Cbsv Stl Bio 2013

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BACCALAURAT TECHNOLOGIQUE

Srie : Sciences et Technologies de Laboratoire Spcialits : - Biotechnologies - Sciences physiques et chimiques en laboratoire

SESSION 2013

Sous-preuve crite de Chimie biochimie sciences du vivant

Coefficient de cette sous-preuve : 4

Ce sujet est prvu pour tre trait en deux heures.

Ce sujet sera trait par les candidats se prsentant pour la premire fois aux preuves terminales

du baccalaurat.

Les sujets de CBSV et de spcialit seront traits sur des copies spares.

Lusage de la calculatrice est autoris.

Ce sujet comporte 8 pages.

Partie 1 : pages 2 3 Partie 2 : pages 4 8 Les 2 parties sont indpendantes.


Lvaluation tiendra compte de la qualit de la rdaction et de la prsentation

PARTIE 1 : Origine et traitement dun cas de strilit (8 points)

Un couple consulte un mdecin pour cause dinfertilit. Les rsultats du spermogramme du patient sont dans les valeurs physiologiques usuelles. Tous les examens complmentaires effectus ont montr quil est fertile.

Afin de dterminer lorigine de linfertilit, le mdecin prescrit la patiente des examens sanguins, dont les rsultats sont compars avec ceux dune femme fertile (document 1).

QUESTIONS 1.1 Construire un schma traduisant les relations de communication hormonale entre les organes

scrteurs et les organes cibles en utilisant les mots suivants : LH, utrus, progestrone, FSH, stradiol, ovaire et complexe hypothalamo-hypophysaire. Indiquer les relations hormonales sans prciser sil sagit de stimulations ou dinhibitions.

1.2 Chez une femme fertile, prciser, en dbut de cycle menstruel, le rle de la FSH sur son

organe cible. 1.3 Indiquer la consquence du pic de LH en milieu de cycle menstruel. 1.4 Recopier la bonne rponse sur la copie.

Laugmentation de la concentration de progestrone partir du 14me jour:

a. prpare le follicule lovulation.

b. est lorigine du pic de LH.

c. favorise le dveloppement et le maintien de lendomtre.

d. dclenche les rgles.

1.5 Identifier lorigine de la strilit de la patiente en comparant les rsultats danalyse de la patiente et dune femme fertile.

1.6 Recopier la bonne rponse sur la copie. Laugmentation de la concentration dstrogne entre le 11me et le 13me jour :

a. exerce un rtrocontrle ngatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.

b. exerce un rtrocontrle positif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire.

c. exerce un rtrocontrle ngatif direct sur les ovaires.

d. exerce un rtrocontrle positif direct sur les ovaires.

1.7 Le mdecin prescrit sur une dure de quelques jours un traitement au clomiphne, un analogue structural des strognes. Ce mdicament empche au niveau du complexe hypothalamo-hypophysaire, la fixation des strognes sur leur rcepteur et bloque ainsi leur action inhibitrice. Expliquer en quoi le traitement propos peut restaurer la fertilit de la patiente.


DOCUMENT 1

Evolutions des diffrentes concentrations hormonales chez la patiente et chez une femme fertile


PARTIE 2 : Etude des voies de dgradation du glucose (12 points) La glycolyse (voie de mtabolisme cellulaire catabolique) constitue la premire partie de la dgradation du glucose avec production dATP (adnosine triphosphate). Lquation globale de la raction de dgradation est la suivante :

C6H12O6 + 2 ADP3- + 2 HPO42- + 2 NAD+ 2 C3H3O3- + 2 ATP4- + 2 H2O + 2 (NADH,H+) Glucose Pyruvate

La glycolyse est une voie mtabolique qui permet une cellule de produire rapidement de lATP partir du glucose. Dans les cellules musculaires, la glycolyse est suivie dautres voies mtaboliques. Lune de ces voies aboutit la synthse de lactate. Lobjet de cette tude est de comprendre laide des documents 2 4, lorigine de lapparition de crampes lors dun effort musculaire. Dans cette optique, on sintresse la glycolyse et au devenir du pyruvate form.

QUESTIONS Etude de diffrentes tapes de la glycolyse On considre la raction de formation d'ATP4- partir d'ADP3- (adnosine diphosphate) :

ADP3- + HPO42- + H+ ATP4- + H2O (1)

2.1 Dterminer si la raction (1) est favorise ou non dans les conditions biologiques pH = 7,0 et T = 310 K. Expliquer votre choix.

2.2 La raction (1) de phosphorylation de lADP3- en ATP4- ncessite un couplage pour avoir lieu. Expliquer ce processus.

2.3 A T = 310 K et pH = 7,0, la constante d'quilibre (K) associe la raction (1) vaut 8,8.x 10-6. Soit une solution aqueuse, pH = 7,0 (solution tamponne) et 310 K, qui contient initialement de l'ATP4-, de l'ADP3- et l'ion hydrognophosphate la concentration c0 telle que :

c0 = [ATP4-]0 = [ADP3-]0 = [HPO42-]0 = 5,0.10-3 mol.L-1 .

2.3.1 Expliquer lintrt dutiliser une solution tamponne dans ces conditions exprimentales.

2.3.2 Exprimer le quotient ractionnel Qr et montrer que le systme n'est pas l'quilibre. Dterminer le sens de son volution.

2.4 La glycolyse se dcompose en deux phases :

- une phase dite dinvestissement dATP4-. - une phase dite de rcupration dATP4-.

Proposer une explication ces deux termes.

2.5 Justifier que lhydrolyse de lATP permet la ralisation de ltape 3 de la glycolyse.


Devenir du pyruvate en lactate 2.6 Aprs la glycolyse, le pyruvate peut tre rduit en lactate. Montrer que, dans les conditions

biologiques, le NADH permet la rduction du pyruvate en lactate. Donner les demi-quations des couples correspondant et en dduire lquation de raction associe.

2.7 Identifier la fonction qui subit la rduction dans le pyruvate et la fonction qui apparait dans

le lactate. 2.8 tablir le bilan nergtique de lutilisation du glucose lors de la fermentation lactique. Comparaison des voies arobie et anarobie 2.9 Le bilan dnergie de la dgradation complte dune mole de glucose lors de la respiration

est de 36 moles dATP. Justifier laffirmation suivante le rendement nergtique de la fermentation lactique est plus faible que celui de la respiration .

2.10 Les crampes apparaissent lorsque le muscle manque doxygne. Utiliser le texte introductif et les rponses aux questions, pour expliquer lorigine de leur apparition.


DOCUMENTS Document 2 : Donnes thermodynamiques Enthalpie libre standard de raction dans les conditions biologiques (pH = 7,0 et T = 310 K) ADP3- + HPO42- + H+ ATP4- + H2O rG = + 30 kJ.mol-1 F6P2- + HPO42- F1,6BP4- + H2O rG = + 16 kJ.mol-1 F6P2- : Fructose-6-phosphate F1,6BP4- : Fructose-1,6-bis-phosphate Potentiel standard dans les conditions biologiques (pH = 7, et T = 310 K)

Oxydants Rducteurs E (V)

NAD+ NADH,H+ -0,32

Pyruvate Lactate -0,19


Hexokinase

Phosphoglucose isomrase

Aldolase

Phosphofructokinase

Triose phosphate isomrase

Glycraldhyde 3-phosphate

dshydrognase

Phosphoglycrate kinase

Phosphoglycrate mutase

Enolase

Pyruvate kinase

Phas

e d

inve

stis

sem

ent

Glucose

Glucose-6-phosphate

ATP

ADP

Fructose-6-phosphate

ATP

ADP

Fructose-1,6-bisphosphate

Dihydroxyactone

phosphate Glycraldhyde-3-

phosphate (2 molcules)

1

OH

CH2OH

OH

H

HO

OH

H

H

H H

O

OH

CH2 OPO32-

OH

H

HO

OH

H

H

HH

O

2

CH2OH

OH

OH

H OH

H

H

CH2 OPO32-

O

CH2 OPO32-

OH

OH

H OH

H

H

CH2 OPO32-

O

3

4

5 H

C CH CH2 OPO32-OH O

1,3-Bis-phosphoglycrate (2

2 Pi , 2 NAD+

2 NADH

2 ADP

2 ATP3-Phosphoglycrate

(2 molcules)

2-Phosphoglycrate (2 molcules)

Phosphonolpyruvate (2 molcules)

2 H2O

Pyruvate (2 molcules)

2 ADP

2 ATP

6

7

8

9

10

CH2OH

O C

CH2 OPO32-

C CH CH2 OPO32-

OPO32-

OH O

C CH CH2 OPO32-

-O

OH O

OPO32-

C CH CH2 OH

-O

O

C C CH2

OPO32-

-O

O

O C C

CH3 -O

O

Phas

e de

rc

upr

atio

n

Document 3 : Etapes de la glycolyse (notes de 1 10)

Etape 3

Hexokinase

Phosphoglucose isomrase

Aldolase

Phosphofructokinase

Triose phosphate isomrase

Glycraldhyde 3-phosphate

dshydrognase

Phosphoglycrate kinase

Phosphoglycrate mutase

Enolase

Pyruvate kinase

Phas

e d

inve

stis

sem

ent

Glucose

Glucose-6-phosphate

ATP

ADP

Fructose-6-phosphate

ATP

ADP

Fructose-1,6-bisphosphate

Dihydroxyactone

phosphate Glycraldhyde-3-

phosphate (2 molcules)

1

OH

CH2OH

OH

H

HO

OH

H

H

H H

O

OH

CH2 OPO32-

OH

H

HO

OH

H

H

HH

O

2

CH2OH

OH

OH

H OH

H

H

CH2 OPO32-

O

CH2 OPO32-

OH

OH

H OH

H

H

CH2 OPO32-

O

3

4

5 H

C CH CH2 OPO32-OH O

1,3-Bis-phosphoglycrate (2

2 Pi , 2 NAD+

2 NADH

2 ADP

2 ATP3-Phosphoglycrate

(2 molcules)

2-Phosphoglycrate (2 molcules)

Phosphonolpyruvate (2 molcules)

2 H2O

Pyruvate (2 molcules)

2 ADP

2 ATP

6

7

8

9

10

CH2OH

O C

CH2 OPO32-

C CH CH2 OPO32-

OPO32-

OH O

C CH CH2 OPO32-

-O

OH O

OPO32-

C CH CH2 OH

-O

O

C C CH2

OPO32-

-O

O

O C C

CH3 -O

O

Phas

e de

rc

upr

atio

n

Etape 3


Document 4 : Devenir du pyruvate Les deux molcules de pyruvate formes lors de la glycolyse peuvent tre mtabolises selon trois voies : deux voies anarobies et une voie arobie. Formules dveloppes du pyruvate et du lactate :

2 Pyruvates

Fermentation alcoolique

2 NADH

2 NAD+

2 Ethanol + 2 CO2

Fermentation lactique

2 NADH

2 NAD+

2 Lactate

Voies anarobies Voie arobie

6 CO2 + 6 H2O

6 O2 6 NADH + 2 FADH2

6 NAD+ + 2 FAD

Respiration

Documents

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