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Sujet complet de l'épreuve disponible ici : https://www.education.gouv.fr/reussir-au-lycee/bac-2025-les-sujets-des-epreuves-ecrites-de-specialite-450514

Exercice n°1

Les angiospermes constituent la majorité des végétaux terrestres. Ils également ont développé un fonctionnement leur permettant une exploitation efficace et efficience des ressources de leur environnement, avec l’eau comme élément essentiel pour assurer leur croissance ainsi que la photosynthèse. Cette dernière, à la base de la production de matière organique dans les cellules chlorophylliennes des feuilles, repose donc sur une série d’étapes allant de l’absorption racinaire de l’eau (étape initiale) à son utilisation comme substrat chimique dans les chloroplastes (étape finale). Explorons ces dernières : 

1) Au niveau racinaire : 

Les poils absorbants jouent un rôle fondamental dans l’absorption de l’eau et des sels minéraux dissous dans le sol. Ces structures, à l’échelle microscopique, se comptent par milliers et se multiplient à la surface d’échange racinaire, permettant à l’eau d’entrer dans la plante par osmose. Des observations par microscope (ou même en coupe) montrent la présence de mycorhizes, qui permettant une exploration plus large du sol et une meilleur absorbtion de certains éléments tels que les ions minéraux comme les phosphates ou les nitrates.

2) Du transport de l’eau par la sève, vers les feuilles : 

L’eau absorbée est transportée jusqu’aux feuilles où se déroule la photosynthèse. D’un point de vue « mécanique », ce transport est réalisé par le xylème (tissu constitué de cellules mortes formant des « tubes capillaires » remplis d’eau tout au long de la plante. L’on peut décrire le déplacement de la sève brute au travers de trois caractéristiques : 

(1)   la cohésion entre les molécules d’eau : elle est assurée par les liaisons hydrogène ;

(2)   l’adhésion desdites molécules aux parois (des vaisseaux) ;

(3)   la tension exercée par la perte d’eau sous forme de vapeur par les stomates (transpiration foliaire).

Cette théorie, dite de la cohésion-tension, explique comment cette colonne d’eau est étirée depuis les racines jusqu’aux feuilles sans rupture. 

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3) Le rôle de l’eau dans les cellules chlorophylliennes des feuilles :

L’eau joue un rôle indispensable dans la photosynthèse, dont l’équation peut être décrite comme suit : 6CO2 + 6H2O + lumière -> C6H12O6 + 6O2

L’eau intervient à trois reprises : (1) réactif chimique, (2) source d’oxygène, (3) solvant biologique.

Des expériences (Van Niel et Ruben / Kamen) utilisant de l’eau marquée à l’oxygène-18 (H₂¹⁸O), montrent que l’oxygène dégagé par les plantes lors de la photosynthèse provient bien de l’eau (et non du CO₂). La photosynthèse dépend ainsi de l’ouverture des stomates, qui permet l’entrée du CO₂ mais entraîne aussi une perte d’eau par transpiration, qui induit un équilibre entre perte d’eau et absorption racinaire. 

En conclusion, l’on peut dire que chez les angiospermes, l’eau est un élément essentiel au transport des éléments afférents à la croissance organique. 

Exercice n°2

Le Dryas récent est survenu à la fin de la dernière glaciation, entre 11 500 et 12800 années avant l’époque contemporaine, interrompant le réchauffement progressif du climat post - glaciaire. Cette phase de refroidissement rapide a eu des conséquences majeures sur la biosphère, les populations humaines et la dynamique océanique.

1) Mise en évidence du refroidissement :

(a) isotopes de l’oxygène au niveau de la glace étudiée au Groenland :

L’étude du document n°1 montre que, dans la carotte glaciaire GISP2 au Groenland, l’évolution du δ¹⁸O (que l’on définit comme le rapport isotopique ¹⁸O/¹⁶O et qui est un indicateur reconnu de la température de formation des précipitations) correspond à :

-        (1) une baisse du δ¹⁸O correspond à une baisse des températures, observée : durant le Dryas récent ;

-        (2) une baisse de plusieurs degrés (jusqu’à -10°C) en quelques décennies, observée du fait de la calibration empirique entre température et δ¹⁸O.

L’on observe donc un refroidissement brutal, particulièrement bien documenté dans les hautes latitudes.

(b) observation des foraminifères planctoniques au sein des sédiments marins : 

L’étude du document n°2 montre une sensibilité à la température de l’eau des foraminifères, organismes unicellulaires marins. L’on observe ici plus précisément que la Neogloboquadrina pachyderma présente deux types de tests (coquilles) : 

-        (1) un enroulement dextre (eaux chaudes) ; 

-        (2) un enroulement sénestre (eaux froides).

Il ressort ainsi une augmentation sensible des tests sénestres pendant le Dryas récent, qui reflète donc un refroidissement des eaux norvégiennes. Ce refroidissement n’a donc pas uniquement concerné le Groenland, mais aussi d’autres latitudes en Atlantique Nord.

(c) données palynologiques de l’évolution de la flore : 

Dans le document n°3 (a), le diagramme pollinique utilisé montre un extrait de la tourbière de la Borde (Pyrénées) et décrit une évolution très spécifique de la composition végétale : 

-        (1) régression d’arbres, définis comme à exigences thermiques moyennes (exemple du pin et du chêne) ; 

-        (2) l’expansion d’espèces herbacées plus dédiées à un climat plus froid et sec (comme l’Artemisia ou les Poacées).

Ces espèces correspondent à une végétation de steppe froide et leur développement est cohérent avec un abaissement des températures (document n°3, b). 

2)  hypothèses explicative : vers un ralentissement des paramètres de circulation thermo haline.

(a) description du rôle de la circulation océanique :

Le document n°4 (a) montre que le Gulf Stream transporte des eaux chaudes de l’équateur vers le Nord de l’Atlantique. Par leur enfoncement près du Groenland, lesdites eaux forment un courant profond froid, qui se définit en tant que moteur de la circulation thermohaline globale.

Nous en concluons que cette circulation joue un rôle essentiel dans le réchauffement climatique de l’Europe de l’Ouest. Toutefois, un éventuel ralentissement de la plongée des eaux au nord entraînerait un affaiblissement du Gulf Stream et une chute des températures.

(b) mise en évidence d’un brassage vertical : 

Le document 4b nous présente un indicateur : le décalage d’âge benthique-planctonique. Ce dernier montre deux choses : 

-        (1)  si ce décalage augmente : les eaux de surface plongent moins rapidement ;

-        (2) ce décalage atteint des valeurs très élevées durant le Dryas récent avec un corollaire de, ralentissement marqué du brassage vertical, et donc de circulation thermohaline.

Nous en inférons donc l’hypothèse admise d’une fonte rapide des glaciers nord-américains avec une libération d’énormes volumes d’eau douce dans l’Atlantique Nord. Cette dernière, moins dense que l’eau salée, a influé sur la plongée des eaux froides, a ralenti le Gulf Stream avec comme effet final un refroidissement régional.

Nous pouvons en conclure que le Dryas récent a montré un refroidissement rapide et intense, que l’étude de différents artefacts non dépendants entre eux (glaces, sédiments, pollens) peut attester. Nous émettons ainsi une hypothèse de perturbation de la circulation thermohaline. Cet épisode illustre combien le climat est empreint d’une extrême sensibilité aux rétroactions océaniques, et ce, même à l’échelle d’un siècle.


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