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Exercice 1 : (7 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - Molécules organiques et germination des graines
Eléments scientifiques (connaissances)
Grande idée 1 et notions associées: Une plante à graine utilise la photosynthèse pour capter l'énergie solaire et incorporer le dioxyde de carbone de l'air dans leur matière organique (chloroplastes).- l'eau et les matières minérales sont absorbés par les racines puis transportées jusqu’aux feuilles via la sève brute (xylème); - l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique (ATP...);
- cette énergie chimique permet la réduction du dioxyde carbone (photolyse de l'eau) aboutissant à la production de glucose ( et d'autres matières organiques).
Grande idée 2 et notions associées: La matière organique est transportée hors des feuilles et stockée dans les graines.
- le glucose (matière organique) est transporté jusqu'aux fruits sous forme de sève élaborée dans le phloème;
- le glucose est transformé en d'autres molécules organiques (protéines, amidon pour le Haricot) mises en réserve dans les graines;
Grande idée 3 et notions associées: Utilisation de la matière organique pour la germination (qui se fait souvent sans lumière).
- les réserves de la graine sont mobilisées grâce à des enzymes et utilisées au début de la germination ;
- la plantule utilise la respiration comme source d'energie (mitochondries);
Construction scientifique et argumentation
Un exemple (expérience, observation...) au moins est attendu par idée clé.Exemples pour la grande idée 1:
- expériences historiques sur la photosynthèse;
- pigments chlorophylliens;
Exemples pour la grande idée 2:
- composition de la sève élaborée;
- composition des graines; mise en évidence de l'amidon dans des graines;
Exemples pour la grande idée 3:
- recherche d'enzymes dans les graines en germination;
- mise en évidence de la respiration des graines en germination;
Exercice 2 : (8 points) Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain - Etude d'une modification climatique dans la région du lac Salinas au Pérou
Données (informations issues des documents)
Document 1: la carotte montre des couches sucessives (dépôts sédimentaires et dépôts de projections volcaniques) dont l'âge augmente avec la profondeur (principe de superposition).Document 2: le 14C permet de dater les échantilons de tourbe car ils contiennent de la matière organique (et à condition que les âges obtenus ne se rapprochent pas trop de 40 000 ans). Par lecture du graphique on obtient: pour la couche A: < 200 ans ±200 pour la tolérance de lecture graphique; pour B: 9 600 ans ±400; pour C: 14 400 ans ±600;
Document 3: les pollens d'Alnus, d'Asteraceae et de Poaceae sont présents à tous les niveaux (à l'exception signalée plus loin); ceux de Cyperaceae et/ou de Lycopodium en dessous de 2,7 m. La période correspondant au dépot de la couche située entre 1 et 2 m de profondeur est particulière; les conditions ne permettent pas la formation de tourbe et donc ne permettent pas la fossilisation des pollens. C'est une période pour laquelle on n'a aucune donnée sur la végétation entourant le lac.
Document 4: les espèces de Diatomées retrouvées dans les échantillons varient avec la profondeur (exemple: Rhopalodia acuminata présente à faible profondeur donc dans les couches récentes, Navicula cfr. disjuncta dans des couches plus profondes.
Document 5a: Alnus tolère presque tous les milieux, l'association Poaceae et Asteraceae est caractérise les steppes d'altitude du Pérou, ce qui correspond à la localisation de la carotte. Ces steppes peuvent être plus ou moins sèches ou humides. Par contre Cyperaceae et Lycopodium sont dépendants d'un milieu humide.
Document 5b: différentes espèces de Diatomées sont dépendantes de différents taux de salinité.
Démarche
Comparaison des documents 3 et 5a: la quasi disparition des pollens de Cyperaceae et/ou de Lycopodium, caractéristiques d'un milieu humide, des couches récentes (moins de 2,7 m de profondeur) incitent à penser que le milieu s'est asséché au cours du temps.Comparaison des documents 4 et 5b: la présence de Navicula cfr. disjuncta qui n'est abondante que dans les couches profondes et caractérise des eaux peu salées, la présence par exemple de Rhopalodia acuminata abondante uniquement dans les couches récentes et caractéristique d'un milieu salé incite à penser que le lac Salinas est devenu de plus en plus salé. Navicula gallica caractéristique d'un milieu peu salé et encore très présente dans les couches situées à 2 m de profondeur indique que l'augmentation de la salinité pourrait être plus tardive que l'assèchement.
Comparaison avec les datations (document 2): vers -9 600 ans on ne trouve plus de pollens de plantes caractéristiques de milieux humides mais on trouve encore des Diatomées caractéristiques d'une faible salinité.