الامتحان الوطني الموحد للبكالوريا 2024

علوم الحياة والأرض - الدورة العادية

3h المدة

20 النقط

5 المعامل

2 المكونان

ملاحظة: يسمح باستعمال الآلة الحاسبة غير القابلة للبرمجة. يمكن للمترشح معالجة الأسئلة حسب ترتيبه الخاص.

المكون الأول: استرداد المعارف (5 نقط)

I. أنقل(ي) رقم كل تعريف ثم أعط(ي) المصطلح أو العبارة المناسبة له. (1ن)

1. تحلل بيولوجي للنفايات العضوية في ظروف حيهوائية لإنتاج مخصبات التربة.

2. تقنية تسمح بعزل النفايات المنزلية حسب طبيعتها قصد تثمينها.

3. تحلل بيولوجي للنفايات العضوية في ظروف حي لاهوائية لإنتاج البيوغاز.

4. ظاهرة طبيعية تنتج عن حجز جزء من الإشعاعات تحت الحمراء بواسطة بعض غازات الغلاف الجوي وتسمح بالحفاظ على درجة حرارة ملائمة للحياة على الأرض.

إنتاج السماد العضوي (Compostage)
الفرز (Tri)
إنتاج الميثان/البيوغاز (Méthanisation)
الاحتباس الحراري (Effet de serre)

II. يوجد اقتراح واحد صحيح... أنقل(ي) الأزواج ثم أنسب(ي) لكل رقم الحرف المقابل للاقتراح الصحيح. (2ن)

1. يؤدي هدم الكليكوز في الجبلة الشفافة إلى تحرير CO₂ أثناء تحول:

أ. حمض البيروفيك إلى إيثانول.

ب. الإيثانول إلى حمض البيروفيك.

ج. حمض البيروفيك إلى حمض لبني.

د. الحمض اللبني إلى حمض البيروفيك

اقتراح صحيح: أ (تحول حمض البيروفيك إلى إيثانول في التخمر الكحولي يحرر CO₂).

2. تؤدي تفاعلات انحلال الكليكوز انطلاقا من جزيئة كليكوز واحدة إلى إنتاج:

أ. 2 حمض البيروفيك و 2 ATP و ⁺2 NADH,H .

ب. 2 حمض البيروفيك و 2 ATP و ⁺2 NAD .

ج. 2 حمض البيروفيك و ATP 6 و ⁺2 NADH,H .

د. 2 حمض البيروفيك و ATP 6 و ⁺2 NAD

اقتراح صحيح: أ (2 حمض البيروفيك و 2 ATP و 2 NADH,H⁺).

3. تعتبر تفاعلات التخمر في الساركوبلازم تفاعلات:

أ. حيهوائية تنتج الحمض اللبني و CO₂ .

ب. حي لا هوائية تنتج الإيثانول و CO₂ .

ج. حي لا هوائية تنتج الحمض اللبني و ATP .

د. حيهوائية تنتج الإيثانول و ATP

اقتراح صحيح: ج (حي لاهوائية تنتج الحمض اللبني و ATP).

4. أثناء التقلص العضلي، يحدث تقصير لكل من:

أ. الشريط الفاتح والمنطقة H .

ب. الشريط القاتم والشريط الفاتح.

ج. الأشرطة القاتمة والفاتحة والمنطقة H .

د. الشريط القاتم والمنطقة H

اقتراح صحيح: د (الشريط القائم والمنطقة H).

III. أنقل(ي) الحروف... ثم أكتب(ي) أمام كل حرف "صحيح" أو "خطأ". (1ن)

أ. يتم الحصول في نهاية الانقسام الاختزالي على 4 خلايا بنات مطابقة وراثيا للخلية الأم.
ب. تتم مضاعفة ADN خلال الفترة S من مرحلة السكون.
ج. يكون الانقسام التعادلي مسبوقا بمضاعفة ADN.
د. ARN بوليمراز أنزيم يتدخل أثناء ترجمة ARNm.

أ: خطأ (خلايا مختلفة وراثياً بسبب العبور والاصطفاف العشوائي).

ب: صحيح

ج: خطأ (ليس بالضرورة، مثلاً في الطور البيني II لا تحدث مضاعفة).

د: خطأ (يتدخل أثناء النسخ وليس الترجمة).

IV. أنقل(ي) الأزواج... ثم أنسب(ي) لكل رقم من المجموعة A الحرف المقابل له في المجموعة B. (1ن)

المجموعة A	المجموعة B
1. ADN بوليمراز	أ. مركب يتشكل من ارتباط الهيستونات و ADN ب. مركب جزيئي يتدخل في تركيب البروتينات ج. مركب بروتيني يتدخل في تركيب ARNm د. بنية تربط صبيغيات نفس الصبغي هـ. أنزيم يتدخل في مضاعفة ADN
2. جزيء مركزي
3. نيكليوزوم
4. ريبوزوم

1 - هـ (أنزيم يتدخل في مضاعفة ADN)

2 - د (بنية تربط صبيغيات نفس الصبغي - السنترومير)

3 - أ (مركب يتشكل من ارتباط الهيستونات و ADN)

4 - ب (مركب جزيئي يتدخل في تركيب البروتينات)

التمرين 1 (5 نقط) - الاستدلال العلمي

يتميز مرض السمنة بإفراط في الوزن نتيجة لتراكم مهم للدهون في النسيج الودكي، يمكن أن يتسبب في أضرار صحية. بينت مجموعة من الدراسات الحديثة أنه بالإضافة إلى القيام بالنشاط الرياضي وتغيير النظام الغذائي، يشكل تغيير الاستقلاب الطاقي حلا آخر للحماية من السمنة. من أجل فهم العلاقة بين تغير الاستقلاب الطاقي والحماية من السمنة، نقترح استغلال المعطيات الآتية:

المعطى 1: : تم القيام بأبحاث عند سلالتين من الفئران، فئران WT سليمة وفئران Cox6A مصابة بمرض مرتبط بخلل في الميتوكندريات. تقدم الوثيقة 1 نتائج التتبع الأسبوعي لتغير وزن فئران السلالتين بعد إخضاعها لتغذية غنية بالدهون (HFD) ابتدا ء من عمر 6 أسابيع، وتقدم الوثيقة 2 نتائج قياسات النشاط الأنزيمي لمركبات السلسلة التنفسية للميتكوندريات في عضلات الساق عند هاتين السلالتين من الفئران

الوثيقة 1 و الوثيقة 2

1. انطلاقا من الوثيقتين 1 و 2، قارن(ي) النتائج المحصل عليها عند كل من الفئران WT والفئران Cox6A، ثم اقترح(ي) فرضية تفسر الحماية من السمنة عند الفئران Cox6A. (1.5ن)

المقارنة:

الوثيقة 1: خلال فترة التغذية الغنية بالدهون (HFD)، نلاحظ ارتفاعا مهما لوزن الفئران WT من 25g إلى حوالي 45g (إصابة بالسمنة)، في حين يستقر وزن فئران Cox6A في حدود 25g-30g (حماية من السمنة).
الوثيقة 2: النشاط الأنزيمي لمركبات السلسلة التنفسية C_I، C_II و C_III متساوٍ ومنخفض عند السلالتين. أما النشاط الأنزيمي للمركب C_IV فهو مرتفع جداً عند فئران WT (حوالي 4UA) بينما هو منخفض جداً عند فئران Cox6A (حوالي 0.6UA).

اقتراح الفرضية:

تفسر الحماية من السمنة عند الفئران Cox6A بانخفاض النشاط الأنزيمي للمركب C_IV للسلسلة التنفسية.

لتفسير الحماية من السمنة عند الفئران Cox6A رغم إخضاعها لتغذية غنية بالدهون (HFD) نقترح المعطيات التالية :

المعطى 2: : تتوفر الميتوكوندريات في غشائها الداخلي على بروتين يسمى UCP . يعمل هذا البروتين في عدد من الأنسجة، مثل العضلات الهيكلية والأنسجة الودكية، كقناة مسؤولة عن زيادة نفاذية الغشاء الداخلي للبروتونات +H . يقدم الشكل )أ( من الوثيقة 3 نتائج قياسات درجة حرارة الجسم بعد 8 أسابيع من اتباع نظام غذائي HFD عند سلالتي الفئران، ويقدم الشكل )ب( من نفس الوثيقة نتائج قياس كمية البروتين UCP في عضلة الساق عند نفس الفئران.

الوثيقة 3

ملحوظة: تعبر درجة حرارة الجسم عن كمية الحرارة التي يتم تحريرها

2. باستغلال الوثيقة 3، حدد(ي) الاختلافات الملاحظة بين سلالتي الفئران ثم استنتج(ي) تأثير كمية UCP على كمية الحرارة التي يتم تحريرها. (1ن)

الاختلافات الملاحظة:

الشكل (أ): درجة حرارة الجسم عند الفئران Cox6A مرتفعة (38°C) مقارنة بفئران WT (37°C).
الشكل (ب): كمية البروتين UCP عند فئران Cox6A مرتفعة (6UA) مقارنة بـ WT (2UA).

الاستنتاج:

الكمية المرتفعة لبروتين UCP عند فئران Cox6A أدت إلى تحرير (انبعاث) مهم للحرارة (ارتفاع درجة الحرارة).

المعطى 3: أظهرت الدراسات أن تغير النشاط الأنزيمي للمركب C_IV يؤدي إلى ارتفاع نشاط البروتين UCP المسؤول عن فقدان الوزن والحماية من السمنة. تمثل الوثيقة 4 رسما تفسيريا لعمل الغشاء الداخلي للميتوكوندري ودور بروتين UCP.

الوثيقة 4

3. باستغلال معطيات الوثيقة 4 والمعطيات السابقة، فسر(ي) العلاقة بين نشاط البروتين UCP، وعمل السلسلة التنفسية والحماية من السمنة عند فئران Cox6A ثم تحقق(ي) من الفرضية المقترحة. (2ن)

انخفاض النشاط الأنزيمي للمركب C_IV عند فئران Cox6A يعيق تدفق الإلكترونات عبر المسار المعتاد.
هذا يؤدي إلى ارتفاع نشاط البروتين UCP.
تعمل قنوات UCP على رجوع مهم للبروتونات H⁺ إلى الماتريس دون المرور عبر الـ ATP سنتاز.
يؤدي هذا إلى تبدد الممال البروتوني على شكل حرارة بدلاً من تخزينه في جزيئات ATP.
نتيجة لذلك، يرتفع الإنفاق الطاقي ويتم استهلاك الدهون لإنتاج الحرارة، مما يؤدي إلى فقدان الوزن والحماية من السمنة.
التحقق من الفرضية: الفرضية مقبولة ومحققة علمياً.

4. بالإضافة إلى القيام بالنشاط الرياضي وتغيير النظام الغذائي وبالاعتماد على المعطيات السابقة، اقترح(ي) على الباحثين حلا آخر للحماية من السمنة. (0.5ن)

تقترح دراسة دواء أو تقنية تعمل على تنشيط/زيادة تركيب بروتين UCP أو تثبيط النشاط الأنزيمي للمركب C_IV للسلسلة التنفسية في الخلايا الشحمية أو العضلية.

التمرين 2 (6 نقط) - التعبير الوراثي والوراثة

الجزء 1: آليات تعبير الخبر الوراثي

في إطار دراسة آليات تعبير الخبر الوراثي وانتقال بعض الصفات الوراثية، نقترح استثمار المعطيات الآتية: I . يعتبر ميناء الأسنان نسيجا معدنيا صلبا يغطي الجزء الخارجي للأسنان ويعمل على حمايتها. يتم تشكل ميناء الأسنان ( Amélogénèse ( عن طريق خلايا تسمى أميلوبلاست ) Améloblaste (. تقوم هذه الخلايا بإفراز بروتين يسمى أميلوجينين (Amélogénine) يتدخل في تشكل ميناء الأسنان. يعتبر التشكل غير التام لميناء الأسنان الأصل الوراثي لهذا المرض نقدم المعطيات الآتية:

عند شخص سليم المعطى 1 : تمثل الوثيقة 1 العلاقة بين بروتين الأميلوجينينوحالة ميناء الأسنان ● وعند شخص مصاب بمرض التشكل غير التام لميناء الأسنان

الوثيقة 1 و 2 و 3

1. بالاعتماد على الوثيقة 1، بين(ي) العلاقة بروتين - صفة. (1ن)

عند الشخص السليم: إفراز أميلوجينين عادي → تمعدن عادي للميناء → تشكل تام لميناء الأسنان → ميناء أسنان عادية (مظهر خارجي عادي).
عند الشخص المصاب: إفراز أميلوجينين غير عادي → تمعدن ضعيف للميناء → تشكل غير تام لميناء الأسنان → ميناء أسنان غير عادية (مظهر خارجي مصاب).
الاستنتاج: كل تغير في البروتين (أميلوجينين) ينتج عنه تغير في المظهر الخارجي للصفة المدروسة، وبالتالي هناك علاقة بروتين - صفة.

2. اعتمادا على معطيات الوثيقتين 2 و 3، حدد(ي) متتالية ARNm ومتتالية الأحماض الأمينية المطابقة لكل جزء من الحليل العادي والحليل الطافر ثم فسر(ي) الأصل الوراثي لمرض التشكل غير التام لميناء الأسنان. (2ن)

الحليل العادي: ... AAT CAT CCC CGT GCT ...
→ ARNm العادي: AAU CAU CCC CGU GCU
→ أحماض أمينية: Asn - His - Pro - Arg - Ala

الحليل الطافر: ... AAT CAT CTC CGT GCT ...
→ ARNm الطافر: AAU CAU CUC CGU GCU
→ أحماض أمينية: Asn - His - Leu - Arg - Ala

تفسير الأصل الوراثي للمرض:

حدثت طفرة استبدال النيكليوتيد رقم C بـ T من الثلاثية رقم 3 (النيكليوتيد رقم 8 في مستوى اللولب غير المنسوخ). مما أدى إلى استبدال الوحدة الرمزية CCC بـ CUC في مستوى ARNm، وبالتالي استبدال الحمض الأميني Pro بـ Leu في متتالية الأحماض الأمينية. هذا التغير في تسلسل الأحماض الأمينية أدى إلى تركيب أميلوجينين غير عادي، فتمعدن ضعيف للميناء وتشكل غير تام (المرض).

الجزء 2: وراثة ذبابة الخل

II. لفهم كيفية انتقال صفتين وراثيتين عند ذبابة الخل : لون الجسم ومظهر عروق الأجنحة. نقترح استثمار نتائج التزاوجات الآتية:

التزاوج الأول: بين إناث من سلالة نقية بجسم رمادي وأجنحة - بعروق مستعرضة وذكور من سلالة نقية بجسم أصفر وأجنحة بدون عروق مستعرضة. يتكون الجيل الأول 1F المحصل عليه من أفراد بجسم رمادي وأجنحة بعروق مستعرضة.

التزاوج الثاني: بين إناث من سلالة نقية بجسم أصفر وأجنحة بدون عروق مستعرضة وذكور من سلالة نقية - بجسم رمادي وأجنحة بعروق مستعرضة. يتكون أفراد الجيل الأول 1F من إناث بجسم رمادي وأجنحة بعروق مستعرضة وذكور بجسم أصفر وأجنحة بدون عروق مستعرضة.

3. بالاعتماد على نتائج التزاوجين الأول والثاني، حدد(ي)، معللا(معللة) إجابتك، كيفية انتقال الصفتين الوراثيتين المدروستين. (1.5ن)

جميع أفراد الجيل F₁ المنحدر من التزاوج الأول بجسم رمادي وأجنحة بعروق مستعرضة، وبالتالي تحقق القانون الأول لماندل. الحليل المسؤول عن اللون الرمادي سائد «G» والحليل الأصفر متنح «g». الحليل المسؤول عن أجنحة بعروق مستعرضة سائد «N» والحليل بدون عروق متنح «n».
الجيل F'₁ الناتج عن التزاوج الثاني غير متجانس رغم أن الأبوين من سلالتين نقيتين، وهو ما يخالف القانون الأول لماندل. التزاوجين عكسيان يعطيان نتائج مختلفة، مما يدل على وراثة متقاطعة.
الاستنتاج: المورثتان المدروستان محمولتان على الصبغي الجنسي X ومرتبطتان.

4. علما أن المسافة بين المورثتين المدروستين تساوي 13.4 cM، ومستعينا(مستعينة) بشبكة التزاوج، أعط(ي) النتائج المنتظرة من التزاوج بين أفراد الجيل الأول F₁ المحصل عليه إثر التزاوج الأول. (1.5ن) (الرموز: G/g للون، N/n للعروق).

النمط الوراثي للأبوين: أنثى X^GNX^gn × ذكر X^GNY.

الأمشاج:

الأنثى: 43.3% X^GN (أبوي)، 43.3% X^gn (أبوي)، 6.7% X^Gn (معاد التركيب)، 6.7% X^gN (معاد التركيب).
الذكر: 50% X^GN، 50% Y.

شبكة التزاوج والنسب المنتظرة:

21.65% ♀ [رمادي، عروق مستعرضة] نقية
21.65% ♀ [رمادي، عروق مستعرضة] هجينة
3.35% ♀ [رمادي، عروق مستعرضة] معاد التركيب
3.35% ♀ [رمادي، عروق مستعرضة] معاد التركيب
21.65% ♂ [رمادي، عروق مستعرضة]
21.65% ♂ [أصفر، بدون عروق]
3.35% ♂ [رمادي، بدون عروق]
3.35% ♂ [أصفر، عروق مستعرضة]

النتائج: 50% إناث [رمادي، عروق مستعرضة]. الذكور: 21.65% [رمادي، عروق مستعرضة]؛ 21.65% [أصفر، بدون عروق]؛ 3.35% [رمادي، بدون عروق]؛ 3.35% [أصفر، عروق مستعرضة].

التمرين 3 (4 نقط) - الاحتباس الحراري

أشار التقرير السادس لمجموعة الخبراء الدوليين حول تطور المناخ (GIEC) بأن معدل درجة حرارة الأرض عرف ارتفاعا بـ 1,1°C منذ سنة 1900 ، ويعود هذا الارتفاع في درجة الحرارة (الاحتباس الحراري) بالأساس إلى الأنشطة الصناعية التي تحرر في المتوسط 35 Gt (Gigatonnes) من CO₂ في الغلاف الجوي كل سنة. تسمح المحيطات بتخزين 34% من CO₂ المحرر مما يمكنها من لعب دور خزان طبيعي للكربون. من أجل فهم دور هذا الخزان وعلاقته بالاحتباس الحراري، نقدم المعطيات التالية:

الوثيقة 1

1. باستغلال معطيات الوثيقة 1، أحسب(ي) الفرق بين كمية CO₂ المنبعثة وكمية CO₂ الممتصة خلال سنة 1995 وخلال سنة 2015، ثم صغ(ي) مشكلا علميا مرتبطا بهذا الفرق. (0.75ن)

الحسابات:

سنة 1995: 25 - 15 = 10 Gt/an
سنة 2015: 45 - 20 = 25 Gt/an

صياغة المشكل العلمي:

لماذا ازداد الفرق بين كمية CO₂ المنبعثة وتلك الممتصة من طرف المحيطات مع مرور الزمن، مما أدى إلى تراكمه في الغلاف الجوي؟

الوثيقة 2

2. باستغلال شكلي الوثيقة 2، استنتج(ي) المكان النهائي لتخزين CO₂. (0.25ن)

المكان النهائي لتخزين CO₂ هو الغلاف الصخري (الرواسب)، حيث يخزن أكبر كمية من الكربون (50,000,000 Gt).

الوثيقة 3

3. باستغلال الوثيقة 3، والمعطيات السابقة، فسر(ي) تغير الفرق بين كمية CO₂ المنبعثة وتلك الممتصة من قبل المحيطات بين 1995 و 2015. (1ن)

أدى الاحتباس الحراري إلى ارتفاع حرارة مياه المحيطات (من الوثيقة 3).
ارتفاع درجة الحرارة يقلل من ذوبانية CO₂ في الماء (العلاقة عكسية بين الحرارة والذوبانية).
نتيجة لذلك، تنخفض قدرة المحيطات على امتصاص وتخزين CO₂، مما يفسر تزايد الفرق بين المنبعث والممتص.

الوثيقة 4

4. بالاعتماد على الوثيقة 4 وعلى المعطيات السابقة وعلى معلوماتك، أحسب(ي) الفرق في تغير درجة الحرارة المتوسطة حسب كل سيناريو بين سنة 2000 وسنة 2100، ثم علل(ي) اللجوء إلى استخدام تقنية الاحتجاز والتخزين الاصطناعي لـ CO₂ من أجل تفادي السيناريو الذي سيكون له التأثير الأكبر على الاحتباس الحراري. (1.25ن)

حساب الفرق في درجة الحرارة (تقريبي):

السيناريو 1 (إجراءات مهمة): حوالي 1°C ارتفاع إضافي.
السيناريو 2 (إجراءات متوسطة): حوالي 2.5°C ارتفاع إضافي.
السيناريو 3 (بدون إجراءات): حوالي 4.5°C ارتفاع إضافي.

التعليل:

اللجوء إلى تقنية احتجاز وتخزين CO₂ في الرواسب العميقة يهدف إلى تقليل كمية CO₂ المحرر في الغلاف الجوي، وبالتالي الحد من ارتفاع الحرارة على سطح الأرض والتخفيف من حدة الاحتباس الحراري وتفادي السيناريو 3 الكارثي.