Sujet – Bac blanc 2021 – Ecrit
Préliminaire : L’année 2021 a marqué la première mise en œuvre des nouveaux programmes de terminale, avec à la clé une première session d’évaluation dans le cadre du baccalauréat rénové. Toutefois, cette année s’inscrivait dans un contexte particulier : elle faisait immédiatement suite à l’année scolaire fortement perturbée par la crise sanitaire liée au COVID-19.
Les élèves (comme les enseignants) ont rencontré de nombreuses difficultés, tant sur le plan pédagogique que personnel. En réponse à cette situation exceptionnelle, le format de l’épreuve du baccalauréat 2021 a été aménagé : pour l’exercice 1, deux sujets de synthèse étaient proposés au choix. Les candidats devaient obligatoirement traiter l’un des deux sujets de synthèse, ainsi que l’exercice 2, qui restait, lui, imposé.
C’est dans cette logique que le format de ce bac blanc a été construit, afin de rester fidèle aux conditions particulières de cette session 2021.
Exercice 1 : Synthèse – Réflexe rotulien
Luc réalise une visite de routine chez son médecin pour un certificat médical d’aptitude à la pratique sportive. Parmi tous les examens, il réalise un réflexe ostéotendineux rotulien. Après avoir frappé la rotule, Luc projette alors sa jambe en avant car son quadriceps se contracte pendant que ses ischio-jambiers se relâchent.
À partir du test réflexe de Luc, expliquer comment la commande nerveuse est transmise aux muscles, et comment l’un d’entre eux se contracte.
Vous rédigerez un texte argumenté et illustré. On attend que l’exposé soit aussi étayé par des expériences de mise en évidence des voies nerveuses liées au réflexe et que vous mettiez en relation les structures avec leur fonctionnement à différentes échelles et jusqu’au niveau moléculaire de la contraction musculaire.
OU
Exercice 1 : Synthèse – Origine du génotype d’un individu
La diversité du vivant a pour origine de nombreux mécanismes dont certains sont d’origine génétique.
En prenant comme exemple la transmission de deux gènes, montrez comment lors de la reproduction sexuée il peut s’effectuer soit un brassage interchromosomique, soit un brassage intrachromosomique de l’information génétique permettant d’aboutir à des individus différents.
Les deux gènes étudiés dans le cas qui nous intéresse sont :
- le gène A avec les allèles a et a+
- le gène B avec les allèles b et b+
Chacun des parents sera hétérozygote pour chacun des gènes et de phénotype sauvage
Votre exposé sera structuré et richement illustré.
EXERCICE 2: Etude de documents – Inéluctable évolution du VIH
Lors d’une infection, les virus de l’immunodéficience acquise (VIH) se fixent sur certaines cellules appelées cellules cibles. Cette fixation dépend de molécules spécifiques présentes à la surface de la membrane de ces cellules. Dans le cas d’une fixation du VIH sur les monocytes – des cellules du système immunitaire – deux molécules sont impliquées : la CD4 et la CCR5.
Montrer que les différences alléliques et phénotypiques découvertes entre les deux variantes de CCR5 expliquent les écarts observés entre les fréquences génotypiques de certaines sous-populations humaines.
Vous organiserez votre réponse selon la démarche de votre choix en intégrant des données des documents et les connaissances utiles (y compris des hypothèses s’il y a des écarts) à l’argumentation.
Document 1 – Biodiversité des CCR5
La protéine CCR5 est une molécule dont il existe deux variantes :
– la CCR5 de référence, codée par l’allèle de référence A du gène CCR5 ;
– la CCR5-Δ32 (ou CCR5-delta32), codée par l’allèle Δ32 du gène CCR5.
Tableau de comparaison :
| CCR5 de référence | CCR5- Δ32 | |
| Le gène CCR5 | allèle A | allèle Δ32 |
| séquence codante de 1055 pb | séquence codante de 1023 pb | |
| La protéine CCR5 | 352 acides aminés | 205 acides aminés |
| 7 domaines transmembranaires hydrophobes | 4 domaines transmembranaires hydrophobes | |
| intégration stables aux membranes lipidiques* | intégration peu stable aux membranes lipidiques, expulsion dans le hyaloplasme où elle est finalement dégradée |
* Les protéines intégrées à la bicouche lipidique au niveau du réticulum endoplasmique granuleux ou de l’appareil de Golgi peuvent se trouver dans toutes les membranes.
Document 2 – Test de conformité à l’équilibre de Hardy-Weinberg
Au sein de la population européenne, les chercheurs ont identifié et dénombré les génotypes de différentes sous-populations :
- une sous population 1 d’individus choisis aléatoirement ;
- une sous population 2 d’individus infectés par le VIH ;
- une sous population 3 d’individus qui, bien que très exposés au VIH, ne sont pas infectés.
On appelle p la fréquence de l’allèle A et q la fréquence de l’allèle Δ32.
Fréquences des génotypes dans la sous-population 1
| Génotype | (A//A) | (A//Δ32) | (Δ32//Δ32) | Total | |
| Nombre observé pourcentage % | 795 79,5% | 190 19% | 15 1,5% | 1 000 | |
| Fréquence des allèles (p et q) et calculs des effectifs théoriques données par l’équilibre de Hardy-Weinberg pourcentage % | p = 0,89 | 791,1 79,2% | 195,8 19,6% | 12,1 1,2% | 1 000 |
| q = 0,11 | |||||
Fréquences des génotypes dans la sous-population 2
| Génotype | (A//A) | (A//Δ32) | (Δ32//Δ32) | Total | |
| Nombre observé pourcentage % | 1 988 81,86% | 440 18,1% | 1 0,04% | 2 429 | |
| Fréquence des allèles (p et q) et calculs des effectifs théoriques données par l’équilibre de Hardy-Weinberg pourcentage % | p = 0,909 | 2007,0 82,62% | 401,9 16,55% | 20,1 0,83% | 2 429 |
| q = 0,091 | |||||
Fréquences des génotypes dans la sous-population 3
| Génotype | (A//A) | (A//Δ32) | (Δ32//Δ32) | Total | |
| Nombre observé pourcentage % | 793 79,62% | 174 17,47% | 29 2,91% | 996 | |
| Fréquence des allèles (p et q) et calculs des effectifs théoriques données par l’équilibre de Hardy-Weinberg pourcentage % | p = 0,8835 | 777,5 78,06% | 205,0 20,58% | 13,5 1,35% | 996 |
| q = 0,1165 | |||||
traduit de Alex K. Lancaster, Hardy-Weinberg Proportions Methods Manual Version 0.1.2, 2009
Document 3 – Localisation des CCR5 dans la cellule hôte
| Proportion de CCR5 en surface* | Proportion de CCR5 intracellulaires (hyaloplasme, réticulum endoplasmique granuleux, appareil de Golgi…) | Total | |
| Cellules d’un individu homozygote (A//A) | 5 à 15 % | 85 à 95 % | 100 % |
| Cellules d’un individu homozygote (Δ32// Δ32) | 0 % | 100 % | 100 % |
*CCR5 transmembranaire situé au niveau de la membrane plasmique et dont une partie est exposée à la surface de la cellule.
d’après https://www.institutcochin.fr
Document 4 – Interaction entre la cellule hôte et le VIH selon la localisation du CCR5
d’après Xu Cell Biosis, 2020
Télécharger le sujet en version pdf :
Eléments de correction :
1- Synthèses :
1-A- Réflexe rotulien
1-B- Origine du génotype
2- Exercice 2 : étude de documents – Le VIH
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