SVT - Bac 2024
Métropole - Session normale
Epreuve du 15 juin 2024
Consigne officielle
Le candidat traite les deux exercices.
Exercice 1
Enonce
Exercice 1 — Génétique et évolution (10 points)
Document 1 : Tableau présentant les fréquences alléliques du gène CCR5 dans trois populations humaines. Le gène CCR5 code pour un récepteur membranaire. L'allèle Δ32, une mutation de 32 paires de bases, confère une résistance au VIH-1.
| Population | Fréquence de l'allèle Δ32 |
|---|---|
| Finlande | 0,160 |
| France | 0,100 |
| Chine | 0,001 |
Document 2 : Extrait d'une publication scientifique sur la variabilité génétique humaine. « L'allèle Δ32 du gène CCR5 est présent principalement en Europe et absent ou très rare en Afrique et en Asie. Des études génétiques suggèrent que cette mutation est apparue il y a environ 700 ans. Sa fréquence élevée en Europe du Nord pourrait résulter d'un avantage sélectif lors d'épidémies de peste bubonique ou de variole, pathogènes auxquels Δ32 pourrait conférer une résistance partielle. »
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances, expliquez comment les mécanismes de l'évolution peuvent rendre compte de la répartition géographique actuelle de l'allèle Δ32 du gène CCR5.
Methode
Pour résoudre cet exercice, il faut suivre une démarche rigoureuse. D'abord, analyser attentivement les documents pour extraire les données quantitatives (fréquences alléliques) et qualitatives (hypothèses historiques). Ensuite, mobiliser ses connaissances sur les mécanismes évolutifs : mutation (origine de la variation), dérive génétique (effets aléatoires dans les populations), sélection naturelle (avantage sélectif). Il faut ensuite articuler ces mécanismes pour expliquer la répartition géographique observée. La réponse doit être structurée : décrire la répartition actuelle, expliquer l'origine de l'allèle, puis les mécanismes ayant conduit à sa fréquence variable. Il est crucial de faire référence aux données des documents tout en les complétant par des connaissances théoriques sur l'évolution des populations humaines.
Points cles
- 1La mutation est à l'origine de la variation : l'allèle Δ32 est issu d'une mutation (délétion de 32 pb) apparue il y a environ 700 ans (Doc.2). C'est la source première de la diversité allélique.
- 2La sélection naturelle explique les différences de fréquence : l'allèle Δ32 confère un avantage sélectif en cas d'épidémie. Le document 2 évoque une résistance au VIH-1 et une résistance partielle possible à la peste ou la variole. Les individus porteurs de cet allèle avaient une meilleure survie et/ou fécondité lors de ces épidémies, transmettant davantage l'allèle. Cela explique sa fréquence élevée en Europe où ces épidémies ont sévi.
- 3La dérive génétique et l'effet fondateur peuvent participer à la répartition : la mutation étant rare au départ, sa fréquence a pu augmenter de manière aléatoire (dérive) dans certaines populations européennes isolées. La faible fréquence en Chine (0,001) peut s'expliquer par son absence initiale ou son élimination par dérive dans les populations asiatiques.
- 4Le flux génique (migrations) limité entre continents : la répartition géographique actuelle (présent en Europe, rare en Asie et Afrique) s'explique aussi par un isolement reproductif relatif entre ces populations pendant des siècles, limitant le transfert de l'allèle par migrations.
- 5Interprétation des données quantitatives : le gradient de fréquence (Finlande 0,160 > France 0,100 >> Chine 0,001) corrélé avec l'histoire épidémique européenne (peste plus sévère au Nord ?) et l'isolement géographique de la Chine, illustre l'action combinée de la sélection et de la dérive.
Exercice 2
Enonce
Exercice 2 — Immunologie (10 points)
Document 1 : Graphique montrant l'évolution du taux d'anticorps spécifiques (en unités arbitraires) dans le sang d'un individu après une première injection d'un antigène X, puis après une seconde injection du même antigène X réalisée 30 jours plus tard.
Document 2 : Tableau présentant les résultats d'une expérience de transfert passif. Des souris sont traitées de différentes manières puis infectées par un pathogène. Le tableau indique pour chaque groupe : le traitement reçu, la présence ou l'absence d'anticorps spécifiques contre le pathogène au moment de l'infection, et le taux de survie 7 jours après l'infection.
À partir de l'exploitation des documents et de vos connaissances, expliquez les mécanismes immunitaires qui permettent à l'organisme de développer une mémoire immunitaire efficace, en vous appuyant sur la réponse secondaire à un antigène.
Methode
Pour résoudre cet exercice d'immunologie, il faut d'abord analyser soigneusement les documents fournis. Commencez par décrire précisément le graphique du document 1 : identifier la réponse primaire et la réponse secondaire, comparer leur cinétique (délai d'apparition, amplitude, durée). Puis analysez le tableau du document 2 en mettant en relation les différents traitements avec la présence d'anticorps et le taux de survie. Ensuite, mobilisez vos connaissances sur les mécanismes cellulaires de l'immunité adaptative : différenciation des lymphocytes B et T, formation des lymphocytes mémoire, rôle des cellules présentatrices d'antigènes. Structurez votre réponse en expliquant d'abord la réponse primaire (première rencontre avec l'antigène), puis la mise en place de la mémoire immunitaire, et enfin la réponse secondaire (caractéristiques et mécanismes). N'oubliez pas de faire des allers-retours constants entre les documents et vos connaissances pour étayer votre argumentation.
Points cles
- 1La réponse immunitaire primaire : Lors du premier contact avec l'antigène X (document 1), le taux d'anticorps spécifiques augmente après une phase de latence d'environ 5-7 jours. Cette réponse est lente, de faible amplitude (pic autour de 10-15 UA) et de durée limitée. Elle met en jeu l'activation et la différenciation clonale des lymphocytes B spécifiques en plasmocytes (producteurs d'anticorps) et en lymphocytes B mémoire.
- 2La mémoire immunitaire : Elle est constituée lors de la réponse primaire par la formation de lymphocytes B et T mémoire à longue durée de vie, spécifiques du même antigène. Ces cellules sont inactives mais prêtes à répondre rapidement lors d'un nouveau contact. Le document 2 (groupe 2) montre que le transfert de sérum contenant des anticorps (mémoire humorale) protège passivement, mais la mémoire est surtout cellulaire (lymphocytes).
- 3La réponse immunitaire secondaire : Lors du second contact avec le même antigène X (jour 30, document 1), la réponse est plus rapide (phase de latence réduite à 1-2 jours), plus intense (pic d'anticorps > 100 UA) et plus prolongée. Ceci est dû à la réactivation massive et rapide des lymphocytes mémoire spécifiques, qui se différencient en plasmocytes producteurs d'anticorps.
- 4Mécanismes cellulaires sous-jacents : Les lymphocytes B mémoire, préexistants en grand nombre, sont réactivés rapidement par l'antigène présenté par les cellules présentatrices d'antigène (CPA). Ils prolifèrent et se différencient en plasmocytes sans passer par les étapes complexes de la réponse primaire. La coopération avec les lymphocytes T auxiliaires mémoire est également cruciale.
- 5Rôle protecteur et efficacité : La mémoire immunitaire confère une protection durable et efficace, comme le montre la forte réponse secondaire du document 1 (élimination rapide de l'antigène) et la survie de 100% dans le groupe 2 du document 2 (souris ayant reçu des anticorps spécifiques avant infection). C'est le principe de la vaccination.
