Bac 2023. La seconde session de l’épreuve de spécialité SVT s’est tenue ce mardi 21 mars 2023, de 14h à 17h30. Pendant ces 3h30 d’épreuve, les candidats ont mis toutes les chances de leur côté pour obtenir la meilleure note et décrocher le Saint Graal : le baccalauréat. Dans cet article, nous te proposons un corrigé de l’épreuve du second jour, le mardi 21 mars 2023.
Bac 2023 : le sujet de l’épreuve de spécialité SVT du mardi 21 mars 2023
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Bac 2023 : le corrigé de l’épreuve de spécialité SVT du mardi 21 mars 2023
Exercice 1
Expliquer comment les molécules organiques contenues dans la graine ont été produites, stockées puis utilisées lors de la germination.
Introduction : Dans le monde végétal, la germination est le processus correspondant à la naissance d’un nouvel individu à partir d’une graine dans laquelle sont contenus l’embryon ainsi que des molécules organiques nécessaires à son développement.
Problématique : Comment les molécules organiques contenues dans la graine d’une plante sont-elles produites et comment agissent-elles lors de la germination ?
Annonce du plan : Nous verrons que les réserves nutritives sont produites dans les chloroplastes grâce au phénomène de photosynthèse, puis qu’elles sont transmises aux organes de la plante qui les transforment et les stockent en vue de sa reproduction.
I. La photosynthèse : formation des réserves organiques chez la plante
a) La photosynthèse
1 – Le mécanisme de la photosynthèse
Chez les plantes chlorophylliennes, le processus de photosynthèse intervient en présence de dioxyde de carbone et de lumière. Elle permet la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique servant à la formation de matière organique à partir du CO2 et au rejet de dioxygène.
- Synthèse de la photosynthèse:
- 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
2 – Les chloroplastes, organites responsables de la photosynthèse
Dans les feuilles qui forment les parties aériennes de la plante se trouvent des organites cellulaires appelés chloroplastes, et responsables du mécanisme de la photosynthèse. Les rayons lumineux sont notamment captés par les thylakoïdes renfermant la chlorophylle, un ensemble de pigments colorés qui donnent aussi leur couleur verte aux feuilles.
b) Formation de matière organique
1 – Les phases chimiques et organiques
Le mécanisme de photosynthèse est divisé en deux phases : la phase photochimique, rapide, permet aux thylakoïdes de capter la lumière et de convertir cette source en énergie chimique intervint dans la seconde phase, la phase chimique, lente, qui permet l’oxydation de l’eau puis l’incorporation du CO2 capté à la matière organique à partir des électrons libérés.
2 – Les molécules de réserves formées
La photosynthèse permet la production de molécules organiques, utilisées comme source d’énergie pour la plante. Différentes formes de glucides sont produites dans les chloroplastes qui en consommeront une partie sous forme d’amidon. Le reste est acheminé grâce à la sève élaborée vers les différents organes de la plante où ils seront transformés en métabolites secondaires, des polymères de glucose, tels que la cellulose assurant le maintien de la plante, ou la linine soutenant sa croissance.
Nous avons vu de quelle manière et sous quelles formes la matière organique était formée, voyons maintenant comme elle est stockée par la plante en prévision de la germination.
II. Stockage des réserves organiques et germination
a) Les organes de réserve de la plante
1 – La formation de réserves
La matière organique produite puis transmise aux différentes parties de la plante est soit consommée pour assurer diverses fonctions (mécanisme de la photosynthèse, pousse et rigidité de la plante…), ou stockée en cas de conditions extérieures réduisant le phénomène de photosynthèse, par exemple, des variations de température ou bien la période hivernale. Les réserves peuvent prendre la forme de glucides, lipides ou protéines en fonction des besoins de chaque plante.
2 – Les organes souterrains des plantes herbacées
La nature des organes de réserves des plantes varie en fonction de leur espèce. Les plantes herbacées, par exemple à bulbes ou à tubercules comme les tulipes ou les pivoines, par opposition aux plantes à graine, stockent leurs réserves dans ceux-ci, leurs organes souterrains, sous forme de glucose. Le fait que les organes soient souterrains permet de préserver les ressources des températures externes et d’alimenter la future plante jusqu’à sa pousse, généralement au printemps après la saison hivernale.
3 – La graine
Les plantes à graines, par opposition aux plantes herbacées donc, stockent leurs réserves nutritives dans les graines qui donneront les futurs individus. La graine résultant de la fécondation d’un ovule et de pollens, c’est dans l’ovule qu’est stockée initialement la réserve nutritive. D’après le document, la graine est composée d’une plantule correspondant à l’embryon végétal et portant donc le patrimoine génétique de la plante, du tégument constituant la paroi de la graine, et du cotylédon contenant les réserves organiques de la graine. En fonction des besoins de la plante, celles-ci sont transformées par la plante mère puis transmises et stockées à la graine sous forme de glucides (le riz par exemple), lipides (les amandes), ou de protéines (les lentilles).
b) La germination et l’utilisation des ressources
1 – La reproduction sexuée des plantes
Par opposition à la reproduction asexuée des plantes ne faisant pas intervenir d’individus végétaux de sexe opposé, comme dans le cas du bouturage ou la rhizogenèse par exemple, la production sexuée nécessite l’union de gamètes mâle et femelle. Celle-ci se produit sous forme d’autofécondation lorsque cela est possible, ou grâce à des animaux et insectes pollinisateurs.
2 – La formation des graines
Dans la fécondation sexuée des plantes, l’union des deux gamètes mâle et femelle de la plante provoque la transformation de la fleur en fruit contenant les graines qui correspondent aux ovules fécondés. Comme nous l’avons vu, la graine est formée d’une plantule, l’embryon végétal, qui se développe grâce aux ressources nutritives contenues dans le cotylédon.
3 – La germination
La germination correspond au phénomène au stade de croissance initiale d’une nouvelle plante, lorsque l’embryon arrive à maturation et qu’un végétal se met à pousser, jusqu’au développement du radicule donnant naissance aux racines. Cela caractérise également la reprise des fonctions métaboliques par la plante issue de la graine (respiration, absorption d’eau…). Les réserves nutritives permettent de poursuivre le développement de l’embryon tout en l’alimentant jusqu’à que les conditions extérieures soient favorables à la pousse de la plante (le printemps, par exemple).
Conclusion : Ainsi, les chloroplastes sont les organites cellulaires responsables de la photosynthèse permettant la transformation du CO2 en molécules organiques, des polymères de glucides utilisés par les différents organes de la plante. Les ressources non utilisées sont stockées dans des organes de réserve, l’ovule puis la graine une fois fécondée. Celle-ci permet d’alimenter l’embryon végétal pendant sa croissance jusqu’à la pousse des racines qui donne lieu à un nouvel individu.
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Exercice 2
Montrer quelle variation climatique a affecté la région du lac Salinas au cours des 15000 dernières années.
Accroche : La réalisation de carottes sédimentaires permet l’analyse des sols et des variations climatiques d’un lieu d’étude.
Introduction : Le Lac péruvien Salinas fait l’objet d’études sur l’évolution de ses climats au cours des 15 000 dernières années et indiquée par la variation de certains paramètres.
Question (sujet) : Quelles sont les variations climatiques rencontrées par le lac Salinas au cours des dernières 15000 années ?
Annonce du plan : Nous verrons que l’analyse de l’évolution de la composition sédimentaire et pollinique des carottes prélevées permet de déterminer quels paramètres climatiques ont subi des variations depuis ces 15 000 dernières années.
Le document 1 nous présente la composition d’une composition de carotte sédimentaire prélevée dans le lac Salinas. Les trois échantillons A, B et C sont composées de tourbe, formation d’accumulation de végétaux morts dans un environnement humide et anaérobique, en quantité plus ou moins importante. L’échantillon C (2,75-4,75 m de profondeur) est situé en dessous d’une couche de téphra, accumulation de résidus issus d’éruptions volcaniques ; le B (environ 2 m de profondeur et quelques centimètres d’épaisseur) l’est d’une couche d’environ 1 mètre de sédiments lacustres puis d’une autre fine couche de tourbe et d’autres résidus volcaniques ; le A est situé juste en dessous du sol en formation, à environ 50 cm de la surface. Le document 1 indique donc une évolution environnementale de la région du lac : une période relativement longue avec un climat humide et sans dioxygène ayant mené à la formation d’une couche importante de tourbe, liée peut-être à une éruption volcanique (échantillon C), une modification de la profondeur du lac Salinas (sédiments lacustres, échantillon B), suivi d’une autre éruption volcanique, jusqu’à la formation des sols actuels.
Le document 2 propose le rapport des échanges Carbone 14/Carbone 12 des différents échantillons, qui croit depuis 20 000 ans : 1,69.10 pour C il y a environ 14000 ans d’après le graphique, 3,10 pour B il y a environ 9000 ans, 9,86 pour A actuellement. Étant donné que la demi-vie du Carbone 14 est de 5730 ans et que les échanges très faibles de C indiquent la mort des organismes du système le composant, un événement antérieur à la formation de C donc survenu il y a plus de 14000 ans a modifié le climat et donc la mort progressive des organismes, dont les végétaux. D’après le document 1, c’est un climat humide et anaérobique qui s’est mis en place, d’où la constitution d’une couche épaisse de tourbe à l’époque de C. L’augmentation progressive du rapport carbonique indique des variations climatiques plus propices au développement des organismes, et un environnement également plus riche en dioxygène.
Les relevés polliniques présentés dans le document 3 montrent une abondance relative des Alteraceae et Poaceae dans l’échantillon C, de manière assez homogène en fonction par rapport à la profondeur, la deuxième famille étant également très abondante dans la couche la plus profonde de résidus volcaniques (270 cm de profondeur). Les deux espèces sont présentes plus faiblement et uniquement dans la tourbe des échantillons A et B. D’après le document 5a, la cohabitation de ces deux espèces est caractéristique des environnements péruviens de haute altitude avec un taux de sécheresse ou d’humidité variable. L’échantillon C présente également une faible abondance de Cyperaceae (10 environ), de Lycopodium présente de manière importante à 360 cm de profondeur (40), et une très faible présence d’Isoetes. Ces trois espèces sont quasiment absentes chez A et B. Enfin, la présence d’Alnus relativement faible dans B et C croît légèrement chez A. Le document 5a indique que les trois premières espèces sont liées à des environnements humides et que Alnus tolère des environnements assez humides ou secs. L’évolution pollinique du lac indique donc que c’est l’humidité de la région qui a évolué, assez forte chez C (il y a environ 14000 ans) et un décroissant jusqu’à un environnement un peu plus sec actuellement (présence d’Alnus).
Les documents 4 et 5b nous donnent des indications quant à la salinisation des sols lacustres par rapport à la présence de diatomées en fonction de la profondeur dans les carottes prélevées. Le document 4 montre une abondance très forte de Rhapalodia acuminata et Denticula sp. à 25 cm de la surface (échantillon A) puis une abondance plus faible voire une absence à partir de 2 mètres de profondeur (B), les Cymbella sont a contrario très abondantes en profondeur (360cm, C) puis abondantes jusqu’à 2 mètres puis absentes, de même que Navicula Gallica est très abondante à 2 mètres de profondeur. D’après le document 5b, le premier groupe vit dans un environnement très salé, tandis que les autres espèces de diatomées indiquent une salinisation faible. Ainsi, la salinité de l’eau, plutôt faible dans l’échantillon C, a progressivement augmenté (salinisation moyenne à partir de 2 mètres de profondeur comme indiqué par la présence de Diploneis sp. ou Nitzschia) jusqu’à une forte salinisation actuellement (A). Par ailleurs, le document 5b indique que la salinité d’un lac augmente lorsque le phénomène d’évaporation est plus important que l’apport d’eau par les pluies, ce qui traduit un climat devenu plus sec, plus propice à l’évaporation.
Ainsi, les relevés de carottes lacustres et l’analyse de leur composition sédimentaire et de la présence de diatomées et de pollens indiquent des variations d’humidité depuis ces 15000 dernières années. La région, très humide il y a 15000 ans, s’est progressivement asséchée, avec une humidité moyenne à 8000 ans et un climat plus sec actuellement, comme indiqué par la salinité croissante du lac et la flore évolutive. Par ailleurs, les deux couches de résidus volcaniques indiquent deux éruptions qui ont probablement impacté les températures locales au court et au long termes.
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