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Bac 2025

SVT – Amérique du Nord 2025 (sujet 2) : correction détaillée

Spécialité SVT · 3 h 30 · 2 exercices (7 + 8 points) · coefficient 16

Corrigé

Correction rédigée par l'équipe BAC Révision, non officielle. Les énoncés sont reformulés avec leurs données : refais toujours les calculs et compare avec ton professeur.

Où trouver le sujet ? Cette page présente la correction. Le sujet officiel complet (PDF) et ses figures sont dans l'application BAC Révision.

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Exercice 1 : Refroidissement du climat à différentes échelles de temps7 points

Texte argumenté : expliquer les mécanismes des refroidissements du climat terrestre selon l’échelle de temps. Le document (courbe des températures depuis 541 Ma) n’est qu’une aide, son analyse n’est pas attendue.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document : variations climatiques globales depuis 541 Ma (aide, non à analyser). Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

Texte argumentéExpliquer les mécanismes impliqués dans les refroidissements du climat terrestre à différentes échelles de temps (du million d’années à quelques années).Touche pour voir la correction

À retenir Le climat dépend du bilan énergétique de la Terre : énergie solaire reçue, albédo et effet de serre. Chaque échelle de temps a ses causes : tectonique et cycle du carbone (dizaines de Ma), paramètres orbitaux (dizaines à centaines de milliers d’années), volcanisme et événements ponctuels (années).

Démarche
  1. Problématique : quels mécanismes, selon la durée considérée, font baisser la température moyenne de la Terre ?
  2. Plan : I. Refroidissements à l’échelle de plusieurs millions d’années (tectonique, cycle du carbone). II. Refroidissements à l’échelle de la dizaine à la centaine de milliers d’années (cycles de Milankovitch et rétroactions). III. Refroidissements brefs (éruptions volcaniques, impacts, variations solaires).
  3. I. Dizaines de Ma : (a) Altération des silicates des reliefs créés par les orogenèses (Himalaya) : consommation de CO2 atmosphérique, formation de carbonates qui se déposent : baisse de l’effet de serre et refroidissement (refroidissement cénozoïque depuis environ 50 Ma). (b) Enfouissement massif de matière organique (charbon du Carbonifère) : diminution du CO2 atmosphérique, glaciation permo-carbonifère. (c) Position des continents : continent polaire (Antarctique) et ouverture de passages océaniques qui isolent le continent (courant circumpolaire antarctique) : calotte glaciaire, forte augmentation de l’albédo. (d) Moindre activité volcanique ou dorsale : moins de CO2 émis. (e) Exemples lisibles sur le document : glaciation fini-ordovicienne (vers −445 Ma), glaciation permo-carbonifère (vers −300 Ma), refroidissement cénozoïque (depuis environ −50 Ma) puis glaciations quaternaires (depuis −2,6 Ma).
  4. II. Quaternaire : alternance de périodes glaciaires et interglaciaires (courbe du document, oscillations de plusieurs °C). (a) Paramètres orbitaux : excentricité (environ 100 000 ans), obliquité (environ 41 000 ans), précession (environ 23 000 ans) modifient la répartition de l’insolation, surtout en été aux hautes latitudes nord. (b) Rétroactions : quand les étés sont frais, la glace persiste, l’albédo augmente, le refroidissement s’amplifie ; le refroidissement des océans augmente la dissolution du CO2 (carottes de glace de Vostok : températures et CO2 évoluent ensemble).
  5. III. Échelles courtes : (a) éruptions volcaniques explosives : aérosols sulfatés dans la stratosphère qui réfléchissent le rayonnement solaire (Pinatubo 1991 : environ −0,5 °C pendant environ deux ans ; Tambora 1815 : « année sans été » 1816). (b) Impacts météoritiques : poussières, hiver d’impact (crise Crétacé-Paléogène). (c) Variations d’activité solaire (minimum de Maunder, Petit Âge glaciaire) et modifications de la circulation océanique (Gulf Stream).
  6. Modèle d’ouverture : « La température moyenne actuelle de la Terre est d’environ 14,5 °C, mais le climat a connu des refroidissements importants. Quelles sont les causes de ces refroidissements, et comment dépendent-elles de leur durée ? Nous verrons d’abord les causes tectoniques à l’échelle des millions d’années, puis les causes astronomiques à l’échelle des dizaines de milliers d’années, et enfin les événements brefs. »

RéponseRédaction possible : « À l’échelle de plusieurs dizaines de millions d’années, la tectonique pilote le climat : la formation de chaînes de montagnes expose des roches silicatées à l’altération, qui consomme du CO2 et diminue l’effet de serre ; l’enfouissement de matière organique et le positionnement des continents près des pôles (formation de calottes, albédo élevé) vont dans le même sens. À l’échelle de quelques dizaines à centaines de milliers d’années, les variations des paramètres orbitaux de la Terre modifient l’insolation aux hautes latitudes ; des rétroactions (albédo des glaces, solubilité du CO2 dans les océans froids) amplifient le refroidissement et expliquent l’alternance glaciaire-interglaciaire du Quaternaire. À l’échelle de quelques années, les éruptions volcaniques explosives injectent des aérosols qui réfléchissent le rayonnement solaire et refroidissent temporairement la planète. »

Piège Le sujet demande les mécanismes, pas une analyse de la courbe. Préciser toujours l’échelle de temps de chaque mécanisme, et ne pas confondre effet de serre et albédo.

Exercice 2 : Des biocarburants à partir d’algues unicellulaires8 points

Expliquer comment obtenir des mutants d’algues favorables à la production de biocarburants et les mécanismes cellulaires à l’origine de la meilleure productivité.

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1a : principe de production de biocarburants ; Document 1b : algue témoin A et algue B stressée (corps huileux C.h) ; Document 2b : fluorescence des 181 mutants ; Document 3a : croissance des populations ; Document 3b : teneur en EMAG ; Document 4a : réactions catalysées par Ns-TPS ; Document 4b : zone d’insertion du plasmide ; Document 4c : T6P et tréhalose. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1Documents 1a et 1b : quel est l’objectif et quelle caractéristique cellulaire est recherchée ?Touche pour voir la correction

À retenir Les biocarburants sont produits à partir des lipides (EMAG) stockés dans les corps huileux des algues.

Démarche
  1. Doc 1a : l’algue est cultivée en photo-bioréacteur (lumière, CO2) où elle se multiplie par reproduction asexuée ; on extrait ses huiles puis on les transforme en biocarburant. Plus une algue contient de lipides, plus le rendement est élevé.
  2. Doc 1b : l’algue B (stress métabolique) présente de très grands corps huileux (C.h) occupant une grande partie du volume cellulaire, alors que l’algue A témoin en a de petits ; son chloroplaste (Cl) est plus petit.
  3. Conclusion : on recherche une souche qui accumule beaucoup de lipides, comme dans une situation de stress, sans perdre sa capacité à se multiplier.

RéponseLe but est d’obtenir une souche à la fois riche en lipides (grands corps huileux) et à croissance rapide.

2Document 2 : comment obtient-on des mutants et quel est leur intérêt ? Analyser la fluorescence des 181 mutants.Touche pour voir la correction

À retenir Une mutagénèse aléatoire (insertion d’un plasmide au hasard) inactive le gène touché ; la fluorescence du BODIPY est proportionnelle à la quantité de lipides.

Démarche
  1. Doc 2a : insertion au hasard d’un plasmide dans le génome, ce qui inactive le gène touché ; chaque mutant est multiplié par mitose (reproduction asexuée, clones) ; le BODIPY se fixe aux lipides : fluorescence d’autant plus forte que la cellule contient plus de lipides.
  2. Doc 2b : les 181 mutants sont classés par fluorescence croissante ; la majorité a une fluorescence voisine de celle de l’algue témoin (environ 60 à 100 UA).
  3. Le mutant 68 se détache nettement : environ 350 UA, soit environ 5 fois la valeur du témoin (environ 70 UA).

RéponseParmi 181 mutants obtenus au hasard, Mut 68 est le plus riche en lipides (fluorescence environ 5 fois supérieure à celle du témoin).

Vérification Valeurs lues sur le graphique à ± 10 UA près : 350 UA pour Mut 68 et 70 UA pour le témoin, soit un rapport de 5.

3Document 3 : Mut 68 est-il intéressant pour produire des biocarburants ?Touche pour voir la correction

À retenir Un bon candidat doit avoir une croissance rapide ET une teneur en lipides élevée.

Démarche
  1. Doc 3a : la densité de cellules de Mut 68 augmente plus vite que celle du témoin ; à 12 jours, environ 265 millions de cellules/mL contre environ 200 pour le témoin.
  2. Doc 3b : teneur en EMAG significativement plus élevée chez Mut 68 : environ 17,5 % contre 13 % après 8 jours ; environ 33 % contre 25 % après 12 jours.
  3. Conclusion : Mut 68 se multiplie plus vite et contient plus d’EMAG : plus de biocarburant par cellule et plus de cellules.

RéponseMut 68 cumule une croissance plus rapide et une teneur en EMAG plus élevée (+30 à 35 %) que l’algue non mutée.

Vérification Valeurs lues sur les graphiques à ± 5 millions de cellules/mL et ± 1 point de pourcentage près. Calcul : (17,5 − 13) / 13 ≈ 35 % à 8 jours ; (33 − 25) / 25 = 32 % à 12 jours : l'écart relatif est de 30 à 35 %.

4Document 4 : quel gène est muté chez Mut 68 et quelles sont les conséquences sur le métabolisme ?Touche pour voir la correction

À retenir Un gène code une protéine, ici une enzyme à deux domaines. Une mutation qui inactive le gène supprime ou modifie la fonction de l’enzyme.

Démarche
  1. Doc 4a : l’enzyme Ns-TPS a deux activités : le domaine TPS transforme glucose-6-phosphate et UDP-glucose en tréhalose-6-phosphate (T6P) ; le domaine TPP déphosphoryle le T6P en tréhalose.
  2. Doc 4b : le plasmide s’est inséré à environ 2150 nucléotides, au niveau du début du domaine TPP.
  3. Doc 4c : la teneur en T6P est comparable (différence non significative, environ 100 à 125 UA) chez Mut 68 et le témoin ; en revanche, le tréhalose est pratiquement nul chez Mut 68 alors qu’il est très abondant chez le témoin (environ 55 000 UA à 8 jours, 72 000 UA à 12 jours).
  4. Interprétation : l’insertion détruit la fonction du domaine TPP : le T6P n’est plus converti en tréhalose.

RéponseChez Mut 68, le gène Ns-TPS est inactivé au niveau du domaine TPP : le T6P est encore produit mais le tréhalose n’est presque plus synthétisé.

Vérification Position du plasmide lue sur le schéma à ± 50 nucléotides près ; teneurs lues à ± 5 000 UA près pour le tréhalose et ± 10 UA pour le T6P.

Piège La mutation touche le domaine TPP : le T6P n’est pas diminué. Ne pas écrire que toute la voie est bloquée.

5Document 5 : l’absence de tréhalose entraîne-t-elle un stress ? Quel lien avec les lipides ?Touche pour voir la correction

À retenir Un stress métabolique s’accompagne de modifications de la production de molécules, dont une accumulation de lipides (doc 1b).

Démarche
  1. Le taux de proline, acide aminé marqueur de stress, est 7,5 fois plus élevé chez Mut 68 que chez le témoin : le déficit en tréhalose provoque un stress métabolique.
  2. Le doc 1b montre qu’en situation de stress, les algues accumulent des lipides dans des corps huileux : Mut 68 se comporte comme une algue stressée.

RéponseLe déficit en tréhalose crée un stress métabolique chez Mut 68, qui s’exprime par une accumulation de lipides.

6Synthèse : expliquer comment obtenir des mutants favorables et le mécanisme cellulaire de leur productivité.Touche pour voir la correction

À retenir Chaîne : mutation d’un gène, perte d’une enzyme, absence d’un métabolite, stress, accumulation de lipides.

Démarche
  1. Introduire : enjeu des biocarburants renouvelables, besoin de souches très riches en lipides.
  2. 1. Obtenir : mutagénèse aléatoire par insertion de plasmide, culture des mutants par mitose (clones), criblage par fluorescence au BODIPY (doc 2).
  3. 2. Caractériser : Mut 68 a une fluorescence élevée, une croissance plus rapide et plus d’EMAG (docs 2, 3).
  4. 3. Expliquer : insertion dans le domaine TPP du gène Ns-TPS, donc enzyme TPP inactive, T6P non converti en tréhalose, tréhalose absent (doc 4), stress métabolique (proline) (doc 5), stockage de lipides dans les corps huileux (doc 1b).
  5. Conclure : l’inactivation d’un seul gène suffit à modifier le métabolisme de la cellule ; transmission fidèle de la mutation lors des mitoses.

RéponseRédaction possible : « Pour obtenir des algues plus productives, les chercheurs insèrent au hasard un plasmide dans le génome de Nannochloropsis salina, ce qui inactive le gène touché, puis ils multiplient chaque mutant par mitose et mesurent la quantité de lipides par fluorescence du BODIPY. Parmi 181 mutants, Mut 68 émet une fluorescence environ cinq fois plus forte que le témoin, se multiplie plus vite et contient davantage d’EMAG. Son génome montre une insertion dans le domaine TPP du gène Ns-TPS : l’enzyme ne transforme plus le T6P en tréhalose, dont la teneur devient quasi nulle. Cette carence provoque un stress métabolique (proline multipliée par 7,5), qui s’accompagne d’une accumulation de lipides dans les corps huileux : c’est ce mécanisme cellulaire qui rend la souche plus intéressante pour la production de biocarburant. »

Vérification Les documents montrent l'absence de tréhalose, un stress métabolique (proline multipliée par 7,5) et une accumulation de lipides, mais ne mesurent pas directement le mécanisme qui les relie : dans la rédaction, écrire « s'accompagne de » plutôt que « provoque directement ».

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