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172287 BAC PROF Corriges

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SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT Exercices Objectif BAC Manuel pages 246 à 269 PC SVT Partie 1. Exercices portant sur les deux thèmes communs aux SVT et à la Physique-Chimie THÈME 1. Représentation visuelle e 1. Les troubles de la DMLA et de la cataracte Les élèves doivent retrouver et organiser dans un tableau les renseignements donnés dans les documents soit : - pour la cataracte : une vision trouble sur tout le champ visuel due à l’opacification du cristallin (qui est transparent quand il est sain), - pour la DMLA : une perte de la vision des couleurs et des détails (impossibilité de lire) due à la dégénérescence d’une partie de la rétine, la macula. La discussion autour de l’accommodation est le point essentiel que l’on attend de la comparaison entre le cristallin d’un œil et un cristallin artificiel ; les renseignements donnés dans les documents permettent également à l’élève de relever la différence pour la vision entre les implants monofocaux et multifocaux. Un cristallin artificiel transparent remplace le cristallin opacifié mais ne permet pas de corriger la DMLA qui est une détérioration de la rétine. 2. Vision des couleurs 1. En utilisant le schéma de la synthèse additive des couleurs primaires, les élèves peuvent déterminer que les luminophores de l’écran qui émettent essentiellement de la lumière sont les luminophores bleus quand l’écran apparaît bleu, et les luminophores rouges et verts quand l’écran apparaît jaune. L’analyse des spectres d’absorption permet à l’élève de constater que la rétine humaine possède trois types de cônes, sensibles au bleu, au vert et au rouge, contrairement à la rétine d’un mammifère non primate, qui possède deux types de cônes, sensibles au bleu et au vert. Quand l’écran est vu bleu, pour l’Homme, comme pour le mammifère non primate, ce sont essentiellement les cônes sensibles au bleu qui sont stimulés. Lorsque l’écran apparaît jaune, ce sont les cônes rouges et verts qui sont stimulés chez l’Homme, alors que ce sont les cônes sensibles au vert qui sont stimulés chez le mammifère non primate. 2. En s’appuyant sur la définition des cônes, l’élève peut montrer que les longueurs d’onde comprises entre 600 et 65 nm sont perçues par les cônes sensibles au rouge de l’Homme alors que ces cellules n’existent pas chez les mammifères non primates, qui doivent donc peu percevoir ces couleurs. On peut ensuite conclure que, pour une même image, les messages Page 1 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT nerveux envoyés vers le cerveau sont différents : la vision des couleurs de l’Homme et des mammifères non primates est différente. On peut se référer aux définitions de la trichromatie et de la dichromatie afin d’approfondir la réponse. 3. Mécanismes physiques et biologiques de la vision Légendes du document 1 : 1 : cornée 2 : pupille 3 : cristallin 4 : rétine Légendes du document 3 : 1 : terminaison synaptique 2 : noyau 3 : segment interne 4 : segment externe Dans le modèle de l’œil réduit, l’ensemble des milieux transparents de l’œil est modélisé par une lentille convergente. Un œil emmétrope au repos voit net un objet placé à très grande distance, car l’image de cet objet se forme sur la rétine (modélisée par un écran placé au foyer de la lentille). Le signal lumineux traverse les milieux transparents de l’œil puis les différentes couches cellulaires de la rétine (revoir le document page 36). Il est reçu par les segments externes des cônes qui le transforment en message nerveux. Ce message, de nature électrique, est ensuite transmis au nerf optique puis au cerveau. L’interprétation par le cerveau repose sur la collaboration d’aires différentes. La fovéa est l’une des deux zones remarquables de la rétine : elle ne comporte qu’une couche de cellules photosensibles, les cônes. Ces cellules permettent la perception des couleurs ainsi qu’une vision précise. (Revoir le document page 39.) Page 2 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC THÈME 2. Nourrir l’humanité e PC SVT 4. Intrants et agrosystèmes Chaque document pose une problématique. Le document 1 est relatif aux produits phytosanitaires, le document 2 est relatif aux engrais, le document 3 est relatif aux impacts environnementaux. D’après le document 1, on relève deux conséquences de l’utilisation des produits phytosanitaires. Tout d’abord, leur accumulation dans certains niveaux des chaînes alimentaires, et plus particulièrement ceux placés en fin de chaîne. D’autre part, la dérégulation des réseaux trophiques, ce qui provoque l’émergence d’autres nuisibles comme les cochenilles. Le document 2 présente l’importance des engrais azotés dans la production protéique mondiale. L’azote étant l’un des éléments limitant de la production végétale, son apport par le biais d’intrants s’avère indispensable pour certaines cultures et donc pour l’alimentation mondiale. Le document 3, relatif aux apports azotés, pose le problème d’un excès d’intrants, et de ses conséquences sur le milieu, et sur la potabilité des eaux. Ainsi ces trois documents posent le problème de l’utilisation raisonnée des intrants dans un agrosystème. Si leur utilisation s’avère souvent indispensable, elle nécessite un contrôle rigoureux des doses employées afin d’éviter que les surplus ne se retrouvent dans l’environnement où ils peuvent avoir des conséquences sanitaires et environnementales importantes. 5. Techniques de conservation L’exposé devra préciser pourquoi il est important de conserver les aliments et les produits alimentaires (hygiène alimentaire, microorganismes, aliments frais). Il est demandé de distinguer les procédés physiques (avec ou sans changement d’état) des procédés chimiques. Page 3 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC PC PC SVT Partie 2. Exercices portant sur l’un des thèmes de la Physique-Chimie THÈME 1. Représentation visuelle e 6. Lentilles minces 1. Réponse exacte : a. Une lentille convergente est une lentille à bords minces. 2. Réponse exacte : a. L’indication +5 δ indique la vergence de la lentille. Une valeur positive correspond à la vergence d’une lentille convergente. 3. Réponses exactes : b et d. Pour b : la distance focale est f ' = Ici f ' = 1 avec f’ en mètre quand C est en dioptrie. C 1 = +0,5 m. 2 Pour d : la conversion d’unité pour f’ donne f’= +50 cm. 4. Réponse exacte : b. Un rayon incident qui passe par le foyer F émerge de la lentille parallèle à l’axe optique. 5. Réponses exactes : b et c. L’image d’un point (qu’il soit éloigné ou proche de la lentille) se forme au point de convergence de l’ensemble des rayons de lumière issus de ce point. L’écran doit donc être placé en ce point de convergence. 6. Réponses exactes : a et c. Pour a : en tenant compte de l’échelle, on relève que OF’ = 25 cm. Pour c : l’image A’B’ de AB se forme à 43 cm de la lentille. On peut l’observer nettement en plaçant un écran à cette distance de la lentille. 7. Réponses exactes : a, b et d. Pour a : l’image A’B’ et l’objet AB sont du même côté de l’axe optique de la lentille : l’image est droite par rapport à l’objet. Pour b : la dimension de l’image est représentée par 2,6 carreaux alors que celle de l’objet est de 1 carreau. Pour d : l’image A’B’ se forme en avant de la lentille et ne peut être vue sur un écran. C’est l’œil placé après la lentille et le cerveau qui la reconstituent. 7. L’œil hypermétrope Dans cet exercice, on attend que parallèlement à la réalisation des schémas, l’élève explique pourquoi un œil emmétrope au repos voit nettement un objet lointain contrairement à un œil hypermétrope au repos. Page 4 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT On attend également que l’élève explique la nécessité d’augmenter la vergence de l’œil hypermétrope pour la vision à l’infini et fasse le lien avec l’accommodation. 8. Corriger la myopie Dans la réponse à cet exercice, on attend que, parallèlement à la réalisation des schémas, l’élève explique pourquoi un œil emmétrope au repos voit nettement un objet lointain contrairement à un œil myope au repos pour lequel l’image se forme avant la rétine. Page 5 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT On attend ensuite que l’élève précise que : - un œil myope est trop convergent et les corrections doivent diminuer sa vergence ; - les verres de lunette et l’implant myopique sont des lentilles divergentes ; - la chirurgie réfractive modifie la courbure de la cornée qui devient moins bombée. En utilisant les deux textes, l’élève doit distinguer les cas où il y a : - opération chirurgicale ou pas ; - réversibilité ou irréversibilité de la correction ; - port de lunettes ou pas. 9. Les écrans plats couleurs Dans cet exercice, on attend dans un premier temps, que l’élève reprenne et précise les indications du dernier paragraphe du document 1 en faisant référence aux trois types de cônes de la rétine. L’élève doit ensuite s’appuyer sur ses connaissances sur la synthèse additive et les couleurs complémentaires des trois couleurs primaires pour établir les résultats ci-dessous. Couleur perçue de la zone observée Vert Cyan Blanc Magenta Jaune Luminophores diffusant une lumière Verts Bleus et verts Couleur primaire Couleur complémentaire du rouge Synthèse des trois couleurs Bleus, verts et rouges primaires Couleur complémentaire du vert Bleus et rouges Couleur complémentaire du Rouges et verts bleu Page 6 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC THÈME 2. Nourrir l’humanité e 10. Potabilisation de l’eau 1. Voici un exemple d’organigramme : PC SVT 2. Les idées suivantes doivent apparaître dans le commentaire. • La filtration sur charbon actif fait partie du processus de potabilisation d’une eau. La désinfection avec du dichlore est le dernier traitement d’une eau car les germes, bactéries et microorganismes n’y résistent pas. Le dichlore est ajouté en si petite quantité qu’il ne présente aucun danger sanitaire. Il n’y a pas de filtration sur charbon actif après ajout de dichlore. • Une eau du robinet n’est délivrée que si elle est potable, c’est-à-dire si elle répond à une cinquantaine de critères de potabilité (mais celui relatif à l’odeur de l’eau n’est pas quantifié). De nombreuses analyses sont effectuées en sortie des stations de potabilisation. • Pour éliminer cette odeur, il suffit d’aérer l’eau en plaçant la carafe en bas du frigo. En conclusion, une eau du robinet qui a une odeur « d’eau de javel » est potable. 11. Comparaison de plusieurs eaux de consommation 1. Réponse exacte : c. L’eau B est légèrement basique car son pH est légèrement supérieur à 7 2. Réponse exacte : a. L’eau A est la seule à avoir une minéralisation inférieure à 1,5 g•L-1. (La minéralisation est calculée en additionnant les concentrations massiques des ions.) Page 7 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT 3. Réponses exactes : b et c. L’affirmation c est vraie : l’eau gazeuse C est une eau minérale ; elle n’est pas soumise aux mêmes critères de potabilité que l’eau du robinet ou qu’une eau de source. Sa composition chimique particulière lui permet d’avoir des vertus thérapeutiques reconnues par la Faculté de Médecine. 4. Réponse exacte : a. Les ions chlorure réagissent avec les ions argent pour donner un précipité blanc qui noircit à la lumière. 5. Réponse exacte : a. V' ; or, les concentrations massiques sont proportionnelles aux volumes de solution de 2 c nitrate d’argent versés. On en conclut que c2 = 1 = 75 mg•L-1. 2 V '' = 12. Emballages et conservation On doit tout d’abord définir ce qu’est l’oxydation des aliments et quelles sont les conditions dans lesquelles les aliments se dégradent le plus rapidement possible en insistant sur le rôle de l’eau. Dans un second temps, il faut discuter des différents procédés physiques illustrés dans les documents : stérilisation du lait et emballage opaque, ultrafiltration du lait frais et durée de conservation bien moindre que le lait UHT, déshydratation de légumes, conservation à l’abri de l’air (par l’huile et l’emballage) et à l’abri de la lumière, congélation. Enfin, il est demandé d’apporter quelques précisions sur l’évolution des techniques de conservation des aliments en faisant apparaître les grandes étapes décrites dans le document 1 page 148. Page 8 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC THÈME 4. Le défi énergétique e PC SVT 13. Ressources énergétiques : leurs avantages et inconvénients Le tableau (non exhaustif) ci-dessous répertorie des avantages et inconvénients des trois sources d’énergie à étudier. On attend que l’élève donne des réponses cohérentes pour les différents items. Sources d’énergie Pétrole Durée de vie des réserves Avantages Inconvénients Ressource non renouvelable, durée des réserves limitée (environ 50 ans). Nécessité pour assurer un approvisionnement suffisant d’explorer des gisements en grands fonds, de rechercher de nouveaux gisements (schistes bitumineux). Faible coût pour la séparation des différents combustibles et sous-produits. Stockage et distribution faciles. Exploitation des centrales pouvant s’adapter à la demande en énergie. Émission de gaz à effet de serre. Risques de pollution lors de l’extraction, de l’exploitation et du transport. Exploitation Gestion des déchets et impact environnemental Page 9 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT Nucléaire Durée de vie des réserves Ressource non renouvelable, durée des réserves limitée (environ 100 ans pour les filières à l’uranium actuelles). Énergie libérée plus importante qu’avec les autres sources. Coût très important d’une centrale nucléaire. Risques sanitaires. Exploitation Gestion des déchets et impact environnemental Pas de rejet de gaz à effet de serre. Gestion et stockage pérenne de déchets radioactifs de très longue durée de vie. Risques sanitaires et risques de prolifération. Ressource intermittente dépendant des vents pour les implantations terrestres Implantations géographiques terrestres limitées aux zones ventées ou implantations offshore. Nuisances sonores et esthétiques. Éolien Durée de vie des réserves Ressource renouvelable. Exploitation Exploitation facile. Gestion des déchets et impact environnemental Ressource non polluante (pas de déchets, pas de gaz à effet de serre). 14. L’énergie nucléaire 1. Réponse exacte : c. Dans les centrales nucléaires, ce sont des réactions de fission des noyaux d’uranium qui ont lieu dans le cœur du réacteur. 2. Réponse exacte : b. Cette équation représente une réaction de fission d’un noyau d’uranium lors de l’impact avec un neutron. Page 10 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT 3. Réponse exacte : c. La vapeur d’eau qui entraîne le mouvement des turbines est celle qui est générée dans le circuit secondaire (en bleu dans le schéma). L’eau de ce circuit est différente de l’eau du circuit primaire qui circule dans le réacteur. 4. Réponse exacte : b. L’alternateur convertit l’énergie mécanique de la turbine en énergie électrique fournie au réseau électrique. 5. Réponses exactes : a et c. Pour a : au bout de 32 jours (soit une durée d’environ un mois), l’échantillon contient 16 fois moins de noyaux d’iode 131 qu’au départ, à t = 0 jour. Il ne contient plus qu’une très petite partie de l’iode 131 présent au départ. Pour c : la décroissance radioactive du césium 137 est beaucoup plus lente que celle de l’iode 131 (mais se fait selon la même courbe), puisqu’il faut attendre 30 ans et non 8 jours pour voir disparaître la moitié des noyaux radioactifs présents dans l’échantillon au départ. Au bout de 8 jours, il y a donc quasiment le même nombre de noyaux radioactifs de césium 137 qu’au départ. 15. Deux modèles de développement énergétique L’élève doit préciser que l’uranium, le pétrole, le charbon et le gaz constituent les ressources non renouvelables prises en compte. Le tableau ci-dessous regroupe les différents résultats. (On n’attend pas que l’élève fasse un relevé très précis des valeurs des différentes consommations mais que les valeurs soient en cohérence avec les graphiques.) En 2000 Consommation totale en TWh Consommation en énergies non renouvelables en TWh Part des énergies non renouvelables Part des énergies renouvelables. 2 800 2 500 Scénario tendanciel 2050 3 800 3 500 Scénario NégaWatt 2050 1 400 400 90 % 10 % 92 % 8% 30 % 70 % Concernant la sobriété, l’efficacité et les sources d’énergies renouvelables, on attend que l’élève donne des exemples souvent évoqués dans la vie quotidienne (par exemple, la limitation du chauffage pour la sobriété, l’utilisation de moyens de transports en commun, l’amélioration de l’isolation thermique de l’habitat, l’amélioration du rendement des appareils électriques pour l’efficacité et le développement de parcs d’éoliennes, de l’utilisation de l’énergie solaire, etc.) Page 11 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT Remarque Dans le scénario tendanciel : - la consommation énergétique pour les trois besoins augmente ; - la consommation en énergie renouvelable n’évolue pas et sa part dans le total de la consommation diminue. Dans le scénario NégaWatt : - la consommation énergétique pour les trois besoins diminue d’environ 50 % ; - la consommation en énergie renouvelable augmente nettement et sa part dans la consommation augmente très nettement en passant de 10 % en 2000 à 70 % en 2050. Page 12 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT Partie 3. Exercices portant sur l’un des thèmes de SVT PC SVT THÈME 1. Représentation visuelle e 16. Étude de champs visuels Les réponses correctes sont : 1. a, c et d 2. c 3. b et c 4. a et c ou d 17. La perception visuelle des chats 1. Les deux catégories de cellules photoréceptrices sont les cônes, impliquées dans la vision des couleurs, et les bâtonnets, impliquées dans la perception de la luminosité. (Voir pages 37, 40 et 41 pour retrouver les caractéristiques de ces deux catégories cellulaires.) 2. L’élève doit relever dans le texte les informations qui lui permettent de comprendre que la rétine du chat est différente en distinguant bien la fonction des bâtonnets de celle des cônes (il peut utiliser les données page 38 à 41). Il doit repérer que « leur rétine est constituée de nombreux bâtonnets et possède une membrane réflectrice derrière la rétine qui renvoie la lumière vers celle-ci » impliquant une perception des faibles luminosités beaucoup plus efficace. 3. L’élève doit repérer sur le document 3 que le chat perçoit le bleu et le vert mais pas le rouge. En confrontant la structure de la rétine du Chat (deux types de cônes sensibles au bleu et au vert) à celle de l’Homme (trois types de cônes sensibles au bleu, au vert et au rouge), on peut rendre compte de la perception différente des couleurs de ces deux espèces. Le Chat est dichromate alors que l’Homme est trichromate. 18. Une transmission perturbée 1. La zone de contact est une synapse. Pour le schéma fonctionnel, voir page 77. 2. La comparaison réalisée doit porter sur les points communs (effets hallucinatoires, séquelles psychiatriques possibles, fixation sur des récepteurs à la place d’un neurotransmetteur) et sur les différences (lieu d’action, neurotransmetteur impliqué et mode d’action). Pour information, la scopalamine se fixe sur les récepteurs de l’acétylcholine. Page 13 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC THÈME 2. Nourrir l’humanité e PC SVT 19. Alimentation humaine et environnement Suivant la nature de l’alimentation humaine, les agrosystèmes chargés de la fourniture des denrées peuvent avoir des impacts différents sur l’environnement. Ainsi, comme le montre le document 1, dans le cas d’une grande culture, le bilan énergétique de l’agrosystème est positif (sorties-entrées), ce qui signifie que de l’énergie va pouvoir être exportée. En revanche, dans le cas de la production de viande de mouton, le bilan final est négatif, indiquant que la production de viande absorbe davantage d’énergie qu’elle n’en produit. De même, comme le montre le document 2, la production de méthane et d’azote sont très importantes dans le cas de la production de viande de mouton. Or, ces gaz ont un impact négatif sur l’environnement et, en particulier, sur l’effet de serre. Enfin, le document 3 montre que la production de viande nécessite davantage d’eau que la production de céréales, mais que par ailleurs, toutes les productions de viande ne sont pas semblables, puisque la production de volaille est à la fois la moins consommatrice en céréales et la moins consommatrice en eau. L’ensemble de ces constatations montre que l’impact environnemental des différents agrosystèmes est très variable, mais que, globalement, les agrosystèmes producteurs de viande ont un effet plus important sur l’environnement que les agrosystèmes végétaux. En conséquence, l’augmentation de la consommation de viande par la population humaine pourrait avoir des conséquences néfastes sur l’environnement, si celle-ci devait se généraliser à l’ensemble de la population mondiale. 20. Inoxydable boîte de conserve 1. L’appertisation est basée sur le fait que les bactéries, germes et microorganismes, ne résistent pas à de fortes températures. En outre, un vide partiel se fait lors du chauffage ; la dégradation des aliments est donc minime. 2. Ce mode de conservation permet de conserver intactes, sur une longue période, les qualités naturelles des fruits et légumes. 3. L’autre mode de conservation mentionné dans cet article est la congélation. 4. Principe Effet sur les microorganismes Avantages Appertisation Haute température Destruction Diminution des microorganismes Longue conservation Action négative sur la qualité gustative et nutritive des aliments Congélation Basse Température Limitation du développement Sauvegarde des qualités nutritionnelles des aliments Durée de conservation limitée Nécessite une chaîne du froid Inconvénients Page 14 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT 21. Agriculture présente, agriculture future La croissance démographique mondiale impose une production agricole accrue. Outre l’augmentation des surfaces exploitées, les progrès des connaissances scientifiques ont permis d’augmenter les rendements. C’est ainsi que la connaissance des lois de la génétique a permis, grâce aux techniques de sélection-hybridation, d’obtenir de nouvelles variétés plus productives. Plus récemment, l’utilisation de techniques de manipulations génétiques a permis de réaliser des transferts de gènes et la production d’organismes génétiquement modifiés permettant d’améliorer les rendements. Par ailleurs, la connaissance des besoins des organismes a permis de limiter les intrants dans les écosystèmes, mais aussi d’exploiter certaines interactions entre les végétaux et leur milieu afin de mettre en place des pratiques agricoles durables. C’est le cas par exemple du semis direct, de la mise en place de bandes enherbées ou de l’implantation de haies. Néanmoins, ces améliorations ne sont pas infinies, et la productivité agricole mondiale est limitée par la productivité primaire des agrosystèmes. Le modèle alimentaire occidental, basé sur une consommation importante de viande, implique un apport énergétique important qui ne peut être généralisé à l’ensemble de l’humanité. THÈME 3. Féminin/Masculin e 22. La testostérone Exemple de plan [Introduction] Les testicules commencent à fonctionner à la puberté. En effet, à partir de ce moment-là, on remarque une augmentation de la production de testostérone, de début de production des spermatozoïdes et l’apparition de caractères sexuels secondaires. Durant sa vie d’adulte l’homme va produire en continu les spermatozoïdes et la testostérone. Quels sont les mécanismes responsables des caractéristiques de cette production ? [Le fonctionnement des testicules] La concentration sanguine de testostérone est maintenue à peu près constante. Expérience : ablation de l’hypophyse : les testicules s’atrophient et produisent très peu de testostérone. L’hypophyse stimule le fonctionnement des testicules. Ce contrôle s’effectue par le biais d’hormones, appelées LH et FSH, libérées par l’hypophyse dans la circulation sanguine. [Le rétrocontrôle des testicules] Le fonctionnement de l’hypophyse est inhibé par la testostérone (rétrocontrôle négatif). Plus la concentration en testostérone est importante et moins l’hypophyse libère de LH et de FSH. En conséquence, les testicules produisent moins de testostérone. Page 15 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT [Conclusion] L’hypophyse, région du cerveau contrôle le fonctionnement des testicules. Les testicules contrôlent en retour le fonctionnement de l’hypophyse. Ces interactions maintiennent la concentration sanguine en testostérone à une valeur a peu près constante. Le schéma fonctionnel est analogue à celui de la page 179 (pour la partie concernant l’homme). 23. Procréation et contraception Exemple de plan [Introduction] L’implanon est un contraceptif qui appartient à la famille des implants. Il libère en continu une hormone de synthèse apparentée à la progestérone. Quel est son mode d’action ? Quel avantage présente-t-il par rapport à la prise de pilule ? [Implanon : un contraceptif] Implanon libère en continu de l’étanogestrel, une molécule apparentée à la progestérone. La présence de cette hormone de synthèse permet d’inhiber l’ovulation par un rétrocontrôle négatif. En présence de progestérone, l’hypophyse libère peu de LH et de FSH empêchant l’ovulation (pas de pic de LH). La progestérone de synthèse modifie les caractéristiques du mucus cervical. Ainsi, le passage des spermatozoïdes suite à un rapport sexuel du vagin vers la cavité utérine est empêché. [Les avantages de l’implanon] Pendant deux à trois ans le contraceptif libère en continu des hormones de synthèse de manière efficace. À l’opposé, dans le cas de la contraception orale, une femme doit prendre une pilule chaque jour à la même heure pendant 21 à 28 jours. Ainsi, l’implanon présente l’avantage de limiter les risques d’oublis (présents dans la contraception orale). [Conclusion] En empêchant l’ovulation chez les femmes et en limitant le passage du col de l’utérus aux spermatozoïdes, les hormones de synthèse contenues dans l’implanon assurent une contraception efficace sans oublis. 24. Contrôle et rétrocontrôle. Exemple de plan On réalise des expériences d’ablation, de greffes et d’extraits ovariens afin de préciser la nature des relations entre ovaires et hypophyse. [Étude du document] Expérience n° 1 Castration de rate : le volume de l’hypophyse augmente ; libération importante de LH et FSH. On en déduit que les ovaires modifient le fonctionnement de l’hypophyse. Castration et injection œstrogènes : retour à la normale. Page 16 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT On en déduit que les ovaires inhibent le fonctionnement de l’hypophyse par l’intermédiaire des œstrogènes. Expérience n° 2 Ablation de l’hypophyse : atrophie des ovaires ; diminution de la quantité d’œstrogènes libérés ; absence de progestérone. On en déduit que l’hypophyse est indispensable au bon fonctionnement ovarien. Expérience n° 3 Ablation de l’hypophyse puis rétablissement communication sanguine : correction des conséquences de l’ablation. On en déduit que l’hypophyse stimule le fonctionnement ovarien grâce aux hormones libérées dans la circulation sanguine. [Bilan] L’hypophyse contrôle le fonctionnement des ovaires grâce aux hormones qu’elle libère. En effet, LH et FSH stimulent le fonctionnement des ovaires. Par ailleurs, les ovaires inhibent le fonctionnement de l’hypophyse par l’intermédiaire des œstrogènes qu’ils libèrent dans la circulation sanguine. On parle alors de rétrocontrôle. On pourra compléter avec un schéma fonctionnel. 25. Mise en place des organes génitaux Exemple de plan • Embryons génétiquement mâles donc XY : développement canaux de Wolff et régression canaux de Müller. Si castration : régression canaux de Wolff et développement canaux de Müller. On en déduit que les testicules sont indispensables au développement des canaux de Wolff et à la régression des canaux de Müller. • Si castration et injections d’extraits testiculaires : résultats identiques au témoin. On en déduit que l’action des testicules se fait grâce aux hormones qu’ils libèrent. • Si castration et implantation cristal de testostérone : développement canaux de Wolff et développement canaux de Müller. On en déduit que la testostérone est responsable du développement des canaux de Wolff mais pas de la régression des canaux de Müller. Il doit y avoir une autre hormone testiculaire responsable de la régression des canaux de Müller. 26. La procréation médicalement assistée Exemple de plan [Introduction] La FIVETE ou fécondation in vitro avec transfert d’embryon fait partie des techniques de PMA et elles s’adressent notamment aux couples infertiles. [Les étapes de la FIVETE] Page 17 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT 1) Stimulation des ovaires de la femme afin de provoquer le développement simultané de plusieurs follicules ovariens. 2) Déclenchement de la fin de la maturation des follicules à maturité et récupération des ovocytes après ponction des ovaires sous contrôle échographique. 3) Récupération des spermatozoïdes du conjoint (ou d’un donneur dans certains cas). 4) Fécondation in vitro : les spermatozoïdes et les ovocytes récupérés sont mis en contact pour une fécondation. 5) Les embryons se développent in vitro et sont triés en vue d’une implantation. 6) Implantation de deux embryons dans la cavité utérine de la femme dans l’espérance d’une ou deux nidation. Malgré les progrès accomplis, l’efficacité de la fécondation in vitro ne dépasse pas 25 %. C’est pourquoi on congèle les embryons surnuméraires dans le but de réaliser d’autres tentatives. [Rôle des hormones de synthèse] Durant l’étape 1, la stimulation des ovaires s’effectue grâce à de la FSH de synthèse. On sait que les hormones hypophysaires naturelles stimulent le fonctionnement des ovaires. Aussi, afin de provoquer plusieurs ovulations chez la femme en traitement, on lui injecte sous surveillance médicale des quantités importantes d’hormones FSH. Ainsi, les ovaires produiront une dizaine de follicules à maturité au lieu d’un seul dans les conditions naturelles. Durant l’étape 2, afin de terminer la maturation des follicules, on injecte une molécule voisine de la LH, appelée hCG. Cette hormone permet de déclencher le processus ovulatoire et de récupérer les ovocytes à maturité. [Conclusion] En stimulant la production des ovocytes et en assurant leur fécondation, la FIVETE permet de faciliter la nidation des embryons après implantation dans la cavité utérine chez les couples infertiles. 27. Stimulation ovarienne et infertilité 1. Réponse exacte : a. En effet, Madame A est infertile car sa concentration en œstrogènes est au maximum de 300 pg•mL-1. Or chez les personnes fertiles cette concentration est voisine de 500 pg•mL-1. b est fausse car la concentration en œstrogènes est de 300 pg•mL-1 donc bien inférieure à 500 pg•mL-1. c est fausse car la concentration en œstrogènes est de 300 pg•mL-1 donc bien inférieure à 500 pg•mL-1. 2. Réponse exacte : b. En effet, FSH est une hormone fabriquée par l’hypophyse. a est fausse car FSH est une hormone hypophysaire. Les ovaires produisent des hormones sexuelles œstrogènes et progestérone. c est fausse car FSH n’est pas produite par les testicules mais par l’hypophyse. 3. Réponse exacte : b. Page 18 sur 19 © Nathan 2011 SCIENCES 1re ES-L • Livre du professeur Exercices Objectif BAC PC SVT En effet, la concentration en œstrogènes augmente chez Madame A et passe de 200 à 600 pg•mL-1 après injection de HMG. a est fausse car la concentration en œstrogènes chez Madame A passe de 200 à 600 pg•mL-1 après injection de HMG. c est fausse car la concentration en œstrogènes ne diminue pas, elle passe de 200 à 600 pg•mL-1 après injection de HMG. 4. Réponse exacte : b. En effet, les ovaires libèrent dans la circulation sanguine des œstrogènes. a est fausse car l’hypophyse ne libère pas d’œstrogènes mais des hormones LH et FSH. c est fausse car les testicules ne libèrent pas d’œstrogènes mais de la testostérone. 5. Réponses exactes : a et c. En effet, lorsque la concentration en œstrogènes dépasse une valeur seuil, on observe une forte sécrétion de LH sous la forme d’un pic qui déclenche une ovulation. De plus, au 12e jour, lorsque la concentration en œstrogènes augmente fortement, on enregistre une forte activité de l’hypophyse qui libère beaucoup de LH et de FSH. b est fausse : lorsque la concentration en œstrogènes augmente fortement au 12e jour, la concentration en LH ne diminue pas. Au contraire, elle augmente. 6. Réponse exacte : c. En effet, les œstrogènes en forte concentration provoquent un rétrocontrôle positif sur l’hypophyse. En effet, les œstrogènes, dans ce cas-là, stimulent le fonctionnement de l’hypophyse. a est fausse : les œstrogènes ne modifient pas directement le fonctionnement des ovaires. Ce sont des hormones libérées par les ovaires. b est fausse. Lorsqu’ils sont en forte concentration, les œstrogènes stimulent le fonctionnement de l’hypophyse. Il n’y a pas, dans ce cas, de rétrocontrôle négatif. Page 19 sur 19 © Nathan 2011
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