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Bac 2026

SVT (spécialité) – Asie 2026, sujet 1 : correction détaillée

Sciences de la vie et de la Terre · spécialité · jour 1 · 3 h 30 · coefficient 16 · 2 exercices (7 + 8 points)

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 : Métabolisme et évolution chez les Eucaryotes7 points

Question de synthèse sans document : expliquer comment les cellules eucaryotes ont acquis, au cours de l'évolution, la capacité de produire de l'ATP en utilisant le dioxygène. Les mécanismes de production d'ATP sont attendus.

1Expliquer comment, au cours de l'évolution, les cellules eucaryotes ont acquis la capacité de produire de l'ATP en utilisant le dioxygène. Les mécanismes de production d'ATP sont attendus. Texte argumenté avec expériences, observations et exemples.Touche pour voir la correction

À retenir L'utilisation du dioxygène par les eucaryotes vient d'une endosymbiose : une cellule hôte anaérobie a intégré une bactérie aérobie devenue la mitochondrie, qui réalise l'oxydation complète du glucose (cycle de Krebs, chaîne respiratoire, ATP synthase).

Démarche
  1. Problématique : la glycolyse cytoplasmique ne produit que 2 ATP par glucose, la respiration en produit environ 30. D'où vient la mitochondrie, et comment produit-elle l'ATP avec le dioxygène ?
  2. Contexte : les premières cellules eucaryotes vivaient dans un milieu pauvre en O₂ et tiraient leur ATP de la glycolyse, suivie d'une fermentation (lactique ou alcoolique) qui régénère le NAD⁺ nécessaire à la glycolyse : rendement de 2 ATP par glucose. Le dioxygène s'accumule dans l'atmosphère avec l'activité des cyanobactéries (grande oxydation, vers 2,4 milliards d'années), ce qui a rendu avantageuse une voie qui l'utilise.
  3. Partie 1 : l'acquisition par endosymbiose. Une cellule hôte a phagocyté une bactérie aérobie (proche des alpha-protéobactéries) qui n'a pas été digérée et est devenue la mitochondrie. Arguments : double membrane (la membrane externe provient de la vacuole de phagocytose, l'interne de la bactérie) ; ADN circulaire propre sans histones ; ribosomes de type bactérien ; division par scission indépendante ; analyses de séquences qui placent l'ADN mitochondrial près de celui des alpha-protéobactéries.
  4. Avantage sélectif : la cellule hôte peut oxyder complètement les molécules organiques en présence de O2 et dispose de beaucoup plus d'énergie, d'où l'apparition d'eucaryotes aérobies plus complexes. Les cellules photosynthétiques ont ensuite acquis les chloroplastes par une seconde endosymbiose (cyanobactérie).
  5. Partie 2 : les mécanismes de production d'ATP. Dans le cytosol, la glycolyse transforme un glucose en deux pyruvates avec production nette de 2 ATP et réduction de coenzymes (NADH,H+). En présence de O2, les pyruvates entrent dans la mitochondrie et sont oxydés dans la matrice (formation d'acétyl-coenzyme A, cycle de Krebs) avec libération de CO2 et production de coenzymes réduits.
  6. Dans la membrane interne (crêtes), la chaîne respiratoire oxyde ces coenzymes : les électrons passent de transporteur en transporteur jusqu'à O2, accepteur final qui forme de l'eau ; l'énergie libérée sert à pomper des protons de la matrice vers l'espace intermembranaire (gradient de protons). Le retour des protons par l'ATP synthase fait fabriquer l'ATP à partir d'ADP et de Pi (phosphorylation oxydative, environ 28 ATP).
  7. Preuves expérimentales : des mitochondries isolées consomment du dioxygène lorsqu'on leur fournit un substrat (mesure par oxymétrie) et produisent de l'ATP ; l'ajout d'un agent qui rend la membrane perméable aux protons dissipe le gradient et arrête la synthèse d'ATP ; la levure cultivée en présence de O2 consomme moins de glucose et produit plus de biomasse qu'en anaérobiose.
  8. Conclusion : l'aptitude à utiliser O2 est un héritage de l'endosymbiose ; la mitochondrie est à la fois un vestige bactérien et l'organite de la respiration, ce qui explique que les eucaryotes aérobies produisent beaucoup plus d'ATP que la fermentation.

RéponseModèle d'introduction : en l'absence de dioxygène, les cellules ne tirent que 2 ATP par glucose (glycolyse + fermentation). Les eucaryotes actuels, eux, produisent environ 30 ATP grâce à leurs mitochondries qui utilisent O₂. Comment les cellules eucaryotes ont-elles acquis cette capacité, et quels mécanismes produisent l'ATP ? Plan : I. une acquisition par endosymbiose (arguments) ; II. les mécanismes de production d'ATP (glycolyse, cycle de Krebs, chaîne respiratoire, ATP synthase) ; conclusion.

Vérification Rendement : environ 2 ATP (glycolyse) + environ 28 ATP (mitochondrie) donnent environ 30 ATP par glucose, contre 2 en fermentation.

Piège Ne pas oublier le cycle de Krebs et le rôle d'accepteur final de O2 ; distinguer le lieu : glycolyse dans le cytosol, oxydations dans la mitochondrie.

Exercice 2 : Régénération des fibres musculaires : rôles de Pax7 et de la syncytine8 points

Après une lésion, les fibres musculaires se régénèrent à partir de cellules satellites. Question : expliquer les rôles respectifs des protéines Pax7 et syncytine dans la régénération (sept documents).

Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Document 1 : étapes de la régénération d'une fibre musculaire lésée ; Document 2 : ARNm Pax7 selon le type cellulaire (ARNr 18S : témoin) ; Document 3 : nombre de cellules satellites après 72 h selon l'expression de Pax7 ; Document 4 : muscles de souris (cardiotoxine ou témoin) ; en bas, marquage de la syncytine ; Document 5 : aire des myofibres régénérées selon le génotype ; Document 6 : nombre de noyaux par myofibre ; Document 7 : mode d'action de la syncytine. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.

1Document 1 : indiquer les étapes de la régénération d'une fibre musculaire lésée et le rôle des cellules satellites.Touche pour voir la correction

À retenir Une fibre musculaire (myofibre) est une cellule géante multinucléée formée par fusion de cellules musculaires (myoblastes) ; les cellules satellites sont des cellules souches musculaires.

Démarche
  1. Fibre saine : les cellules satellites sont quiescentes, le long de la fibre.
  2. Après la lésion (1) : prolifération des cellules satellites (leur nombre augmente) ;
  3. (2) adhésion, fusion et différenciation des cellules en myotubes (cellules allongées à plusieurs noyaux) ;
  4. (3) fusion et croissance des myotubes, qui reconstituent une fibre régénérée avec plusieurs noyaux.
  5. Deux fonctions sont donc à expliquer : produire assez de cellules (prolifération) puis les faire fusionner pour reconstituer une grosse fibre multinucléée.

RéponseLa régénération comprend la prolifération des cellules satellites, puis leur fusion en myotubes multinucléés, qui croissent et reconstituent la fibre.

Piège Ne pas confondre cellule satellite (cellule unique, indifférenciée) et fibre (cellule multinucléée différenciée).

2Document 2 : dans quelles cellules musculaires le gène Pax7 est-il exprimé ? Justifier avec le rôle du témoin ARNr 18S.Touche pour voir la correction

À retenir Un gène exprimé produit un ARNm ; la présence d'une bande à la hauteur de l'ARNm indique l'expression. Le témoin (ARNr 18S) vérifie que chaque dépôt contient des ARN en quantité comparable.

Démarche
  1. ARNr 18S : bande de même intensité dans les quatre colonnes, donc la quantité d'ARN déposée est comparable et le résultat est comparable entre colonnes.
  2. ARNm Pax7 : bande très marquée dans les cellules satellites ; bande absente (ou quasi absente) dans les fibres squelettiques, cardiaques et intestinales.
  3. Le gène Pax7 est donc exprimé spécifiquement dans les cellules satellites, pas dans les fibres musculaires différenciées.

RéponsePax7 est exprimé uniquement dans les cellules satellites (pas dans les fibres musculaires squelettiques, cardiaques ou intestinales) : c'est une protéine de ces cellules souches, impliquée dans leur fonctionnement avant la différenciation.

Vérification On lit une présence/absence qualitative : le document ne donne pas de quantité.

3Document 3 : décrire l'effet de la modification d'expression de Pax7 sur le nombre de cellules satellites après 72 h de culture (survie identique) et en déduire le rôle de Pax7.Touche pour voir la correction

À retenir Si la survie est identique, une différence de nombre de cellules vient de la prolifération (divisions), pas de la mort cellulaire.

Démarche
  1. Condition B (témoin, expression normale) : environ 19 cellules par lot.
  2. Condition A (Pax7 surexprimé) : environ 29 cellules par lot, soit environ 50 % de plus que le témoin, différence significative.
  3. Condition C (Pax7 sous-exprimé) : environ 6 cellules par lot, soit environ 3 fois moins que le témoin, différence significative.
  4. Le nombre de cellules varie dans le même sens que l'expression de Pax7 : plus Pax7 est exprimé, plus les cellules se multiplient.
  5. Conclusion : Pax7 stimule la prolifération des cellules satellites, ce qui correspond à l'étape 1 de la régénération (document 1).

RéponsePax7 favorise la prolifération des cellules satellites (environ 29 cellules en surexpression contre 19 pour le témoin et 6 en sous-expression).

Vérification 29 ÷ 19 ≈ 1,5 et 19 ÷ 6 ≈ 3,2 (valeurs lues sur l'histogramme à ± 1 cellule près : 29, 19 et 6).

Piège Le document ne montre pas que Pax7 fait fusionner les cellules : il agit sur leur nombre.

4Document 4 : comparer les muscles de souris traitées à la cardiotoxine et les muscles témoins, pour la régénération et pour la quantité de syncytine.Touche pour voir la correction

À retenir La cardiotoxine provoque une lésion des fibres ; les zones délimitées par le tireté sont en cours de régénération.

Démarche
  1. 4a : le muscle traité à la cardiotoxine présente, 4 jours après l'injection, une zone en régénération contenant de nombreuses petites fibres et cellules ; le muscle témoin a des fibres régulières, de grande taille, sans zone de régénération.
  2. 4b : coloration grise de la syncytine nettement marquée dans et autour de la zone en régénération du muscle lésé (délimitée par les flèches et le tireté) ; quasi absente (fond clair) dans le muscle témoin.
  3. La syncytine est donc produite en grande quantité là où la fibre se régénère, pas dans un muscle sain.

RéponseLa syncytine est fortement présente dans la zone de régénération des muscles lésés et pratiquement absente d'un muscle sain : sa production est associée à la régénération.

Piège Une corrélation spatiale (au même endroit) ne prouve pas à elle seule un rôle : il faut le document 5.

5Document 5 : comparer l'aire moyenne de section des fibres régénérées, 14 jours après la lésion, chez les souris Syn+/Syn+ et Syn-/Syn- ; que peut-on en déduire ?Touche pour voir la correction

À retenir L'aire de section d'une fibre traduit sa taille. Une souris dont les deux allèles sont mutés (Syn-) produit une syncytine dysfonctionnelle.

Démarche
  1. Souris Syn+/Syn+ (sauvages) : aire moyenne d'environ 800 µm² (souris mâles, 4 souris par condition).
  2. Souris Syn-/Syn- (syncytine non fonctionnelle) : aire moyenne d'environ 400 µm², soit environ 2 fois moins, différence significative (*).
  3. Les mesures portent sur 4 souris par condition et des fibres choisies au hasard, ce qui renforce la fiabilité.
  4. Sans syncytine fonctionnelle, les fibres régénérées restent plus petites : la syncytine est nécessaire à la croissance des fibres régénérées.

RéponseLes fibres régénérées sont environ deux fois plus petites (environ 400 contre 800 µm²) quand la syncytine est non fonctionnelle : la syncytine est indispensable à une régénération normale (taille des fibres).

Vérification 800 ÷ 400 = 2.

Piège Le document 5 ne dit pas encore par quel mécanisme : c'est le document 6 (fusion et nombre de noyaux).

6Documents 6 et 7 : décrire l'effet de la réduction de la production de syncytine sur le nombre de noyaux des fibres et expliquer le mode d'action de la syncytine.Touche pour voir la correction

À retenir Une fibre à plusieurs noyaux résulte de la fusion de plusieurs cellules mononucléées : le nombre de noyaux est un indicateur de la fusion.

Démarche
  1. Condition témoin (cellules embryonnaires en culture, production normale de syncytine) : environ 68 % des fibres ont 1 à 2 noyaux, environ 15 % en ont 3 à 4 et environ 17 % ont plus de 5 noyaux.
  2. Production réduite de syncytine : environ 90 % des fibres ont 1 à 2 noyaux, environ 7 % en ont 3 à 4 et environ 3 % seulement plus de 5.
  3. Sans syncytine, il y a nettement moins de grandes fibres multinucléées : la fusion cellulaire est diminuée.
  4. Document 7 : la syncytine (protéine transmembranaire d'une cellule) se fixe sur le récepteur de la cellule voisine, se déploie et s'insère dans la membrane de la cellule cible, puis se replie en rapprochant les deux membranes, qui fusionnent : les cytoplasmes et les noyaux sont réunis.
  5. Lien avec le document 5 : moins de fusion donne moins de noyaux et des fibres moins grosses (environ la moitié).

RéponseLa syncytine permet la fusion des membranes de cellules musculaires, d'où des fibres multinucléées ; quand elle manque, les fibres restent à 1 ou 2 noyaux (environ 90 % contre 68 %) et sont plus petites.

Vérification Les trois classes de chaque colonne totalisent 100 % (68 + 15 + 17 ; 90 + 7 + 3).

Piège Les pourcentages sont lus sur un histogramme empilé à ± 2 points près : on compare des classes entières (68 % contre 90 %), jamais des écarts de quelques points.

7Synthèse : expliquer les rôles respectifs de Pax7 et de la syncytine dans la régénération musculaire après une lésion.Touche pour voir la correction

À retenir Pax7 intervient avant la fusion (multiplication des cellules souches) ; la syncytine intervient pendant la fusion (formation des fibres multinucléées).

Démarche
  1. Introduction : après une lésion, les cellules satellites régénèrent la fibre en deux phases, prolifération puis fusion (document 1).
  2. Rôle de Pax7 : exprimé spécifiquement dans les cellules satellites (document 2), il augmente leur nombre : environ 29 cellules en surexpression contre 19 témoin et 6 en sous-expression (document 3). Il fournit donc les cellules nécessaires.
  3. Rôle de la syncytine : produite dans la zone en régénération (document 4), elle assure la fusion des membranes des cellules (document 7) ; sans elle, les fibres ont moins de noyaux (document 6) et sont plus petites (document 5).
  4. Conclusion : les deux protéines agissent à des étapes successives et complémentaires, Pax7 pour produire les cellules, la syncytine pour les assembler en fibres. Connaissance complémentaire : la syncytine dérive d'une protéine d'enveloppe rétrovirale (gène capté au cours de l'évolution).

RéponsePax7 stimule la prolifération des cellules satellites ; la syncytine permet la fusion de ces cellules en myotubes multinucléés puis en fibres régénérées de taille normale. Les deux sont nécessaires à une régénération complète.

Piège Ne pas attribuer la fusion à Pax7 ni la prolifération à la syncytine.

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