المملكة المغربية | وزارة التربية الوطنية والتعليم الأولي والرياضة | المركز الوطني للتقويم والامتحانات
موضوع الامتحان الوطني الموحد للبكالوريا 2026
المادة: علوم الحياة والأرض | الشعبة: العلوم التجريبية - المسالك الدولية
المسلك: علوم الحياة والأرض (خيار فرنسية) | الرمز: NS 32F
Partie I : Restitution des connaissances (5 points)
I. 1. Citez deux types de cellules qui interviennent dans la réponse immunitaire non spécifique. (0.5 pt)
Les macrophages et les polynucléaires neutrophiles (ou les cellules NK, ou les mastocytes).
I. 2. Citez deux rôles du système du complément. (0.5 pt)
La lyse des cellules étrangères, le chimiotactisme, l'opsonisation, ou l'induction de l'inflammation.
II. Pour chacune des données numérotées de 1 à 4, il y a une seule proposition correcte. (2 pts)
a- Les plaques de Peyer et le thymus.
b- Les ganglions lymphatiques et le thymus.
c- La moelle osseuse et le thymus.
d- La rate et les ganglions lymphatiques.
a- Moins rapide et plus forte.
b- Moins rapide et moins forte.
c- Plus rapide et plus forte.
d- Plus rapide et moins forte.
a- Les anticorps et le complément.
b- Les anticorps et l'antigène.
c- Les antigènes et le complément.
d- Les lymphocytes Tc et l'antigène.
a- Les plasmocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
b- Les mastocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
c- Les plasmocytes secrètent l'histamine.
d- Les mastocytes secrètent l'histamine.
Réponses correctes :
- (1, c) La moelle osseuse et le thymus.
- (2, c) Plus rapide et plus forte.
- (3, b) Les anticorps et l'antigène.
- (4, a) Les plasmocytes secrètent les immunoglobulines de type E (IgE).
III. Recopiez le numéro et écrivez « vrai » ou « faux ». (1 pt)
1. Au cours de la réaction immunitaire non spécifique il y a sécrétion des histamines et des prostaglandines.
2. Au cours de la réaction immunitaire spécifique, les lymphocytes $T_4$ reconnaissent directement l'antigène.
3. Les lymphocytes B interviennent dans la réaction immunitaire spécifique humorale.
4. Le VIH se fixe sur les lymphocytes $T_4$ après reconnaissance entre la protéine $gP_{120}$ et le récepteur $CD_8$.
1. Vrai.
2. Faux (les lymphocytes $T_4$ reconnaissent l'antigène présenté par les protéines du CMH-II).
3. Vrai.
4. Faux (le VIH se fixe sur le récepteur $CD_4$, et non $CD_8$).
IV. Reliez chaque cellule à sa fonction. (1 pt)
| Ensemble 1 | Ensemble 2 |
|---|---|
| 1- Lymphocyte B | a- intervient dans la réponse immunitaire non spécifique en détruisant l'antigène. |
| 2- Lymphocyte $T_h$ | b- se différencie en plasmocyte sécrétrice d'anticorps. |
| 3- Macrophage | c- reconnait les antigènes présentés par les protéines du complexe CMH-I. |
| 4- Lymphocyte $T_8$ | d- reconnait les antigènes présentés par les protéines du complexe CMH-II et active les réponses immunitaires spécifiques. |
(1, b) ; (2, d) ; (3, a) ; (4, c).
Partie II: Raisonnement scientifique - Exercice 1 (3 points)
Un jeune athlète pratique la course de longue durée depuis plusieurs années. Malgré une participation régulière aux compétitions, ses performances restent modestes. Il trouve des difficultés à maintenir un rythme régulier, ressent une fatigue musculaire précoce même après plusieurs cycles d'entraînement. Son entraîneur pense que ces difficultés viennent surtout du fonctionnement de ses muscles, qui ne sont peut-être pas assez adaptés à l'effort.
• Donnée 1:
À la fin du XIXème siècle, des chercheurs ont observé chez le lapin la présence des muscles colorés en rouge et d'autres plus pâles. Ils distinguent deux types de fibres musculaires I et II, dont les caractéristiques sont résumées dans le document 1.
Document 1: Caractéristiques des types de fibres musculaires
1. En vous basant sur les données du document 1, comparez les caractéristiques des deux types de fibres, et déduisez la voie métabolique dominante pour chaque type de fibre. (1 pt)
Comparaison :
- Fibres type I : Activité élevée des enzymes MDH/SDH, activité faible de la LDH, nombre élevé de mitochondries, vitesse de contraction lente, résistance à la fatigue élevée, production d'énergie élevée.
- Fibres type II : Activité faible des enzymes MDH/SDH, activité élevée de la LDH, nombre faible de mitochondries, vitesse de contraction rapide, résistance à la fatigue faible, production d'énergie faible.
Voie métabolique dominante :
- Fibres type I : Voie aérobie (respiration cellulaire) dominante, en raison de la richesse en mitochondries et en enzymes du cycle de Krebs.
- Fibres type II : Voie anaérobie (fermentation lactique) dominante, en raison de l'activité élevée de la LDH et du faible nombre de mitochondries.
Le document 2 présente un schéma simplifié issu d'une observation microscopique de coupes transversales au niveau du muscle du quadriceps, mettant en évidence la répartition des différents types de fibres musculaires chez le jeune athlète et chez un marathonien performant.
Document 2: Coupes transversales du muscle (Jeune athlète vs Marathonien)
2. En vous basant sur le document 2 et les données précédentes, comparez l'abondance des deux types de fibres musculaires chez le jeune athlète par rapport au marathonien, puis montrez que les muscles du jeune athlète ne sont pas adaptés à la pratique des sports de longue durée. (0.5 pt)
Comparaison : Chez le jeune athlète, on observe une prédominance des fibres de type II (pâles), tandis que chez le marathonien performant, on observe une prédominance des fibres de type I (rouges).
Inadaptation : Les muscles du jeune athlète ne sont pas adaptés aux sports de longue durée car ils sont pauvres en fibres de type I (résistantes à la fatigue et à production d'énergie élevée) et riches en fibres de type II (fatigables rapidement et produisant de l'acide lactique), ce qui explique sa fatigue musculaire précoce.
• Donnée 2:
L'acadésine ou AICAR est une molécule principalement utilisée en recherches biomédicales. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que « l'AICAR améliore aussi les performances musculaires lors d'efforts prolongés en favorisant la conversion des fibres musculaires d'un type à l'autre ».
Document 3: Durée de l'effort et distance parcourue
Document 4: Proportion des fibres avant et après traitement
3. En vous basant sur les documents 3 et 4, déduisez l'effet de l'AICAR sur la performance et la composition du muscle en fibres, puis vérifiez la validité de l'hypothèse formulée par les chercheurs. (0.5 pt)
Effet sur la performance : L'AICAR augmente la durée de l'effort (de 30 à 43 min) et la distance parcourue (de 410 à 580 m).
Effet sur la composition : L'AICAR augmente la proportion des fibres de type I (de 55% à 65%) et diminue celle des fibres de type II (de 45% à 35%).
Validation de l'hypothèse : L'hypothèse est validée, car l'AICAR favorise effectivement la conversion des fibres de type II en fibres de type I, améliorant ainsi les performances lors d'efforts prolongés.
• Donnée 3:
Afin d'étudier un autre effet d'AICAR sur les enzymes impliquées dans les réactions de production d'énergie au niveau cellulaire, des fibres musculaires ont été prélevées... La figure (a) présente les résultats de la mesure de leur activité enzymatique. La figure (b) présente les principales voies métaboliques.
Document 5: Activité enzymatique et voies métaboliques
4. À partir du document 5, comparez l'activité enzymatique chez les deux groupes de souris, puis déduisez l'action de l'AICAR sur chacune des deux voies métaboliques. (0.5 pt)
Comparaison : Chez le groupe test (injecté par AICAR), l'activité des enzymes SDH et MDH est élevée (+++) et celle de la LDH est faible (+). Chez le groupe témoin, c'est l'inverse (SDH et MDH faibles, LDH élevée).
Action de l'AICAR : L'AICAR stimule la voie métabolique aérobie (cycle de Krebs, indiquée par SDH et MDH) et inhibe la voie métabolique anaérobie (fermentation lactique, indiquée par LDH).
5. À partir des données précédentes, et en tenant compte des difficultés rencontrées par le jeune athlète, expliquez comment l'utilisation d'AICAR peut améliorer ses performances dans les sports de longue durée. (0.5 pt)
L'AICAR améliorerait les performances du jeune athlète en favorisant la conversion de ses fibres musculaires de type II (fatigables) en fibres de type I (résistantes). Cela s'accompagne d'une augmentation de l'activité de la voie aérobie (production d'ATP efficace sans accumulation d'acide lactique), retardant ainsi l'apparition de la fatigue musculaire précoce.
Exercice 2 (6 points)
Dans le cadre de l'étude des mécanismes de l'expression et de la transmission de l'information génétique, on propose les données suivantes :
• Donnée 1:
L'épidermolyse bulleuse est une maladie génétique rare du tissu conjonctif qui apparaît dès la naissance ou pendant l'enfance, caractérisée par l'apparition de bulles douloureuses sur la peau et les muqueuses après de légers traumatismes ou frottements. L'épidermolyse bulleuse est associée à une protéine membranaire appelée intégrine $\alpha6\beta4$.
Document 1: Quantité de la protéine intégrine $\alpha6\beta4$ fonctionnelle
Document 2: Relation entre l'intégrine $\alpha6\beta4$ et la membrane basale
1. En vous basant sur les documents 1 et 2, comparez la quantité de la protéine intégrine $\alpha6\beta4$ fonctionnelle chez la personne saine et chez la personne malade, puis montrez la relation protéine-caractère héréditaire. (0.75 pt)
Comparaison : La quantité d'intégrine $\alpha6\beta4$ fonctionnelle est de 100% chez la personne saine, contre seulement 10% chez la personne malade.
Relation protéine-caractère :
- Chez la personne saine : Protéine intégrine fonctionnelle $\rightarrow$ adhérence normale de l'épiderme à la membrane basale $\rightarrow$ cohésion de la peau $\rightarrow$ peau saine.
- Chez la personne malade : Protéine intégrine non fonctionnelle (déficiente) $\rightarrow$ faible adhérence de l'épiderme $\rightarrow$ décollement de l'épiderme $\rightarrow$ formation de bulles $\rightarrow$ maladie (épidermolyse bulleuse).
• Donnée 2:
La synthèse de la protéine intégrine $\alpha6\beta4$ est contrôlée par un gène portant le nom ITGB4. Le document 3 présente deux fragments de brins non transcrits de deux allèles du gène ITGB4. Le document 4 présente le tableau du code génétique.
Document 3: Fragments d'allèles ITGB4
Document 4: Tableau du code génétique
2. En vous basant sur les documents 3 et 4, donnez les séquences d'ARNm et d'acides aminés correspondant à chacun des fragments des allèles ITGB4 chez la personne saine et chez la personne malade, puis expliquez l'origine génétique de l'épidermolyse bulleuse. (1.5 pts)
Chez la personne saine :
Brin non transcrit : 5' CAG ACC GAG GAC CGA GGA CGG 3'
ARNm : 5' CAG ACC GAG GAC CGA GGA CGG 3'
Acides aminés : Gln - Thr - Glu - Asp - Arg - Gly - Arg
Chez la personne malade :
Brin non transcrit : 5' CAG ACC GAG GAC TGA GGA CGG 3'
ARNm : 5' CAG ACC GAG GAC UGA GGA CGG 3'
Acides aminés : Gln - Thr - Glu - Asp - STOP
Origine génétique : La maladie est due à une mutation ponctuelle par substitution du nucléotide C par T au niveau du 5ème triplet (CGA $\rightarrow$ TGA) sur le brin non transcrit de l'allèle ITGB4. Cela entraîne l'apparition d'un codon STOP prématuré (UGA) sur l'ARNm, provoquant un arrêt prématuré de la traduction et la synthèse d'une protéine intégrine tronquée et non fonctionnelle.
• Donnée 3:
Des études récentes ont porté sur l'utilisation d'un antibiotique appelé gentamicine chez les personnes malades. Le document 5 présente des résultats montrant l'effet de la gentamicine.
Document 5: Synthèse de l'intégrine $\alpha6\beta4$ fonctionnelle (%) sous gentamicine
3. À partir du document 5, montrez que le traitement par la gentamicine a un effet positif sur la personne atteinte d'épidermolyse bulleuse. (0.5 pt)
Le document 5 montre que la synthèse de l'intégrine $\alpha6\beta4$ fonctionnelle augmente avec la dose de gentamicine : 0% à 0 $\mu$g/ml, 7% à 6,25 $\mu$g/ml, 14% à 12,5 $\mu$g/ml, et 23% à 25 $\mu$g/ml. Cet effet dose-dépendant positif indique que la gentamicine favorise la production de la protéine fonctionnelle.
Document 6: Action de la gentamicine sur les ribosomes
4. En vous basant sur le document 6, proposez une explication du mode d'action de la gentamicine dans le traitement de certaines formes d'épidermolyse bulleuse. (0.5 pt)
La gentamicine agit au niveau des ribosomes en forçant la poursuite de la traduction au niveau du codon STOP prématuré (UGA). Au lieu de s'arrêter, le ribosome incorpore un acide aminé, permettant ainsi la synthèse d'une chaîne polypeptidique complète et d'une protéine intégrine fonctionnelle (ou partiellement fonctionnelle), rétablissant ainsi l'adhérence de l'épiderme.
• Donnée 4:
Le document 7 présente l'arbre généalogique (pedigree) d'une famille dont certains membres sont touchés par la maladie de l'épidermolyse bulleuse.
Document 7: Arbre généalogique
5. Montrez que l'allèle responsable de la maladie de l'épidermolyse bulleuse est récessif et porté par un chromosome non sexuel (autosome). (0.5 pt)
Récessif : Les individus II-1 et II-2 sont sains, mais ils ont des enfants malades (III-1 et III-3). La maladie "saute" une génération, ce qui est caractéristique d'un allèle récessif.
Autosomique : L'individu III-3 est une fille malade, mais son père (II-2) est sain. Si l'allèle était porté par le chromosome X, le père serait obligatoirement malade (car il transmet son unique chromosome X à sa fille). L'allèle est donc porté par un autosome.
6. Sachant que l'individu III-2 est hétérozygote, déterminez la probabilité pour que le fœtus IV-1 soit sain, justifiez votre réponse en vous aidant d'un échiquier de croisement. (0.75 pt)
Analyse :
- III-2 est sain et hétérozygote : génotype Mm.
- Les parents de III-4 (II-4 et II-5) sont sains mais ont un enfant malade (III-6, mm), donc ils sont tous deux hétérozygotes (Mm).
- III-4 est sain, donc son génotype est soit MM (1/3) soit Mm (2/3).
Croisement : III-2 (Mm) $\times$ III-4 (2/3 Mm)
Probabilité d'avoir un enfant malade (mm) = (2/3) $\times$ (1/4) = 2/12 = 1/6.
Probabilité d'avoir un fœtus sain (IV-1) = 1 - 1/6 = 5/6 (soit environ 83,33%).
• Donnée 5:
Les épidermolyses bulleuses touchent environ une personne parmi 20000 dans le monde. Sachant que cette population obéit à la loi de Hardy-Weinberg (population équilibrée). NB: Utiliser cinq (5) chiffres après la virgule.
7. a. Calculez la fréquence de l'allèle anormal (muté) et celle de l'allèle normal (sauvage). (1 pt)
b. Calculez la fréquence des individus sains porteurs de l'allèle responsable de la maladie dans la population. (0.5 pt)
7.a. La fréquence des individus malades (mm) est $q^2 = 1/20000 = 0.00005$.
Fréquence de l'allèle anormal (m) : $q = \sqrt{0.00005} \approx 0.00707$.
Fréquence de l'allèle normal (M) : $p = 1 - q = 1 - 0.00707 = 0.99293$.
7.b. La fréquence des individus sains porteurs (hétérozygotes Mm) est $2pq$.
$2pq = 2 \times 0.99293 \times 0.00707 \approx 0.01404$.
Exercice 3 (3 points)
Afin d'étudier le mode de transmission de deux caractères héréditaires: la couleur du pelage (pelage jaune et pelage noir) et la longueur des poils (poils courts et poils longs) chez le hamster syrien, on réalise les croisements suivants:
le hamster syrien
• Croisement 1:
entre des mâles à pelage jaune et à poils courts (lignée pure), et des femelles à pelage noir et à poils longs (lignée pure).
Les résultats observés chez la descendance $F_1$ montrent que : Toutes les femelles présentent un pelage noir tacheté de jaune et des poils courts. Tous les mâles présentent un pelage noir et des poils courts.
• Croisement 2:
entre des mâles à pelage noir et à poils longs (lignée pure), et des femelles à pelage jaune et à poils courts (lignée pure).
Les résultats observés chez la descendance $F'_1$ montrent que: Toutes les femelles présentent un pelage noir tacheté de jaune et des poils courts. Tous les mâles présentent un pelage jaune et des poils courts.
1. En vous basant sur les résultats des deux croisements 1 et 2, déterminez le mode de transmission des deux caractères héréditaires étudiés, puis montrez que les deux gènes sont indépendants. (1.5 pt)
Couleur du pelage : Les résultats diffèrent selon le sexe des parents (croisement réciproque non identique chez les mâles $F_1$ et $F'_1$), ce qui indique une transmission liée au chromosome sexuel X. Les femelles hétérozygotes sont "noir tacheté de jaune", ce qui indique une codominance entre l'allèle Noir ($X^N$) et l'allèle Jaune ($X^J$).
Longueur des poils : Dans les deux croisements, tous les descendants $F_1$ ont des poils courts, quel que soit leur sexe. Le caractère "poils courts" est donc dominant sur "poils longs". L'absence de différence entre mâles et femelles indique une transmission autosomique (Allèle court $A$ dominant sur allèle long $a$).
Indépendance : Puisque le gène de la couleur est lié au sexe (chromosome X) et le gène de la longueur des poils est autosomique, ils sont situés sur des chromosomes différents et sont donc indépendants.
2. a. À l'aide d'un échiquier de croisement, donnez l'interprétation chromosomique du croisement 1. (0.75 pt)
b. À l'aide d'un échiquier de croisement, donnez l'interprétation chromosomique du croisement 2. (0.75 pt)
a. Croisement 1 :
Parents : Mâle jaune court ($X^JY$ $A//A$) $\times$ Femelle noire longue ($X^NX^N$ $a//a$)
Gamètes : Mâle ($X^J A$, $Y A$) ; Femelle ($X^N a$)
$F_1$ :
| $X^N a$ | |
|---|---|
| $X^J A$ | $X^NX^J$ $A//a$ $\rightarrow$ Femelle noir tacheté de jaune, poils courts |
| $Y A$ | $X^NY$ $A//a$ $\rightarrow$ Mâle noir, poils courts |
b. Croisement 2 :
Parents : Mâle noir long ($X^NY$ $a//a$) $\times$ Femelle jaune courte ($X^JX^J$ $A//A$)
Gamètes : Mâle ($X^N a$, $Y a$) ; Femelle ($X^J A$)
$F'_1$ :
| $X^J A$ | |
|---|---|
| $X^N a$ | $X^NX^J$ $A//a$ $\rightarrow$ Femelle noir tacheté de jaune, poils courts |
| $Y a$ | $X^JY$ $A//a$ $\rightarrow$ Mâle jaune, poils courts |
Exercice 4 (3 points)
La chaîne du Petit Caucase, située principalement en Arménie, se caractérise par la présence d'un complexe ophiolitique réparti sur plus de 1000 km, témoignant de mouvements lithosphériques importants datant d'environ 90 millions d'années.
• Donnée 1:
Le document 1 présente une carte géologique simplifiée de la région du Petit Caucase (figure a) et une coupe géologique réalisée dans la même région selon le segment AB (figure b).
Document 1: Carte et coupe géologique du Petit Caucase
1. À partir du document 1, dégagez un indice montrant la convergence entre deux plaques lithosphériques, et un autre indice indiquant la fermeture d'un ancien océan. (0.5 pt)
Indice de convergence : La présence de chevauchements, de failles inverses et d'un prisme d'accrétion témoignant du raccourcissement et de la déformation des blocs continentaux.
Indice de fermeture d'un ancien océan : La présence d'une suture ophiolitique et d'ophiolites (vestiges de la lithosphère océanique) coincées entre les deux blocs continentaux.
• Donnée 2:
Dans les affleurements ophiolitiques de la zone étudiée, on observe des roches métamorphiques R1, R2 et R3 dont la composition chimique est proche de celle du Gabbro. Le document 2 présente quatre lames minces correspondant aux roches R1, R2, R3 et au Gabbro.
Document 2: Lames minces des roches (Gabbro, R1, R2, R3)
2. En vous basant sur le document 2, décrivez la variation de la composition minéralogique des roches, lorsqu'on passe: Du Gabbro à R1; De R1 à R2; De R2 à R3. (0.75 pt)
- Du Gabbro à R1 : Disparition du Pyroxène (Px) et apparition de l'Actinote (Ac). Le Plagioclase (Pl) est conservé.
- De R1 à R2 : Disparition de l'Actinote (Ac) et apparition du Glaucophane (Gl). Le Plagioclase (Pl) est conservé.
- De R2 à R3 : Disparition du Glaucophane (Gl) et du Plagioclase (Pl), et apparition du Grenat (G) et de la Jadéite (Ja).
Document 3: Trajet proposé de l'évolution du Gabbro (Diagramme P-T)
3. En vous basant sur le document 3, décrivez l'évolution de la température et de la pression lorsqu'on passe de R1 à R2, ensuite de R2 à R3, puis déduisez le type de métamorphisme responsable de la formation de ces roches. (0.75 pt)
Évolution T et P :
- De R1 à R2 : La pression augmente fortement tandis que la température reste basse (ou diminue légèrement).
- De R2 à R3 : La pression continue d'augmenter fortement (jusqu'à 2500 MPa) tandis que la température reste basse.
Type de métamorphisme : Il s'agit d'un métamorphisme de Haute Pression et Basse Température (HP/BT), caractéristique des zones de subduction où la plaque plongeante s'enfonce rapidement dans le manteau.
• Donnée 4:
Le document 4 présente les différentes étapes de la formation de la chaîne de montagnes du Petit Caucase.
Document 4: Étapes de formation de la chaîne
4. À partir du document 4 et les données précédentes, déterminez les étapes de la formation de la chaîne du Petit Caucase, en précisant les principaux phénomènes géologiques qui ont affecté la région. (1 pt)
- Étape 1 (-95 à -75 Ma) : Subduction océanique. La lithosphère océanique de la Néotéthys subducte sous le bloc Eurasiatique, entraînant la formation d'un arc volcanique et le début du métamorphisme HP/BT des roches océaniques.
- Étape 2 (-75 à -65 Ma) : Rapprochement et accrétion. Les blocs continentaux se rapprochent. Les roches de la lithosphère océanique subissent un métamorphisme HP/BT intense (formation de schistes bleus à glaucophane, puis d'éclogites à grenat et jadéite) et forment un prisme d'accrétion.
- Étape 3 (-13 à -6 Ma) : Collision continentale. Affrontement direct entre le bloc Sud-Arménien et le bloc Eurasiatique. Fermeture totale de l'océan, mise en place de la suture ophiolitique, formation de la chaîne de montagnes par plissement et chevauchement, et mise en place d'intrusions plutoniques.