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1 Matière: S.V.T Filière: P.C Durée: 2 heures Premier semestre Évaluation N’ 2

1 Matière: S.V.T Filière: P.C Durée: 2 heures Premier semestre Évaluation N’ 2 23/11/2018 Première partie : Restitution des connaissances (5 pts) I- Pour chacune des propositions numérotées de 1 à 4, il y a une seule suggestion correcte. Recopiez les couples (1,…) ; (2,…) ; (3,…) ; (4,…), et adressez à chaque numéro la lettre qui correspond à la suggestion correcte. (2 pts) 2 – Les étapes de la contraction musculaire sont les suivantes : 1- fixation de l’ATP sur les têtes de la myosine ; 2- hydrolyse d’ATP ; 3- rotation des têtes de la myosine ; 4- libération du Ca++ ; 5- formation du complexe acto-myosine ; 6- glissement des filaments d’actine vers le centre du sarcomère. La succession de ces étapes selon l’ordre chronologique est la suivante : a- 3 6 4 1 2 5 b- 6 4 1 5 2 3 c- 4 5 2 3 6 1 d- 1 2 3 6 4 5 1 – Les myofilaments de myosine sont présents uniquement au niveau des: a- bandes claires du sarcomère; b- bandes sombres du sarcomère; c- bandes sombres et une partie des bandes claires; d- bandes claires et une partie des bandes sombres. 4- La contraction musculaire : a- Se produit en absence de l’ATP, et de l’O2; b- Nécessite toujours la présence des ions calcium et de l’ATP; c- Se produit en absence des ions calcium et de l’ATP; d- Se produit en absence des ions calcium et de l’O2. 3- Les filaments fins de la myofibrille sont formés de : a- L’actine, la myosine et la troponine; b- L’actine, la myosine et la tropomyosine; c- L’actine, la troponine et la tropomyosine; d- La myosine, la troponine et la tropomyosine. II- Reliez chaque myogramme enregistré (groupe 1) à l’état des deux stimulations appliquées sur le muscle (groupe 2). Recopiez les couples (1, ….) ; (2, ….) ; (3, ….) ; (4, ….) et adressez à chaque numéro la lettre correspondante. (1 pt) Groupe 1 : Myogramme enregistré Groupe 2 : application des 2 stimulations efficaces sur le muscle 1- Fusion complète des deux secousses musculaires. a- La seconde stimulation est appliquée après l’achèvement de la première secousse musculaire. 2- Fusion incomplète des deux secousses musculaires. b- La seconde stimulation est appliquée pendant la phase de latence de la première secousse musculaire. 3- Deux secousses musculaires isolées. c- La seconde stimulation est appliquée pendant la phase de contraction de la première secousse musculaire. 4- Une secousse musculaires isolée. d- La seconde stimulation est appliquée pendant la phase de relâchement de la première secousse musculaire. II- Définissez : - Sarcomère - Secousse musculaire (1pt) III- Pour chacune des propositions 1 et 2, recopiez la lettre de chaque suggestion, et écrivez devant chacune d’elles « vrai » ou « faux » : - Lors de la contraction musculaire, on assiste à un: (1 pt) a Raccourcissement des bandes sombres sans changement de la longueur des bandes claires. b Raccourcissement des bandes claires sans changement de la longueur des bandes sombres. c Rapprochement des deux stries Z avec raccourcissement de la zone H du sarcomère. d Raccourcissement des bandes claires sans changement de la longueur de la zone H du sarcomère. 2 Deuxième partie : Raisonnement scientifique et communication écrite et graphique (15 pts) Exercice 1 (9.5pts) Pour étudier quelques phénomènes biologiques responsables de la production d’énergie, on propose les données suivantes : Donnée 1 :  On prépare deux milieux de culture de levures de bière (champignon microscopique unicellulaire), les conditions expérimentales et les résultats obtenus figurant sur le document 1.  Après introduction du glucose radioactif dans deux milieux A et B, les analyses ont relèvent l’apparition de certaines substances radioactives. Les mesures de ces substances radioactives de t0 à t4 donnent les résultats du document 3. 2- Expliquez les résultats détenus au document 3………………………………………….………………….(2pts) Donnée 2 :  Pour déterminer la relation entre les réactions qui aboutissent à la consommation du dioxygène et à la production de l’ATP au niveau de la mitochondrie, on propose les données expérimentales suivantes :  Le document 2 présente une observation microscopique de deux cellules de levures prises de deux milieux A et B. 1- En exploitant les documents 1 et 2, déduire, en justifiant, le phénomène biologique responsable de la production d’énergie dans chacun des deux milieux A et B……...(1.5pt) 3  Expérience 1 : après l’isolement des mitochondries de cellules vivantes, on les place dans un milieu convenable riche en dioxygène (O2), puis on suit l’évolution de la concentration du dioxygène consommé et de l’ATP produit dans ce milieu. Le document 4 montre les conditions expérimentales et les résultats obtenus. 3- Décrivez les données du document 4, puis déduisez la relation entre la consommation du dioxygène et la production d’ATP au niveau de la mitochondrie. ........... ..................... ................................................................ (1pt)  Expérience 2 : après l’élimination des membranes externes de mitochondries isolées de cellules vivantes, on les place dans une solution dépourvue du dioxygène et enrichie de donneurs d’électrons (NADH,H+). On suit la variation de la concentration des protons H+ avant et après l’addition du dioxygène (O2). Le document 5 donne les conditions et les résultats de cette expérience. 4- En se basant sur les données du document 5 et sur vos connaissances, décrivez l’évolution de la concentration des ions H+ observée au niveau de la figure b du document 5, puis expliquez la variation de la concentration des ions H+ enregistrée directement après l’addition du dioxygène. ........................... .............................. ........ (1 pt)  On trouve au niveau de la membrane interne de la mitochondrie, plusieurs complexes transporteurs d’électrons (complexe I, II, III, IV, Q et C). Le document 6 montre l’emplacement de ces complexes au niveau de la membrane interne de la mitochondrie. Document 5 Figure a Mitochondrie sans membrane externe Injection d’O2 (Accepteur d’électrons) pH mètre Solution contenant un donneur d’électrons (NADH,H+) 0 1 Figure b Injection d’O2 Temps en mn 2 3 4 5 0 20 40 [H+] en 10-9 mol/L Espace intermembranaire Membrane interne Q V : sphère pédonculée Matrice Document 6 II III IV I c V 4  Expérience 3 : réalisée selon les étapes suivantes : - On Isole les complexes protéiques I, III et IV (représentés sur le document 6) de la membrane interne d’une mitochondrie ; - On intègre chaque complexe protéique isolé dans une vésicule fermée semblable à la membrane interne de la mitochondrie mais dépourvues de protéines. La figure a du document 7 représente une vésicule obtenue après traitement. - On met chaque vésicule traitée dans une solution riche en donneur d’électrons propre au complexe protéique intégré dans la vésicule utilisée. La figure b du document 7 résume les résultats obtenus après l’addition d’accepteur d’électrons propre à chaque complexe protéique intégré. 5- En utilisant les données des documents 6 et 7 : a- Décrivez les réactions qui ont eu lieu au niveau des solutions 1, 2 et 3. ............. ........................... ... (0.75 pt) b- Déduisez le rôle des complexes protéiques I, III et IV dans les réactions qui aboutissent à la consommation du dioxygène au niveau de la mitochondrie..........................................................................(0.75 pt)  Expérience 4 : on soumet des mitochondries isolées à l’action des ultra-sons pour fragmenter leurs membranes internes et former des vésicules fermées portant des sphères pédonculées dirigées vers l’extérieur (voir figure a du document 8). On place ensuite ces vésicules dans des solutions contenant une quantité convenable d’ADP et de Pi, et qui diffèrent par leur pH. Le tableau de la figure b du document 8 résume les conditions expérimentales ainsi que les résultats obtenus. Conditions expérimentales Résultats pHi ˂ pHe Synthèse d’ATP pHi ˃ pHe Absence de la synthèse d’ATP pHi = pHe Absence de la synthèse d’ATP Figure b Document 8 Figure a Ultra-sons pHi : pH à l’intérieur de la vésicule pHe : pH à l’extérieur de la vésicule Sphère pédonculée pHe pHi Complexe transporteur d’électrons Membrane phospholipidique Figure a Complexe intégré dans la vésicule Donneur d’électrons Accepteur d’électrons Résultats Solution 1 Complexe I NADH,H+ Complexe Q oxydé Réduction du complexe Q Solution 2 Complexe III Complexe Q réduit Complexe C oxydé Réduction du complexe C Solution 3 Complexe IV Complexe C réduit O2 Réduction de O2 en H2O Figure b Document 7 5 6- En exploitant le document 8, déterminez la condition principale nécessaire à la synthèse d’ATP au niveau de la mitochondrie. Justifiez votre réponse.................................................................................................................(1 pt) 7- En se basant sur vos réponses précédentes, montrez la relation entre les réactions de consommation du dioxygène et la synthèse d’ATP au niveau de la mitochondrie..........................................................................(1.5 pt) Exercice 2 (5.5pts) Certains sportifs trichent lors des compétitions sportives en consommant des produits dopants interdits à l’échelle internationale par la fédération des jeux olympique. Afin d’étudier l’effet de l’entraînement et du dopage sur les voies métaboliques produisant l’énergie au niveau des cellules musculaires chez ces sportifs, on propose les données suivantes :  La mesure de la concentration de certains métabolites au niveau du muscle strié, et la détermination des pourcentages de consommation du glucose uploads/s1/devoir-2-modele-2-svt-2-bac-spc-semestre-1.pdf