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Sciences de la Vie et de la Terre 2003 Concours FESIC

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Concours du Supérieur Concours FESIC. Sujet de Sciences de la Vie et de la Terre 2003. Retrouvez le corrigé Sciences de la Vie et de la Terre 2003 sur Bankexam.fr.
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 Exercice n°1 Evolution moléculaire Les vertébrés possèdent tous des molécules d'hémoglobine ; c'est la molécule qui assure le transport de l'oxygène dans les hématies. Cette molécule est une protéine formée de deux types de chaînes : alpha et bêta. Les séquences partielles d'acides aminés de la chaîne bêta sont indiquées ci-dessous, chaque acide aminé étant représenté par une lettre. La séquence est complète pour l'hémoglobine de chat ; les autres séquences sont alignées : les tirets indiquent un acide aminé identique à celui de la séquence du chat à la même position. On compare des portions de séquences d'acides aminés chez plusieurs mammifères. a) Chez les vertébrés, les molécules d'hémoglobine sont qualifiées d'homologues, car elles sont semblables dans leur structure et leur fonction, et très proches dans leur séquence peptidique. b) Plus le nombre de différences entre les séquences d'acides aminés de deux molécules est grand, plus l'ancêtre commun des deux animaux est récent. c) Le crocodile est plus proche, phylogénétiquement, du crapaud que de l'autruche. d) Les molécules du chimpanzé et de l'homme sont identiques : cela permet d'affirmer que le chimpanzé est l'ancêtre de l'homme. Exercice n°2 Le taux d'ADN varie au cours d'un cycle cellulaire Chez les végétaux, des zones méristématiques, situées à l'extrémité des racines, assurent la croissance du végétal. Ces zones sont le siège d'une intense prolifération cellulaire. Le taux d'ADN est mesuré au cours d'un cycle cellulaire. La cellule mère considérée contient une quantité Q d'ADN en début de cycle. Q = 1 unité arbitraire.
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Sélection FESIC 2003
Epreuve de S.V.T.
a) La mitose dure 20 heures. b) La cellule fille a deux fois moins de chromosomes que la cellule mère. c) Pour que la quantité d'ADN soit conservée par la mitose, il est nécessaire que l'ADN de la cellule mère soit doublé par la réplication. d) Les deux molécules d'ADN d'un chromosome dupliqué sont différentes dans leurs séquences. Exercice n°3 Géologie de la région du Pérou Dans la région de Cuzco, au Pérou, on a cartographié la répartition et la profondeur des foyers sismiques, ainsi que la localisation des volcans. Les laves émises par les volcans sont surtout des andésites. De plus, la chaîne de la cordillère des Andes longe la côte Pacifique et présente des plissements parallèles à la côte. a) La zone sismique du Pérou correspond à une marge active. b) Il y a plus de risque d’avoir des séismes dévastateurs à l'intérieur du Pérou, loin des côtes, que dans la région de Cuzco. c) La plaque Américaine plonge sous la plaque Pacifique. d) Les laves andésitiques sont liées à un volcanisme explosif et dévastateur, car elles proviennent d'un magma hydraté, et plus acide.
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 Exercice n°4 La réaction immunitaire Deux boîtes de Pétri, contenant de la gélose, sont percées de puits. Différentes solutions de protéines sont déposées dans les puits périphériques, à égale distance les uns des autres. Puits 1 : albumine humaine (protéine du sérum humain). Puits 2 : sérum humain. Puits 3 : albumine de lapin. Puits 4 : albumine de bœuf. Dans le puits central de la boîte A, on dépose du sérum de lapin, ayant reçu, trois semaines auparavant, de l'albumine humaine. Dans le puits central de la boîte B, on dépose le sérum d'un lapin qui n'a pas reçu d'injection d'albumine humaine. Les molécules peuvent diffuser dans le gel. Les résultats sont lus 48 heures plus tard. a) La protéine albumine humaine déclenche, chez le lapin, une réaction immunitaire acquise. b) Un arc de précipitation correspond à la formation d'un complexe immun. c) Le sérum de lapin renferme des anticorps contre l'albumine de bœuf. d) La spécificité d'un anticorps, pour un antigène, est liée à la forme spatiale de la partie variable de sa molécule. Exercice n°5 Le métamorphisme dans les Alpes Les gabbros sont des roches grenues, qui constituent la croûte océanique. Lors de la formation de la chaîne des Alpes, l'océan alpin s'est refermé, la croûte océanique a été entraînée dans la collision et métamorphisée. L'étude des gabbros métamorphisés, ou méta gabbros, permet de définir les conditions P, T, t (Pression, Temps, température) auxquelles les roches ont été soumises. Les gabbros sont constitués essentiellement de cristaux de plagioclases et de pyroxènes, et se sont formés à l'axe des dorsales, à 5 km environ de profondeur et à une température de 600°C. Les métagabbros gardent les traces des déformations subies par les minéraux acquis lors du métamorphisme, dans des conditions P, T, t, différentes des conditions d'origine. Les documents A et B représentent des lames minces réalisées dans un même échantillon de métagabbro.
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Sélection FESIC 2003 Document A
Epreuve de S.V.T.
Document B
Document C Trajet thermodynamique et champ de stabilité de uel ues minéraux du métamor hisme
a) La glaucophane s'est formée à 300°C, sous une pression de 600 Mpa. b) Chronologiquement (doc. B), suivant le principe d'inclusion, la glaucophane s'est formée avant le pyroxène et le plagioclase. c) Des réactions chimiques entre les cristaux de pyroxène et de plagioclase ont permis l'apparition de la glaucophane. d) Le métagabbro a d'abord subi un enfouissement rapide en profondeur, puis est remonté à l'affleurement.
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 Exercice n°6 La détermination du phénotype sexuel des hommes à utérus Certains individus adultes de phénotype masculin sans équivoque (organes génitaux externes de type masculin) possèdent des voies génitales femelles, persistant à côté de voies génitales mâles différenciées, avec des testicules fonctionnels. Leur caryotype est de type XY. Les concentrations plasmatiques de testostérone et d'hormone anti-mullérienne (AMH), ont été suivies chez un individu présentant cette particularité. L'analyse de son ADN a révélé une mutation affectant le gène situé sur le chromosome 19, responsable de la synthèse de l'AMH : en position 282, un triplet GAA a été transformé en triplet TAA (stop). Le patient est homozygote pour cette mutation.
a) Le caryotype porte l'information nécessaire à la différenciation des gonades indifférenciées en testicules. b) Pendant la vie fœtale, la testostérone permet la disparition des canaux de Muller. c) La persistance des canaux de Muller, est liée à un fonctionnement défaillant du testicule fœtal de cet individu. d) La mutation du gène du chromosome 19 est une mutation non-sens.
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Sélection FESIC 2003 Exercice n°7 Le document ci-dessous est une coupe géologique simplifiée.
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A, B, C, D, sont des roches sédimentaires. E est un pluton granitique. F est une zone de roches métamorphiques. G est un filon d'origine magmatique. a) L'intrusion du pluton granitique s'est produite après le dépôt des couches B, C et D et après l'intrusion du filon G. b) Les roches métamorphiques F sont une conséquence de l'intrusion de E. c) La couche A était présente avant l'intrusion du pluton E. d) C'est l'intrusion du pluton E qui est la cause de la faille. Exercice n°8 La levure est un champignon unicellulaire qui vit naturellement à la surface des grains de raisin. Lorsque les conditions sont favorables, les levures se reproduisent par bourgeonnement (étape A). Les cellules issues du bourgeonnement contiennent dans leur noyau exactement le même matériel génétique que leur cellule mère, soit 17 chromosomes. Dans des conditions particulières, deux levures peuvent fusionner (étape B). Si les ressources nutritives s'épuisent, les levures issues des fusions subissent deux divisions successives (étape C) et il se forme quatre cellules contenues dans un asque, capables de sortir et bourgeonner.
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Sélection FESIC 2003
a) La levure est un organisme diploïde. b) La division A est une méiose. c) L'étape C est une méiose. d) L'étape B correspond à une fécondation. Exercice n°9 Analyse d'un arbre phylogénétique : a) Le cobaye possède les caractères suivants : amnios, doigts, gésier et placenta. b) Le groupe crocodile, kiwi et cobaye forme un clade. c) L'innovation évolutive caractéristique partagée par le crocodile et le kiwi est le gésier. d) Les poissons forment un groupe monophylétique.
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Sélection FESIC 2003 Exercice n°10
Ocytocine
Hormone antidiurétique
CYS
CYS
TYR
TYR
ILE
PHE
GLN
GLN
ASP
ASP
CYS
CYS
PRO
PRO
Epreuve de S.V.T.
LEU
ARG
GLY
GLY
Séquences partielles des acides aminés de deux hormones post-hypophysaires : l'ocytocine et l'hormone antidiurétique. On compare la séquence des acides aminés de deux neuro-hormones post-hypophysaires, l'ocytocine qui déclenche la contraction des muscles utérins lors de l'accouchement et l'éjection du lait lors de la tétée et l'hormone antidiurétique qui agit, au niveau des reins, sur la teneur en eau de l'urine. Ces deux polypeptides sont codés par deux gènes différents. a) Ces deux gènes appartiennent à une même famille multigénique. b) Des délétions sont à l'origine des différences entre ces gènes. c) Des substitutions sont à l'origine des différences entre ces gènes. d) La duplication génique est un mécanisme essentiel de la complexification du génome. Exercice n°11 Soit une cou e sim lifiée du massif al in ci-dessous :
a) Les ophiolites correspondent à des fragments de lithosphère océanique granitique charriés sur la croûte continentale. b) Les Alpes sont une chaîne de collision correspondant au changement de mouvement de la plaque Africaine. c) L'orogenèse alpine s'est accompagnée d'un épaississement de la lithosphère continentale. d) Les ophiolites sont caractérisées par la présence d'une roche microlithique : le gabbro.
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 Exercice n°12 La ribonucléase est une enzyme qui dégrade l'acide ribonucléique (ARN). Elle est constituée d'une chaîne de 124 acides aminés repliée grâce à la présence de quatre ponts disulfures (forme A). L'action conjuguée de l'urée et duβ-mercaptoéthanol entraîne un changement de la conformation de la molécule (forme B). Une dialyse permet d'éliminer l'urée et leβ-mercaptoéthanol et de restaurer la conformation de l'enzyme (forme A). L'activité enzymatique existe naturellement pour la forme A ; elle est nulle pour la forme B.
a) La perte d'activité de la forme B de la molécule est due à une modification de la séquence d'acides aminés. b) Cette expérience montre que les enzymes adoptent spontanément une conformation tridimensionnelle qui dépend de leur structure primaire. c) Les ponts disulfures permettent la mise en place du site actif de l'enzyme. d) La séquence primaire d'acides aminés de l'enzyme détermine sa double spécificité. Exercice n°13 Pour déterminer chez le Moustique la position relative des gènes de la couleur du corps et de la couleur de l'œil, on réalise deux séries d'expériences : Expériences Résultats Description
ère 1 série d'expériences
ème 2 série d'expériences
Des moustiques de type sauvage à corps gris et œil prune croisés avec des moustiques à corps noir et œil clair
Des femelles de F1 croisées avec des mâles à corps noir et œil clair
En F1, tous les moustiques sont de type sauvage
En F2 : 35,2 % de moustiques à corps gris et œil prune 35,9 % de moustiques à corps noir et œil clair 14,6 % de moustiques à corps gris et œil clair 14,3 % de moustiques à corps noir et œil prune
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 a) Les résultats obtenus en F1 montrent que le type sauvage, corps gris et œil prune, est dominant. b) D'après les résultats obtenus en F2, on peut dire que le gène codant pour la couleur du corps et celui codant pour la couleur des yeux sont situés sur des chromosomes différents. c) Si on prend les symboles suivants : + gcorps gris, g corps noir, + p œil prune, p œil clair, + + le génotype des femelles F1 doit être noté (g //g, p //p). d) Le pourcentage de recombinaison de 28,9 % montre que les gènes considérés sont liés. Exercice n°14 Des fragments de bois carbonisés ont été retrouvés dans un dépôt de cendres volcaniques de la Montagne Pelée en Martinique. Le carbone 14 contenu dans ces fragments a permis de dater l'éruption volcanique responsable de leur carbonisation : elle a eu lieu il y a 3695 années. Le calcul se fait à partir des informations suivantes : Masse de l'échantillon 1 g 14 Radioactivité du C dans l'échantillon 8,56 cpm 14 Radioactivité du C dans l'atmosphère 13,56 cpm Cpm : coups par minutes (unité de mesure de la radioactivité) 14-4 a) Le C dont la constante de désintégration estλ= 1,245.10 est un géochronomètre limité au quaternaire récent. 14 14 b) La radioactivité du C dans l'atmosphère est égale à la quantité de C contenue dans l'échantillon lors de la fermeture du système. 14 c) Le C peut être utilisé pour déterminer l'âge de tout type de roche à condition que sa date de formation soit récente. d) Le couple Potassium - Argon permet de dater des roches sédimentaires âgées de quelques millions à quelques milliards d'années.
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Epreuve de S.V.T. Sélection FESIC 2003 Exercice n°15 En absence de traitement, l'infection par le VIH (virus responsable du SIDA) se traduit par une évolution caractéristique du nombre de lymphocytes T4 en relation avec la concentration de virus dans le sang (charge virale). Le document ci-dessous présente cette évolution et permet de dégager les grandes étapes de la maladie.
a) Les lymphocytes T4 sont des cellules cibles du virus car ils possèdent des protéines membranaires CD4. b) La phase chronique est une période de quelques années pendant laquelle les symptômes se développent. c) Le SIDA se manifeste par des maladies opportunistes qui apparaissent quand la concentration en LT4 3 devient inférieure à 200 cellules par mm de sang. d) Une personne séropositive est atteinte du SIDA. Exercice n°16 Ce document montre les relations probables entre des groupes animaux disparus et les groupes actuels des Reptiles, Oiseaux et Mammifères. Les surfaces des «taches» sont proportionnelles au nombre de représentants dans chaque groupe. Echelle des temps géologiques : 65135203250295355 Paléogène Crétacé Jurassique Trias Permien Carbonifère
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