Exercice 1 : Première partie, restitution des connaissances
5 pointsI. Définitions (1 point). Définis les deux termes suivants : (a) eutrophisation ; (b) granitisation. (0,5 pt par terme)
II. Questions à choix multiple (2 points). Pour chacun des items 1 à 4, une seule proposition est correcte. Recopie les couples (item, lettre), par exemple (1, a). (0,5 pt par item)
Item 1. En l'absence de dioxygène, des levures placées dans un milieu riche en glucose :
- a) oxydent complètement le glucose en dioxyde de carbone et en eau, grâce à la chaîne respiratoire de leurs mitochondries ;
- b) transforment le glucose en lactate et en dioxyde de carbone, comme le font les cellules musculaires ;
- c) transforment le glucose en éthanol et en dioxyde de carbone, ce qui régénère le ;
- d) transforment le glucose en éthanol sans produire d'ATP, car la glycolyse est bloquée.
Item 2. La délétion d'un seul nucléotide au milieu de la séquence codante d'un gène a le plus souvent pour conséquence :
- a) la modification d'un seul acide aminé, tous les autres acides aminés de la protéine restant identiques ;
- b) aucune modification de la protéine, car le nouveau codon code le même acide aminé que l'ancien ;
- c) l'ajout d'un seul acide aminé supplémentaire, sans modification des autres acides aminés ;
- d) un décalage du cadre de lecture : les acides aminés situés après la mutation sont en général modifiés.
Item 3. Dans une chaîne de montagnes de collision, le métamorphisme régional :
- a) est limité à une auréole étroite autour d'un massif granitique ;
- b) est une transformation à l'état solide de roches enfouies, sur de très grandes surfaces, qui forme des minéraux nouveaux ;
- c) est une fusion complète des roches enfouies, qui forme des basaltes sur de très grandes surfaces ;
- d) ne concerne que des roches magmatiques, les roches sédimentaires restant inchangées en profondeur.
Item 4. La méthanisation des déchets organiques :
- a) est une dégradation par des micro-organismes en présence de dioxygène, qui produit un compost riche en humus ;
- b) est la combustion des déchets à plus de 850 °C, qui produit de la chaleur, des fumées et des mâchefers ;
- c) est une dégradation par des micro-organismes en l'absence de dioxygène, qui produit un biogaz riche en méthane ;
- d) est une fermentation réalisée par des levures, qui produit de l'éthanol et du dioxyde de carbone.
III. Associations (2 points). Associe chaque terme de la colonne A à sa définition de la colonne B (une seule définition par terme, chaque définition n'est utilisée qu'une fois). Recopie les couples (numéro, lettre), par exemple (1, a). (0,5 pt par couple)
| Colonne A | Colonne B |
|---|---|
| 1. Myosine | a) fragment de lithosphère océanique (croûte et manteau supérieur) charrié sur la marge d'un continent lors de la fermeture d'un océan |
| 2. Ophiolite | b) liquide chargé de matières organiques, de sels et de polluants, formé quand l'eau de pluie traverse des déchets enfouis |
| 3. Codon stop | c) triplet de l'ARN messager qui ne code aucun acide aminé et qui arrête la traduction |
| 4. Lixiviat | d) protéine dont les têtes hydrolysent l'ATP et se fixent sur l'actine |
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I. Définitions [1 pt]
- Eutrophisation [0,5 pt] : enrichissement excessif d'un milieu aquatique (lac, rivière, mer côtière) en éléments nutritifs, surtout nitrates et phosphates, apportés par les engrais, les eaux usées ou les lixiviats de décharge. Les algues prolifèrent ; à leur mort, leur décomposition par des bactéries aérobies consomme le dioxygène dissous, ce qui asphyxie les poissons et appauvrit le milieu. (0,25 pt pour l'excès de nutriments, 0,25 pt pour la prolifération d'algues puis le manque de dioxygène.)
- Granitisation [0,5 pt] : ensemble des processus qui transforment des roches de la croûte continentale en granite. Au cœur d'une chaîne de collision, la croûte épaissie atteint des températures qui provoquent la fusion partielle des roches crustales hydratées (anatexie), d'où les migmatites ; le magma granitique formé cristallise ensuite en profondeur et donne des granites d'anatexie. (0,25 pt pour la fusion partielle de la croûte, 0,25 pt pour la formation des migmatites et du granite.)
II. QCM [2 pts]
Réponses : (1, c) ; (2, d) ; (3, b) ; (4, c) (0,5 pt par item).
- Item 1 : en l'absence de dioxygène, les levures réalisent la fermentation alcoolique : la glycolyse produit 2 pyruvates, qui sont ensuite transformés en éthanol avec libération de , ce qui régénère le nécessaire à la glycolyse. Le gain net est celui de la glycolyse, 2 par glucose. La réponse a) décrit la respiration, qui exige du dioxygène ; la réponse b) mélange la fermentation lactique (cellules musculaires, bactéries lactiques) et un dégagement de qu'elle n'a pas ; la réponse d) est fausse : la glycolyse fonctionne, c'est elle qui fournit l'.
- Item 2 : la perte d'un nucléotide décale le cadre de lecture : les triplets situés en aval sont lus différemment, ce qui change en général les acides aminés suivants, et un codon stop apparaît souvent rapidement, d'où une protéine altérée. La réponse a) correspond à une substitution faux-sens, la réponse b) à une substitution silencieuse, la réponse c) à l'insertion d'un triplet.
- Item 3 : le métamorphisme régional est une transformation à l'état solide (recristallisation, sans fusion complète) de roches enfouies, sédimentaires ou magmatiques, sur des centaines de kilomètres de largeur ; les associations de minéraux donnent la pression et la température. La réponse a) définit le métamorphisme de contact, la réponse c) confond avec la fusion, la réponse d) est fausse (les argiles et les grès sédimentaires sont transformés).
- Item 4 : la méthanisation est une fermentation anaérobie de la matière organique par des micro-organismes, qui libère un biogaz ( et ) utilisable comme énergie ; le résidu, ou digestat, peut servir d'amendement. La réponse a) décrit le compostage, la réponse b) l'incinération, la réponse d) la fermentation alcoolique.
III. Associations [2 pts]
Réponses : (1, d) ; (2, a) ; (3, c) ; (4, b) (0,5 pt par couple).
- (1, d) : la myosine forme les filaments épais ; ses têtes portent un site d'hydrolyse de l' (activité ATPasique) et un site de fixation sur l'actine : elles réalisent les ponts d'union.
- (2, a) : une ophiolite est un fragment de lithosphère océanique (basaltes, gabbros, péridotites), témoin d'un océan disparu, charrié sur la marge d'un continent.
- (3, c) : les codons stop (UAA, UAG, UGA) ne correspondent à aucun acide aminé : ils signalent la fin de la traduction.
- (4, b) : le lixiviat est le liquide qui s'écoule d'une décharge ; il peut polluer le sol et la nappe phréatique s'il n'est pas collecté.