SVT - Bac 2022
Métropole - Session normale
Epreuve du 15 juin 2022
Consigne officielle
Le candidat traite les deux exercices.
Exercice 1
Enonce
Exercice 1 — Génétique et évolution (10 points)
Document 1 : Arbre phylogénétique simplifié de quelques espèces de primates, basé sur des comparaisons de séquences du gène codant pour la protéine cytochrome b mitochondrial. Les pourcentages indiqués sur les branches représentent le degré de divergence génétique (différences nucléotidiques). Espèces représentées : Homo sapiens, Pan troglodytes (chimpanzé commun), Gorilla gorilla (gorille), Pongo pygmaeus (orang-outan), Macaca mulatta (macaque rhésus).
Document 2 : Tableau présentant la présence/absence de trois caractères morphologiques chez les mêmes espèces. Caractères observés :
- Position du trou occipital : avancé (sous le crâne) / arrière (arrière du crâne)
- Courbure de la colonne vertébrale : marquée (double courbure en S) / faible (courbure en C)
- Pouce opposable aux autres doigts : oui / non
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances, montrez comment les données génétiques et morphologiques permettent de retracer les relations de parenté entre l'Homme et les autres primates, et discutez des mécanismes évolutifs pouvant expliquer les différences observées.
Methode
Pour résoudre cet exercice de génétique et évolution, il faut adopter une démarche rigoureuse en plusieurs étapes. Premièrement, analyser séparément chaque document : l'arbre phylogénétique génétique (document 1) et le tableau de caractères morphologiques (document 2). Pour l'arbre, identifier les groupes frères et les degrés de divergence. Pour le tableau, établir l'état ancestral et dérivé de chaque caractère. Deuxièmement, confronter les deux types de données pour vérifier leur congruence ou identifier d'éventuelles contradictions. Troisièmement, utiliser ces données pour reconstituer les relations de parenté entre les espèces. Enfin, mobiliser ses connaissances sur les mécanismes évolutifs (mutation, sélection naturelle, dérive génétique) pour expliquer l'origine des différences observées, tant génétiques que morphologiques. Il est crucial de bien articuler les preuves issues des documents avec les concepts théoriques.
Points cles
- 1L'arbre phylogénétique basé sur le gène du cytochrome b montre que l'Homme et le chimpanzé sont les espèces les plus proches génétiquement (faible pourcentage de divergence), formant un groupe frère. Le gorille est leur plus proche parent commun, suivi de l'orang-outan, le macaque étant le groupe externe.
- 2Le tableau morphologique permet de définir des caractères dérivés partagés (synapomorphies) qui définissent des groupes évolutifs. Par exemple, un trou occipital avancé et une colonne en 'S' sont des caractères dérivés partagés par l'Homme et les grands singes africains, les distinguant de l'orang-outan et du macaque.
- 3La comparaison des données génétiques et morphologiques révèle une histoire évolutive cohérente : les relations de parenté établies par la génétique (Homme + Chimpanzé > Gorille > Orang-outan) sont globalement soutenues par l'accumulation de caractères morphologiques dérivés.
- 4Les différences génétiques (degrés de divergence) s'accumulent de façon approximativement régulière au cours du temps (horloge moléculaire), permettant de dater les séparations entre lignées. Les différences morphologiques s'expliquent par l'adaptation à des modes de vie différents (ex: bipédie stricte chez l'Homme).
- 5Les mécanismes évolutifs en jeu sont les mutations (source de variation génétique et morphologique), la sélection naturelle (qui favorise des caractères adaptatifs comme la bipédie ou la préhension) et la dérive génétique. L'évolution peut être mosaïque (certains caractères évoluent plus vite que d'autres).
Exercice 2
Enonce
Exercice 2 — Immunologie (10 points)
Document 1 : Graphique montrant l'évolution de la concentration plasmatique en anticorps spécifiques d'un antigène X (en unités arbitraires) chez deux individus A et B, en fonction du temps après une première injection de l'antigène (jour 0) et une injection de rappel (jour 28).
- Individu A (ligne continue) : Première réponse faible et lente (pic vers J14), deuxième réponse forte et rapide (pic élevé vers J35).
- Individu B (ligne pointillée) : Première réponse similaire à A, mais absence de réponse secondaire après le rappel.
Document 2 : Tableau présentant les caractéristiques de deux populations de lymphocytes chez les individus A et B, avant et après la vaccination.
| Individu | Population lymphocytaire | Avant vaccination (J0) | Après rappel (J35) |
|---|---|---|---|
| A | Lymphocytes B mémoire | Faible | Élevée |
| A | Lymphocytes T4 mémoire | Faible | Élevée |
| B | Lymphocytes B mémoire | Faible | Faible |
| B | Lymphocytes T4 mémoire | Faible | Faible |
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances, expliquez les mécanismes immunitaires responsables de la différence observée entre les réponses des individus A et B à l'injection de rappel.
Methode
Pour résoudre cet exercice d'immunologie, il faut suivre une démarche rigoureuse. D'abord, analyser soigneusement chaque document séparément : le graphique du document 1 montre la cinétique de la réponse humorale (anticorps), tandis que le tableau du document 2 donne des informations quantitatives sur les populations cellulaires impliquées dans la mémoire immunitaire. Il faut ensuite mettre ces données en relation pour établir des liens de cause à effet. La réponse doit obligatoirement s'appuyer sur les documents (citer des valeurs, des tendances) ET sur les connaissances du cours concernant le déroulement d'une réponse immunitaire adaptative, primaire et secondaire, ainsi que le rôle des lymphocytes B et T auxiliaires (T4) mémoire. Il est crucial d'expliquer les différences entre A et B en articulant les observations (faible/forte réponse secondaire) avec les mécanismes cellulaires sous-jacents (présence ou absence de lymphocytes mémoire).
Points cles
- 1La réponse primaire est lente et de faible amplitude car elle nécessite la sélection et la multiplication clonale de lymphocytes naïfs spécifiques de l'antigène. C'est ce qu'on observe chez A et B au premier contact (pic vers J14).
- 2La réponse secondaire, observée seulement chez l'individu A, est rapide et intense car elle met en jeu des lymphocytes mémoire pré-existants, spécifiques, qui se multiplient et se différencient rapidement en plasmocytes producteurs d'anticorps.
- 3Les lymphocytes B mémoire sont indispensables pour la réponse humorale secondaire. Leur différenciation en plasmocytes lors du rappel permet la production massive et rapide d'anticorps. Le document 2 montre leur augmentation chez A seulement.
- 4Les lymphocytes T4 mémoire jouent un rôle crucial en tant que cellules 'helpers'. Ils sont nécessaires à l'activation optimale des lymphocytes B mémoire et à leur différenciation. Leur absence chez B (document 2) explique l'échec de la réponse secondaire.
- 5L'individu B présente un défaut de mise en place ou de persistance de la mémoire immunitaire. L'absence d'augmentation des lymphocytes B et T4 mémoire après le rappel (J35) explique l'absence totale de réponse secondaire malgré une réponse primaire normale, suggérant un problème dans la phase de différenciation en cellules mémoire après la première injection.
