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Corrigé du bac S SVT Spécialité 2017 - Am. du Nord · PDF fileCorrigé bac 2017– Série S – SVT spécialité – Amériq ue du Nord Corrigé du bac 2017 : SVT spécialité Série

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    Corrig du bac 2017 : SVT spcialit Srie S Amrique du Nord

    BACCALAURAT GNRAL

    SESSION 2017

    SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

    SRIE S

    Dure de lpreuve : 3H30 Coefficient : 8

    ENSEIGNEMENT DE SPCIALIT

    Lusage de la calculatrice nest pas autoris.

    Correction propose par un professeur de SVT pour le site www.sujetdebac.fr

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    Partie I Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse

    Exposer lintgration et la transmission de messages nerveux par un motoneurone.

    Les neurones sont des cellules spcialises du systme nerveux. Les motoneurones localiss dans la moelle pinire reoivent de nombreuses informations, venant du cortex moteur ou des organes sensoriels. Les messages nerveux affrents arrivent au niveau des synapses. Le motoneurone doit intgrer lensemble de ces informations pour transmettre un message nerveux unique et adapt. Le message nerveux ira jusqu leffecteur qui fera une rponse adapte. Leffecteur est une fibre musculaire.

    Comment le motoneurone intgre-t-il ces informations, et comment transmet-il les messages nerveux la fibre musculaire ?

    Nous nous intresserons au motoneurone impliqu dans un arc reflexe.

    La structure dun motoneurone.

    Le corps cellulaire se trouve dans la substance grise de la moelle pinire. Il va produire et conduire des messages nerveux effrents, c'est--dire des trains de potentiels daction qui seront propags par laxone jusquaux synapses neuro-musculaire au niveau de leffecteur.

    Les motoneurones qui commandent les muscles possdent des proprits particulires. Ils peuvent recevoir des milliers de messages nerveux en mme temps au niveau de plusieurs synapses. Ils vont alors traiter cette information au niveau du corps cellulaire, ce qui aura pour consquence de dclencher ou pas un message nerveux unique. Ils intgrent donc linformation nerveuse.

    Par ailleurs, il existe deux types de synapses, les synapses excitatrices et les synapses inhibitrices. La membrane du motoneurone est polarise et le

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    potentiel de membrane au repos est -70 mV. Ce potentiel de membrane va tre modifi transitoirement lors dune transmission synaptique.

    La synapse excitatrice va augmenter lactivit du motoneurone, alors que la synapse inhibitrice va diminuer son activit en modifiant la polarisation de la membrane

    En dtail, le corps cellulaire du motoneurone va raliser la sommation spatiale et temporelle de lensemble des messages excitateurs et inhibiteurs arrivs en mme temps ou successivement en diffrents points du motoneurone. Il en rsulte un potentiel de membrane diffrent du potentiel de repos. Si ce potentiel de membrane est une dpolarisation qui atteint le seuil dexcitabilit de la membrane, le motoneurone va mettre un train de potentiels daction. A partir du seuil, le potentiel daction a toujours la mme amplitude. Il obit la loi du tout ou rien. La frquence du train de potentiels daction sera proportionnelle la valeur de la dpolarisation de la membrane du motoneurone.

    Dans lexemple dessin ci-dessous, 3 messages excitateurs et un message inhibiteur sont arrivs en mme temps. La somme des messages est un potentiel de membrane qui a dpass le seuil, et donc qui va gnrer un train de potentiels daction.

    Cest donc le corps cellulaire du motoneurone qui a la proprit dintgration des informations, et qui labore un message moteur unique qu'il transmet une cellule musculaire.

    Ce message est alors propag par laxone du motoneurone sans modification puis il est transmis la fibre musculaire.

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    La transmission du message nerveux la fibre musculaire

    Chaque motoneurone est connect plusieurs fibres musculaires, mais une fibre nest connecte qu un seul motoneurone. La transmission du message nerveux se fait au niveau dune synapse neuromusculaire, c'est--dire entre laxone du motoneurone et une cellule musculaire.

    La synapse neuromusculaire est donc constitue :

    dun lment pr-synaptique, qui est laxone du motoneurone et se termine par un bouton synaptique. Laxone propage un message de nature lectrique qui va donner un message chimique au niveau de la synapse.

    dune fente synaptique. dun lment post-synaptique qui est la fibre musculaire.

    La synapse neuro-musculaire

    Lors de larrive du potentiel daction, les vsicules synaptiques fusionnent avec la membrane pr-synaptique, et librent par exocytose dans la fente synaptique le neurotransmetteur qui est lactylcholine. Les molcules dactylcholine se fixent sur les rcepteurs de la membrane post-synaptique, ce qui est lorigine dun potentiel daction musculaire dclenchant la contraction de la fibre.

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    Ainsi, pour chaque potentiel daction nerveux vhicul par laxone du motoneurone, il y a un potentiel daction musculaire. Lintensit de la contraction de la fibre musculaire sera fonction de la frquence des potentiels dactions qui constitue le message moteur.

    Pour conclure, grce sa proprit dintgration, le motoneurone a pu sommer des informations qui lui arrivent sous forme de message nerveux, aussi bien depuis les rcepteurs sensoriels du muscle auquel il est connect (reflexe myotatique) que du muscle antagoniste ou du cerveau. Il gnre alors un message nerveux moteur qui sera vhicul, puis transmis aux cellules musculaires contrles par ce motoneurone.

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    Partie II : Exercice 1 La convergence lithosphrique

    La crique des Motels au nord de saint Jean de Luz prsente laffleurement des couches sdimentaires. Quels sont les mcanismes gologiques qui se sont succds pour aboutir cet affleurement ? On observe plusieurs couches sdimentaires qui semblent de nature diffrentes dates de -89 Ma. Ces couches sont issues de sdiments probablement marins qui se sont dposes horizontalement il y a 89 Ma, puis, par diagense, se sont transforms en roches sdimentaires observables aujourdhui.

    Ensuite, ces strates ont t soumises des contraintes compressives, probablement lors de la formation des Pyrnes, c'est--dire entre -80 et -40 Ma. Ces contraintes ont provoqu le plissement en un synclinal.

    Enfin, cette structure a t soumise lrosion qui a retir une partie des couches et creus la crique des Motels et fait que le pli est aujourdhui visible laffleurement.

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    Partie II : Exercice 2 (sp) Glycmie et diabte

    La glycmie correspond au taux de glucose dans le sang. Ce taux est rgul pour quil reste constant. Pour cela, lorganisme scrte des hormones dont linsuline. Linsuline intervient, entre autre, dans le stockage du glucose dans le tissu adipeux. Cela peut conduire progressivement une prise de poids par augmentation de la masse adipeuse, si cette voie de rgulation classique est active de faon quotidienne et rpte.

    On tudie de nouvelles voies pour rguler la glycmie et donc la prise de poids. En quoi lostocalcine dcarboxyle produite par les ostoblastes pourrait-elle jouer ce rle ?

    Les documents proposs par le sujet nous permettent de mieux comprendre cette thmatique.

    Document 1 : une nouvelle voie de rgulation de la glycmie

    Les ostoblastes, c'est--dire les cellules osseuses, possdent des rcepteurs insuline. Par ailleurs ils scrtent une hormone, lostocalcine dcarboxyle.

    Quel est le rle de cette hormone ?

    Document 2 : diffrentes lignes de souris

    Il existe une ligne de souris qui a des cellules osseuses qui ne synthtisent pas le rcepteur insuline, et qui ont des caractristiques diffrentes des souris tmoins :

    Elles ont une hyperglycmie, c'est--dire du diabte associe une intolrance au glucose : leur taux de glucose sanguin est donc mal rgul.

    Une augmentation de leur masse graisseuse : on peut donc penser que trop de glucose est stock dans les tissus adipeux stimuls par linsuline.

    Leur dpense nergtique est diminue donc elles consomment moins de glucose.

    Document 3 : production dinsuline

    Les ilots de Langerhans tmoins (sans aucun traitement) produisent de linsuline. On note ce taux de rfrence = 100 %.

    Si on ajoute des cellules osseuses la culture des cellules de Langerhans, on voit que la production dinsuline est augmente de 40%.

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    Il en est de mme si la culture des cellules des ilots de Langerhans on ajoute non pas les cellules osseuses, mais seulement lhormone produite par ces cellules : lostocalcine dcarboxyle.

    On comprend ainsi que lostocalcine dcarboxyle agit sur les cellules des ilots de Langerhans. Elle les stimule et ces cellules produisent et scrtent davantage dinsuline.

    Document 4 : la production dadinopectine

    Les cellules du tissu adipeux ou adipocytes produisent une protine ladinopectine. Cette protine agit sur les cellules cibles de linsuline, c'est--dire celles qui possdent des rcepteurs insuline. Cette protine augmente leur sensibilit linsuline et leur dpense nergtique, c'est--dire leur consommation de glucose.

    Or des dadipocytes en culture produisent 1UA dadinopectine. Cest la valeur de rfrence. Mais si ces adipocytes sont en coculture avec des ostoblastes, ou sont traites par lostocalcine dcarboxyle, la production dadinopectine est double, elle est de 2 UA.

    Donc lostocalcine dcarboxyle stimule les adipocytes qui scrtent alors d

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