Épreuve anticipée de sciences pour les séries ES et L

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BACCALAURAT GNRAL

SESSION 2015

SCIENCES

PREUVE ANTICIPE

DU MARDI 23 JUIN

SRIE ES et L

Dure de lpreuve : 1 heure 30 - Coefficient : 2

Le sujet comporte 9 pages, numrotes de 1/9 9/9.

Lusage de la calculatrice nest pas autoris.

Le candidat traite les trois parties du sujet.


PARTIE 1 : NOURRIR LHUMANIT (8 POINTS)

Salade de fruits jolie jolie jolie.

Vous grez des bnvoles au sein dune association qui organise un festival de musique. Il a t dcid quune salade de fruits serait vendue pendant tout le festival qui durera du samedi midi au dimanche soir. Celle-ci sera prpare le samedi matin dans la cuisine de la salle polyvalente locale, partir de pommes, poires, raisin, bananes et oranges.

Document 1 : Prsence et dveloppement des micro-organismes dans les aliments

La peau des fruits est naturellement colonise par de trs nombreux micro-organismes : levures, bactries, moisissures. Elle constitue une barrire efficace contre ces micro-organismes et limite le risque de dgradation des fruits par ces derniers. Lorsquun fruit est coup, la chair du fruit devient accessible aux micro-organismes qui y trouvent de leau et des nutriments pour se dvelopper. Le pH naturellement bas de certains fruits comme la pomme limite cependant la prolifration de certains micro-organismes. Cependant des bactries pathognes comme les salmonelles ou Escherichia coli survivent et se dveloppent dans des milieux bas pH.

On estime que les micro-organismes se dveloppant dans le lait cru ont les mmes caractristiques que ceux se dveloppant sur les fruits.

Influence de la temprature sur l'volution des micro-organismes dans un lait cru.

Source : daprs MOLLERMADSEN, cit par MARION et MOREL, 1964)


Document 2a : L'oxydation des aliments Le temps des lgumes est revenu : leur couleur tendre est gage de leur fracheur. Hlas ! peine mincs, avocats, salsifis ou champignons noircissent. Le brunissement des vgtaux est d une modification des molcules de polyphnol des fruits et lgumes. En prsence de dioxygne, ces molcules se transforment en molcules de quinone, puis en molcules de pigments bruns de la mme famille que la mlanine.

Loxydation des aliments peut tre vite par lutilisation dantioxydants naturels tels que la vitamine A ou la vitamine C.

Source : daprs Herv This, Casseroles et prouvettes, d. Pour la Science, Belin, 2002.

Document 2b : rsultats d'exprience

a) Quartier de pomme laiss une temprature de 25C pendant 12h00, l'abri de la lumire.

b) Quartier de pomme plac au rfrigrateur (temprature de 5C) pendant 12h00 labri de la lumire.

c) Quartier de pomme arros de jus d'orange, laiss une temprature de 25C pendant 12h00, l'abri de la lumire.


Document 3: Composition de la pomme et de lorange Source : daprs http://www.lapomme.org et http://www.composition-des-aliments.fr

Commentaire rdig Rdigez lintervention orale prononce devant les bnvoles qui prpareront la salade de fruits : celle-ci devra tre vendable tout le week-end c'est--dire tre apptissante et ne prsenter aucun risque sanitaire. Votre texte prsentera de faon argumente et justifie les consignes et les prcautions qui devront tre prises lors de la fabrication et la conservation de cette salade de fruits. Vous dvelopperez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances (qui intgrent, entre autres, les connaissances acquises dans les diffrents champs disciplinaires).

Fruits tudis

Composition en g pour 100 g de matire

Pomme Orange

Eau 84,3 87,1

Glucides 12,6 8,7

Protines 0,3 1

Lipides 0,3 0,16

Fibres 2,5 1,6

Teneur en vitamines en mg pour 100 g de matire

Pomme Orange

Vitamine C 5 60


Partie 2 : LE DFI NERGTIQUE (6 points)

Le saut dmographique mondial (7 milliards dhabitants en juin 2011, plus de 9 milliards lhorizon 2050), coupl au fort dveloppement des pays en voie de dveloppement va se traduire par une augmentation de la consommation dnergie mondiale (estime au double de la consommation actuelle). Face la demande, chercheurs et ingnieurs travaillent dautres solutions.

Document 1 : des cellules pas comme les autres Les cellules solaires traditionnelles convertissent la lumire en lectricit en exploitant l'effet photovoltaque. Un professeur de luniversit de Tokyo a mis au point des cellules photovoltaques capables de stocker llectricit. Il en a fait des objets de dcoration. Une cellule solaire nomme Annabelle , du nom dune varit dhortensia, ressemble un tableau (cf illustration ci-dessous) reprsentant cette fleur dont les ptales bleuissent au soleil. Au-del de ce changement de couleur, cette cellule est galement capable de stocker de lnergie, et permet de recharger deux fois un tlphone portable. Une fois que la cellule est vide de son nergie, les ptales bleus des motifs floraux de la cellule-tableau deviennent blancs.

Daprs les Techniques de lIngnieur vite sinformer 21 Aot 2014

Capture d'cran d'un reportage vido de l'AFP sur la cellule solaire japonaise "hortensia"

Document 2 : le thorium, futur nuclaire vert ?

Tout comme l'uranium 238 ( U23892 ) dont il est la seule alternative, le thorium est parfois considr

comme l'avenir du nuclaire. Grenoble, les chercheurs du LPSC (Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie) travaillent sur un racteur sels fondus fonctionnant au thorium, le molten salt fast reactor . Infiniment plus abondant dans la nature que l'uranium 235 fissile usuellement utilis, le thorium peut tre transform par une suite de ractions nuclaires, en uranium 233 galement fissile. D'o l'ide de dvelopper des racteurs surgnrateurs fonctionnant au thorium, ce qui rsoudrait tous les problmes de ressources nergtiques pour les 10 sicles venir indique Elsa Merle-Lucotte, enseignante Grenoble et chercheuse au LPSC. Enfin, les racteurs au thorium rduiraient naturellement la production de dchets vie longue. Les dchets produits par les racteurs au thorium sont radioactifs pendant 10 15 ans seulement dans leur grande majorit, et seule une fraction de 0,01 % est radioactive durant des milliers d'annes.

Source : daprs Grenoble IN'Press - Institut polytechnique de Grenoble


Question 1 1.1. Indiquer si la ressource nergtique utilise par les cellules solaires est renouvelable ou

non-renouvelable. Justifier brivement la rponse. 1.2. Recopier sur votre copie la chane nergtique ci-dessous correspondant la production

dlectricit par une cellule photovoltaque classique. La complter en prcisant dans les rectangles la nature des nergies mises en jeu.

1.3. Lnergie moyenne stocke par un tlphone portable charg 100 % est de 20 Wh.

Certaines applications gourmandes en nergie ncessitent une puissance de 2 W. Calculer la dure dutilisation du portable dans ces conditions. Justifier.

1.4. Calculer lnergie quune cellule solaire Annabelle est capable de stocker. Justifier. Question 2 Le document 2 propose un autre combustible fissile que luranium pour les centrales nuclaires. 2.1. Luranium 238, luranium 235, luranium 233 sont des isotopes.

Dfinir le terme isotope. 2.2. Une suite de ractions nuclaires lmentaires permet de faire passer du thorium 232

une forme fissile de luranium. La premire de ces ractions correspond lquation de raction ci-dessous.

ThnTh AZ1

0

232

90

n10 est le symbole du neutron.

Dterminer les valeurs de A et Z. Justifier. 2.3. Citer un des avantages majeurs que prsente lutilisation du thorium 232. 2.4. Indiquer si lexpression futur nuclaire vert est approprie. Expliquer brivement.

Cellule photovoltaque


PARTIE 3 : FMININ - MASCULIN (6 POINTS)

Enceinte 67 ans

Le 29 dcembre 2006, une femme ge de presque 67 ans, donna naissance des jumeaux. Pour cela, elle a menti sur son ge des mdecins amricains, pour qu'ils acceptent de mener avec elle une procration mdicalement assiste (PMA).

Document 1 : La mnopause En France, la mnopause se produit 51 ans, en moyenne. Mais, il existe des fluctuations d'une femme l'autre et elle peut se produire naturellement entre 40 et 55 ans. Elle se traduit par une irrgularit des ovulations, puis leur arrt et par la disparition des rgles. Elle correspond une transformation progressive de l'organisme sur plusieurs annes. La rponse de l'ovaire aux gonadotrophines, FSH (hormone folliculo-stimulante) et LH (hormone lutinique), diminue lentement, ce qui entrane une absence d'ovulation et de corps jaune. Le taux d'stradiol maintenu dans un premier temps devient nul ensuite. L'hypophyse ne subissant plus de rtrocontrle ngatif scrte davantage de FSH et de LH, sources de bouffes de chaleur avec sueurs nocturnes et parfois d'un effet dpressif.

Source : M. Caillon. Biologie de l'Homme dans son environnement. Hachette 1991 p. 410

Document 2 : Quantit d'ovocytes* en fonction de l'ge chez la femme

Nombre dovocytes ( 104 )

*Ovocytes : cellules ovariennes qui peuvent devenir des ovules

Source : D'aprs Thibault, Levasseur. La reproduction chez les mammifres et l'Homme. INRA dition, 2001


partir des connaissances et de ltude des documents, rpondre aux questions suivantes :

Question 1 On sintresse au contrle de lactivit ovarienne par lhypophyse. Rpondre la question 1 sur la feuille en annexe. Question 2 On sintresse aux manifestations de la mnopause chez la femme. Rpondre la question 2 sur la feuille en annexe. Question 3 Expliquer les raisons pour lesquelles une femme de 67 ans ne peut plus tre enceinte de faon naturelle. Question 4 On sintresse la technique de PMA applique cette femme de 67 ans. Rpondre la question 4 sur la feuille en annexe.


ANNEXE

FEUILLE-RPONSE RENDRE AVEC LA COPIE

PARTIE 3 : FMININ / MASCULIN Pour les questions 1, 2 et 4, cocher uniquement la rponse exacte. Question 1 Le contrle de l'activit ovarienne par l'hypophyse : se fait par une forte scrtion de LH au dbut de la phase folliculaire se fait par voie nerveuse est soumis un rtrocontrle par des hormones ovariennes. est soumis un rtrocontrle par des hormones utrines. Question 2 Lors de la mnopause chez la femme : il y a une augmentation du taux de LH plasmatique il y a dclenchement des premires rgles la pubert s'arrte les cellules ovariennes ragissent davantage aux hormones hypophysaires. Question 3 Rpondre sur votre copie Question 4 Pour tre enceinte, cette femme de 67 ans a forcment d subir : Une insmination artificielle avec du sperme. Une greffe dutrus puis une insmination artificielle avec du sperme. Une stimulation ovarienne puis une insmination artificielle avec du sperme. Une fcondation in vitro avec du sperme dun donneur, ainsi que des ovocytes, prlevs chez une donneuse.

Documents

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