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L2 STEP. BIOLOGIE ET GÉOSCIENCES PARTIEL DU MERCREDI 17 MAI 2006. DURÉE : 1 heure

Barême sur 25

1. Arbre du vivant. 10 points

a. Représentez schématiquement l’arbre du vivant en indiquant les principales branches 3 points Archea, bactéries, eucaryotes. 2 points. Bonus d’un point à ceux qui ont positionné animaux, végétaux, champignons ou défini correctement les procaryotes ou positionné correctement LUCA

b. Expliquer brièvement le principe de la méthode d’établissement de cet arbre. 2 points Mesures de distances génétiques à partir du séquençage d’acides nucléiques. On utilise les ADN codant pour la petite sous unité du ribosome

c. Qu’est-ce qu’un ribosome ? De quoi est-il composé ? À quoi sert-il ? 3 points C’est un organite cellulaire présent chez tous les êtres vivants Il est composé d’ARN-r. Ces molécules d’ARN-r ont des propriétés enzymatiques : ce sont des ribozymes Le ribosome sert à traduire les séquences d’ARN-m en polypeptides qui donneront les protéines.

d. Qu’est ce que LUCA ? 1 point Last Universal Common Ancestor C’est l’ ancêtre commun de tous les êtres vivants existant sur Terre

e. Citez un argument en faveur d’une origine haute température de la Vie. 1 point À relativement faible distance génétique de LUCA, on trouve de nombreuses espèces thermophiles ce qui peut laisser penser que LUCA et donc les premières cellules vivantes vivaient à haute température.

2. Membranes biologiques et respiration. 8 points

a. Qu'est ce qu'une molécule amphiphile? 1 point C’est une molécule possédant à la fois des propriétés hydrophiles et hydrophobes.

b. Montrer à partir d'un schéma comment les molécules amphiphiles permettent la formation de membranes biologiques. On dessinera la structure de la membrane. 2 points Double couche : parties hydrophiles pointant vers le milieu extérieur et l’intérieur de la cellule dont on mentionne les richesses en eau. Parties hydrophobes des deux couches cherchant à s ‘associer.

c. Décrire le rôle des membranes biologiques dans la respiration. Utiliser un schéma. 3 points Schéma et commentaires montrant (1) que la membrane permet de séparer des zones riches et pauvres en protons ; (2) que les protéines membranaires en particulier ATP-ases jouent un grand rôle dans la respiration ; (3) que les membranes permettent le transfert des électrons.

d. Donner l'ordre de grandeur de la quantité de dioxyde de carbone produite annuellement par la respiration. 1 point 1016 moles par an

e. Donner l’ ordre de grandeur de la quantité annuelle de dioxyde de carbone produite par les activités humaines. 1 point réponses entre 4 et 7 1014 moles acceptées. Ordres de grandeur plus larges (1014 ou 1015 moles) : la moitié du point

3. Métabolismes 7 points

a. Écrire 1) les demi-réactions d'oxydo-réduction en faisant apparaître les protons et les électrons, et 2) le bilan total, caractérisant l'activité métabolique d'une bactérie qui respire en utilisant des ions nitrate (NO3-) en dégageant du diazote (N2). 4 points Si une ou plusieurs équations sont fausses (erreurs d’étourderie certes mais inacceptables dans cet exercice), je mets moins de 2 points

b. Dans quelle molécule cette bactérie stocke-t-elle l'énergie libre libérée par cette réaction? 1 point L’ATP c. Où ces réactions se produisent elles dans la cellule bactérienne? 1 point Près de la membrane plasmique d. Que pensez vous de l'évolution du pH à proximité immédiate de cette bactérie? 1 point Des protons sont consommés dans la réaction globale écrite en a : le pH augmente donc à proximité de cette bactérie.