice : Le motoneurone sort de la moelle épinière en empruntant la racine ventrale du nerf rachidien et il conduit le message nerveux moteur vers le muscle étiré.
  • Effecteur : le motoneurone forme une synapse, la plaque motrice, avec le muscle étiré. Ainsi le message nerveux moteur provoque la contraction du muscle étiré. Le raccourcissement du muscle à sa longueur initiale corrige l'étirement initial.
69 - Thème 5 - Corps humain et santé
Expériences de Sir Sherrington : comprendre ce qu’est un réflexe myotatique.
1368 - Thème 5 - Corps humain et santé
Le syndrome de Guillain-barré est une maladie qui se traduit par une paralysie progressive. Il s’agit d’un trouble dû à une atteinte des nerfs (destruction de la myéline des fibres nerveuses) qui transmettent les messages nerveux moteurs des centres nerveux (moelle épinière ou cerveau) vers les muscles.

DOCUMENT 1 – Enregistrement de la vitesse du message nerveux dans le nerf cubital du bras d’une personne atteinte du syndrome de Guillain-Barré.
On stimule le nerf cubital du bras à différents endroits (A, B, C et D) et on enregistre l’activité produite au niveau du muscle abducteur du pouce (impliqué dans la flexion du pouce). À partir des enregistrements, on détermine la vitesse de conduction du message nerveux moteur au niveau de différents segments du bras.
Schéma du dispositif expérimental et résultats obtenus



DOCUMENT 2 – Comparaison de la vitesse de conduction du message nerveux le long de différents types de fibres.
On enregistre la vitesse de conduction du message nerveux le long de différents types de fibres nerveuses : des fibres possédant ou non une gaine de myéline et des fibres de diamètre différent. La myéline est une substance qui forme une gaine autour de l’axone de certaines cellules nerveuses.