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tuées par le CNED avec l'autorisation du Centre français d'exploitation du droit de copie (20 rue des Grands Les euglènes sont des algues unicellu- laires 

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Seconde

DEVOIRS SCIENCES DE LA VIEET DE LA TERRE

Devoirs 1 à 7

Rédaction

Michel Aguelon

Yannick Gaudin

Corinne Layec

Annaïg Le Sommer

Coordination

Samuel Jaumouillé

Les cours du CNED sont strictement réservés à l"usage privé de leurs destinataires et ne sont pas destinés à une utilisation collec-

tive. Les personnes qui s"en serviraient pour d"autres usages, qui en feraient une reproduction intégrale ou partielle, une traduction

sans le consentement du CNED, s"exposeraient à des poursuites judiciaires et aux sanctions pénales prévues par le Code de la pro-

priété intellectuelle. Les reproductions par reprographie de livres et de périodiques protégés contenues dans cet ouvrage sont effec-

tuées par le CNED avec l"autorisation du Centre français d"exploitation du droit de copie (20 rue des Grands Augustins, 75006 Paris).

© CNED 2016

Partie 1 : Restitution de connaissances (4,5 points)

? Positionner sur le graphique ci-dessous, les deux planètes suivantes : Terre et Saturne. (0,5 point)

ordonnée et de leur diamètre en abscisse. ? Europe et Io sont deux satellites de Jupiter. Les astrophysiciens nous donnent les renseignements suivants

Rayon (km) Densité (g. cm

-3

Io1875 3,57

Europe

1569 2,97

01 2 3 4 5

6Vénus

Me Mars

0 20000Densité (g.cm

-3

Diamètre (km)

400006000080000100000120000140000160000

Nepturne

Jupiter

Uranus

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votre copie à l"aide de l"étiquette correspondant à la matière et au numéro de devoir.

DEVOIR

1

à envoyer à la correction

CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016 3 a) Positionner sur le graphique ces deux satellites. (0,5 point)

b) Proposer une hypothèse sur la nature de ces satellites en expliquant votre démarche. (1,5 point)

? Dans un ouvrage scientifi que, on peut lire à propos de Jupiter, les informations suivantes :

" Jupiter est une planète située au-delà de la ceinture d"astéroïdes principale. En orbite à 5,2 unités

astronomiques de son étoile le Soleil, Jupiter accomplit sa révolution en 11,862 années. On lui connaît

aujourd"hui 61 satellites. » a) Défi nir les termes écrits en caractères gras. (1 point) b) Calculer la vitesse de Jupiter en km. s -1 . (1 point) Partie 2 : Exploitation de documents et utilisation des connaissances (15,5 points) ??Extraire des informations de documents. ??Les mettre en relation avec ses connaissances. ??Exercer son esprit de synthèse.

Exercice 1 (10 points)

La constante solaire est la quantité d"énergie reçue par une planète. Elle s"exprime en Watt. m -2

La mesure de la constante solaire est

effectuée hors atmosphère par des satellites. constante solaire. ? En utilisant vos connaissances, indiquer quelle est l"origine de la différence de constante solaire. (1 point) ? Deux cases de ce tableau n"ont pas été renseignées. Compléter le tableau. Vous devez expliquer votre dé- marche. (2 points)

? Selon les astrophysiciens, les atmosphères primitives de Vénus, la Terre et Mars étaient semblables ce qui

n"est plus le cas des atmosphères actuelles.

Aide :

Déterminer dans un premier temps,

la distance parcourue par Jupiter au cours d"une révolution.

Distance au Soleil

(ua)Constante solaire (W.m -2

Mercure

0,387 9400

Vénus

0,723 2685

Terre

1 1410

Lune 1 Mars 1,524

Aide :

En utilisant les valeurs du tableau,

essayer de comprendre comment

évolue la constante solaire en fonc-

tion de la distance au soleil. Une relation logique sera ainsi mise en

évidence.

4 CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016

DEVOIR

1

Vénus Terre Lune Mars

Distance au Soleil (ua) 0,723 1 1 1,524

Composition de

l"atmosphère (en %)C0 2 N 2 H 2 0 0 2

Argon96

3,5

Traces

0,00060,03

78

0 à 4 %

21
0,995 2,7

Traces

1,6

Pression atmosphérique en

Pascals (Pa)95.10

5 10 5 6.10 2 Température (°C) 460°C 13°C -15°C -50°C ? Comparer la température sur la Lune et sur Terre. En exploitant les informations des documents 1 et 2 et vos connaissances, expliquer cette différence de température. (2 points) Remarque : Les termes scientifi ques utilisés doivent être défi nis et expliqués. ? Vénus et la Terre partagent des points communs : taille et densité quasiment identiques. Pourtant la température à la surface de ces deux planètes est très différente. Utiliser les documents 1 et 2 et vos connaissances pour expliquer cette différence. (2 points)

? Du point de vue de leur composition chimique, les atmosphères de Vénus et de Mars sont sem-

blables. Pourtant, la température est de 460°C sur Vénus et de -50°C sur Mars. Expliquer cette diffé-

rence. (1 point)

? En utilisant les documents 1 et 2 et vos connaissances, présentez dans un texte rédigé et organisé, les

caractéristiques de la planète Terre qui lui permettent d"avoir de l"eau liquide. (2 points)

Exercice 2 (5,5 points)

Même si l"atmosphère primitive de la planète Terre était comparable sur certains points à celles de pla-

nètes voisines telles que Mars et Venus, elle a beaucoup évolué. Cette évolution s"est faite en lien avec

d"autres grands bouleversements telle que l"apparition de la vie. CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016 5

DEVOIR

1

Relations entre l"évolu-

tion de la composition de l"atmosphère et le vivant ? Décrivez les variations de CO 2 O 2 et O 3 depuis la formation de la planète Terre. (1 point)

L"ozone (O

3 ) est un gaz qui se forme dans la haute atmosphère par action des rayons UV sur le dioxy- gène (O 2

). L"ozone absorbe les rayons UV de très courte longueur d"onde émis par le soleil. Il représente

actuellement 0,07% de l"atmosphère.

Or ces rayons UV ont un effet nocif sur le vivant. L"ozone protège donc la vie à la surface émergée des

continents. 2 Le CO 2

, très abondant dans la jeune atmosphère de la jeune planète Terre, s"est peu à peu dissous dans

la mer. En y réagissant avec le calcium des roches primitives il a formé du carbonate de calcium qui s"est

déposé au fond des océans, formant une nouvelle roche, le calcaire.

Les formations sédimentaires de North

Pole dans l"ouest de l"Australie per-

mettent de remonter le temps. On trouve dans ces roches sédimentaires marines des traces fossilisées d"une activité biologique, les stromatolithes.

Les scientifi ques estiment que ces stro-

matolithes sont âgés de 3500Ma. De nos jours, dans les eaux peu profondes de la baie des requins (Shark Bay, Australie), il est possible d"observer des stroma- tolithes. Ce sont des dépôts calcaires réalisés par des bactéries photosyn- thétiques, les cyanobactéries. Ces êtres vivants utilisent du CO 2 pour fabriquer leur matière organique. Ce phénomène nommé photosynthèse libère de l"O 2

? A partir de vos connaissances et des documents mis à votre disposition, expliquez l"évolution de la

composition de l"atmosphère terrestre. (2 points)

? Comparez les dates d"apparition des végétaux et des animaux en milieu terrestre et marin. Que

constatez-vous ? Proposez une explication. (1,5 point)

? En utilisant vos connaissances, indiquez l"évolution probable de la température sur Terre au cours des

deux premiers milliards d"années. Justifi er votre réponse. (1 point) ? Évolution de la vie depuis la formation de la Terre

Quantité relativede gaz

Temps (10

6 Évolution des gaz athosphériques depuis la formation de la Terre

Cyanobactéries (marines)

Végétaux marins

Végétaux terrestres

Animaux marins

Animaux terrestres

Dioxydecarbone(CO

2 )Dioxygène (O 2

Ozone (O

3

Stromatolithe en coupe

Chaque ligne est une

couche de bactéries dont l"activité photosynthétique s"est accompagnée de la production d"une couche de roche calcaire. Le marteau est là pour l"échelle.

6 CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016

DEVOIR

1 Partie 1 : Restitution de connaissances (5 points) ? Un élève a schématisé les nucléotides d"une molécule d"ADN de la manière suivante : Cette schématisation est-elle en accord avec ce que vous connaissez de la structure de l"ADN ? Argumenter votre réponse. (1 point) ? Établir la séquence du second brin de la molécule d"ADN présentée ci-des- sous. (1 point) .......AATGCCTAGGTCCTATGAA......... Rédiger un texte dans lequel vous présenterez les arguments permettant d"af- fi rmer qu"il existe une parenté au sein des êtres vivants. (3 points)

Partie 2 : Exploitation de documents

et utilisation des connaissances (15 points)

Exercice 1 (5 points)

L"observation ci-dessous a-t-elle été réalisée à l"aide d"un microscope optique ou électronique ? Argumenter votre réponse. (1 point)

Calculer la taille de cette cellule. (1 point)

Cette cellule est-elle une cellule de type Procaryote ? Eu- caryote ? Animale ? Végétale ?

Argumenter votre réponse. (3 points)

Bic©Bordeaux-Imaging-Center/Imagerie Électronique A G T C CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016 7

DEVOIR

2

à envoyer à la correction

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Exercice 2 (5 points)

L"antithrombine III est une protéine synthétisée par des cellules du foie. Cette protéine intervient dans les

processus naturels de régulation de la coagulation du sang lors de lésions d"un vaisseau sanguin. Ces

processus limitent les risques de thrombose, c"est-à-dire d"obturation des vaisseaux sanguins.

L"utilisation médicale de l"antithrombine III est nécessaire pour contrôler la coagulation sanguine lors

d"opérations comme les opérations à cœur ouvert.

Les progrès dans le domaine de la génétique ont permis à des chercheurs d"isoler le fragment d"ADN

humain support du gène de l"antithrombine III, puis d"insérer ce fragment d"ADN humain dans le noyau

d"une cellule œuf de chèvre. L"embryon transgénique ainsi obtenu a pu ensuite être réimplanté dans

l"utérus d"une chèvre " porteuse ».

La chèvre issue de cette cellule œuf produit du lait qui contient l"antithrombine humaine qui peut être

ensuite isolée et purifi ée.

Depuis 1998, des essais cliniques utilisent de l"antithrombine III humaine produite par des chèvres trans-

géniques.

Dans cette expérience, quel est l"organisme donneur de gène ? l"organisme receveur de gène ? (1 point)

Précisez alors l"organisme que l"on peut appeler organisme génétiquement modifi é (OGM). (0,5 point)

Expliquez comment cette expérience de transgénèse met en évidence que l"ADN est la molécule sup-

port de l"information génétique. (1,5 point) Quelles propriétés fondamentales de l"ADN rendent possibles de telles expériences ? (2 points)

Exercice 3 (5 points)

? Porter sur votre copie, les légendes du document 1 désignées par les chiffres de 1 à 4.

(1 point)

Des euglènes de même souche sont cultivées dans des conditions différentes. Les conditions expéri-

mentales sont schématisées sur le document 2.

Euglènes

Les euglènes sont des algues unicellu-

laires, chlorophylliennes qui vivent dans les eaux douces le plus souvent pauvres en matières organiques. Un fl agelle leur permet de se déplacer.

Ces algues peuvent se cultiver facile-

ment en laboratoire. 20+m

MitochondrieFlagelle

12 3 4

8 CNED SECONDE - SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE - 2016

DEVOIR

2 Une semaine plus tard, l"expérimentateur effectue les observations suivantes. Lot 1Les euglènes sont vertes et se multiplient activement.

Lot 2Les euglènes meurent rapidement

Lot 3Les euglènes sont vertes et se multiplient activement. Lot 4Les euglènes sont incolores et se multiplient activement. Réaliser un tableau à double entrée, récapitulant les conditions expérimentales. (1 point)

? En vous appuyant sur l"expérience menée ci-dessus avec les euglènes et sur vos connaissances, vous

devez montrer dans un texte argumenté et correctement rédigé que le métabolisme des cellules peut

dépendre de leur environnement. (3 points) ?

25° C

Euglènes

Milieu A

Lot 1

25° C

Euglènes

Milieu A

Lot 2

25° C

Euglènes

Milieu B

Lot 3

25° C

Euglènes

Milieu B

Lot 4

Cache noir

Document 2 :

Culture d"euglènes dans des conditions expé-

Composition des milieux de culture A et B

Milieu A Milieu B

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