Exercice 1: évolution moléculaire. Les vertébrés possèdent tous des molécules d’hémoglobine; c’est la molécule qui assure le transport de l’oxygène dans les hématies. Cette molécule est une protéine formée de deux types de chaînes: alpha et bêta. Les séquences partielles d’acides aminés de la chaîne bêta sont indiquées ci-contre, chaque acide aminé étant représenté par une lettre. La séquence est complète pour l’hémoglobine du chat; les autres séquences sont alignées: les tirets indiquent un acide aminé identique à celui de la séquence du chat à la même position. On compare les portions de séquences d’acides aminés chez plusieurs mammifères.

Exercice 2: Le taux d’ADN varie au cours du cycle cellulaire. Chez les végétaux, les zones mérsistématiques, situées à l’extrémité des racines, assurent la croissance du végétal. Ces zones sont le siège d’un intense prolifération cellulaire. Le taux d’ADN est mesuré au cours du cycle cellulaire. La cellule mère considérée contient une quantité Q d’ADN en début de cycle. Q= 1 unité arbitraire.

Exercice 3: Géologie de la région du Pérou. : Dans la région de Cuzco, au Pérou, on a cartographié la répartition et la profondeur des foyers sismiques, ainsi que la localisation des volcans. Les laves émises par les volcans sont surtout des andésites. De plus la chaîne de la cordillère des Andes longe la côte Pacifique et présente des plissements parallèles à la côte.

Exercice 4: La réaction immunitaire. Deux boîtes de Pétri, contenant de la gélose, sont percés de puits. Différentes solutions de protéines sont déposées dans les puits périphériques, à égales distance les uns des autres. Puits1: albumine humaine (protéine du sérum humain) Puits 2: sérum humain Puits 4:albumine de lapin Puits 5: albumine de bœuf Dans le puits central de la boîte A, on dépose du sérum de lapin, ayant reçu, trois semaines auparavant, de l’albumine humaine. Dans le puits central de la ¨boîte B, on dépose le sérum d’un lapin qui n’a pas reçu d’injection d’albumine humaine. Les molécules peuvent diffuser dans le gel,les résultats sont lus 48 heures plus tard.

Exercice 5: le métamorphisme dans les Alpes. Les gabbros sont des roches grenues, qui constituent la croûte océanique. Lors de la formation de la chaîne des Alpes, l’océan Alpin s’est refermé, la croûte océanique a été entraînée dans la collision et métamorphisée. L'étude des gabbros métamorphisés ou métagabbros, permet de définir les conditions P, T, t (Pression, Temps, température) auxquelles les roches ont été soumises. Les gabbros sont constitués essentiellement de cristaux de plagioclases et de pyroxènes, et se sont formés à l’axe des dorsales, à 5 km environ de profondeur et à une température de 600°C. Les métagabbros gardent les traces des déformations subies par les minéraux acquis lors du métamorphisme, dans des conditions P,T,t,différentes des conditions d’origine. Les documents A et B représentent des lames minces réalisées dans un même échantillon de métagabbro.

Exercice 6: La détermination du phénotype sexuel des hommes à utérus. Certains individus adultes de phénotype masculin sans équivoque (organe génitaux externes de type masculin) possèdent des voies génitales femelles, persistant à côté des voies génitales mâles différenciées, avec des testicules fonctionnels. Leur caryotype est de type XY Les concentrations plasmatiques de testostérone et d’hormone anti-mullérienne (AMH) ont été suivies chez un individu présentant cette particularité. L’analyse de l’ADN a révélé une mutation affectant le gène situé sur le chromosome 19, responsable de la synthèse de l’AMH: en position 282, un triplet GAA a été transformé en triplet TAA ( stop). Le patient est homozygote pour cette mutation.

Exercice 7: coupe géologique simplifiée.

Exercice 8: Cycle de vie des levures. La levure est un champignon unicellulaire qui vit naturellement à la surface des grains de raisin. Lorsque les conditions sont favorables, les levures se reproduisent par bourgeonnement (étape A). Les cellules issues du bourgeonnement contiennent dans leur noyau exactement le même matériel génétique que leur cellule-mère, soit 17 chromosomes. Dans des conditions particulières, deux levures peuvent fusionner (étape B). Si les ressources nutritives s’épuisent, les levures issues des fusions subissent deux divisions successives ( étape C) et il se forme quatre cellules contenues dans un asque, capables de sortir et bourgeonner.

Exercice 9: analyse d’un arbre phylogénétique.

Exercice 10: évolution moléculaire. On compare la séquence des acides aminés de deux neuro-hormones post-hypophysaires: l’ocytocine qui déclenche la contraction des muscles utérins lors de l’accouchement et l’éjection du lait lors de la tétée, et l’hormone antidiurétique qui agit, au niveau des reins, sur la teneur en eau de l’urine. Ces deux polypeptides sont codés par deux gènes différents. :

Exercice 11: coupe simplifiée des Alpes.

Exercice 12: Génétique chez le moustique. Pour déterminer chez le moustique la position relative des gènes de la couleur du corps et de la couleur de l’œil, on réalise deux séries d’expériences.

Exercice 13: évolution de l’infection par le VIH. En l’absence de traitement, l’infection par le VIH ( virus responsable du SIDA) se traduit par une évolution caractéristique du nombre de lymphocytes T4 en relation avec la concentration de virus dans le sang (charge virale). Le document ci-dessous présente cette évolution et permet de dégager les grandes étapes de la maladie.

Exercice 14: Datation au C14. Des fragments de bois carbonisés ont été retrouvés dans un dépôt de cendres volcaniques de la Montagne Pelée en Martinique. Le carbone 14 contenu dans ces fragments a permis de dater l’éruption volcanique responsable de leur carbonisation: elle a eu lieu il y a 3 695 années.

Exercice 15: La crise crétacé –tertiaire. Le document ci-contre montre les relations probables entre des groupes animaux disparus et les groupes actuels des reptiles, oiseaux et mammifères. Les surfaces des tâches sont proportionnelles au nombre de représentants dans chaque groupe.