samedi 24 octobre 2015

Le métabolisme des cellules musculaires 1 (spé)

Document 1. Type de sports et type de métabolismes


Document 2. Mécanisme simplifié du métabolisme de la phosphocréatine


Document 3. Effet d'une prise de créatine


Document 4. Métabolisme lactique simplifié

Document 5. Métabolisme respiratoire simplifié

Document 6. Métabolisme d'une sprinteuse


Document 7. Métabolisme du glycogène chez un coureur de fond


lundi 19 octobre 2015

L'interprétation actuelle de la courbe bimodale (1ere S)

Profils sismiques



Echantillon de granite


Echantillon de péridotite


Echantillon de basalte


Echantillon de gabbro


Mesure de la densité d'une roche


dimanche 11 octobre 2015

Un accident climatique discuté (spé)

Document 1. Topographie de la zone concernée






Document 2. L'éruption du volcan Tambora (autre volcan indonésien) et ses conséquences


Document 3. Quelques caractéristiques d'éruptions volcaniques majeures de type explosif


Document 4. Description de l'éruption du Toba (2014)

Depuis les travaux des pionniers qu’étaient Emil Wiechert, Richard Dixon Oldham et Harold Jeffreys au début du XXe siècle, la sismologie continue à faire des progrès. Cette science s’est avérée précieuse pour l’établissement de la théorie de la tectonique des plaques, conjointement à la découverte des inversions magnétiques. Elle peut être utilisée pour mieux comprendre la structure des volcans, avec l'espoir de mieux évaluer les risques d'éruption.

On aimerait bien notamment pouvoir prédire à l’avance l’occurrence d’éruptions cataclysmiques comme celle du Santorin il y a 3.600 ans environ ou celles survenues il y a respectivement 640.000 et 39.000 ans à Yellowstone (États-Unis) et dans les Campei Flegrei (en Italie, près de Naples) et que l’on associe à ce qu’on appelle des supervolcans. S'il s'en produisait de semblables aujourd’hui, les conséquences seraient dramatiques pour notre civilisation. De telles éruptions, au cours desquelles plusieurs dizaines à plusieurs centaines de kilomètres cubes de matériaux sont brutalement éjectés en quelques heures, sont heureusement rarissimes mais nous ne savons pas quels en sont les signes précurseurs.

Un supervolcan qui aurait pu faire disparaître l'Homme

On étudie en particulier l'éruption qui s’est produite Il y a environ 74.000 ans dans l’île de Toba en Indonésie. Elle aurait mené l’humanité au bord de l’extinction si l’on en croit les horloges moléculaires indiquant que la population humaine sur la planète s’est alors brutalement réduite à un groupe de quelques milliers à quelques dizaines de milliers d’individus tout au plus. On estime en effet aujourd’hui que l’éruption du supervolcan de Toba a projeté dans l’atmosphère pas loin de 2.800 km3 de cendres et autres produits volcaniques. Quand on sait que les 10 km3 de cendres crachés par le Pinatubo au début des années 1990 ont suffi, en modifiant l’albédo de la Terre, à faire baisser sa température moyenne de 0,6°C pendant deux à trois ans, on imagine aisément qu’un changement climatique majeur a dû se produire avec le Toba. De nos jours, la caldeira qui s’est formée suite à l’expulsion des matières volcaniques est occupée par un lac de 80 km de long.
Une équipe internationale composée de chercheurs de l’institut de physique du globe de Paris (Sorbonne Paris-Cité, université Paris Diderot, CNRS), du Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics de l’Académie des sciences de Russie et de l’université de Novosibirsk, ainsi que du German Research Centre for Geosciences à Potsdam a réussi à en savoir plus sur le supervolcan de Toba en utilisant une nouvelle technique en sismologie. Ils viennent de publier les résultats de leurs travaux dans un article du journal Science.

Des supervolcans en sommeil pendant des millions d'années ?

Les géophysiciens ont réussi en quelque sorte à faire une échographie de la croûte sous la caldeira du Toba. Les ondes sismiques se propagent en effet à différentes vitesses et dans différentes directions en réponse à la composition des roches et à leur répartition. En mesurant les caractéristiques de ces ondes, on peut donc faire de l’imagerie sismique renseignant sur la structure d'un édifice volcanique. Mais au lieu d’utiliser les ondes sismiques produites par d’importants séismes (n’oublions pas que la région de Toba fait partie de la ceinture de feu volcaniquement et sismiquement très active), les chercheurs ont mis a profit le bruit de fond permanent résultant des vagues, des marées et du vent de l’océan. Quarante sismomètres l'ont enregistré en continu pendant six mois. C’est un peu comme si on réalisait une photographie avec un très faible éclairage avec un long temps de pose.

Sous les 7 km de dépôts laissés par la formation de la caldeira il y a environ 74.000 ans, cette technique a révélé la présence de sills, c'est-à-dire des intrusions de roches magmatiques quasi horizontales qui se sont mises en place dans la croûte lors de la naissance du volcan. Ce sont ces sills qui forment la chambre magmatique du volcan, qui n’est donc pas sous la forme d’une seule structure compacte. Cela n’a pas complètement surpris les volcanologues qui en avaient inféré la présence par de précédentes observations. Selon eux, une telle structure impliquerait qu'il faille des millions d'années pour que le magma s'accumule en quantité suffisante avant qu'un supervolcan n'entre en éruption.

Document 4. Sur le schéma on observe jusqu'à 7 km de profondeur les dépôts laissés par la dernière éruption. En dessous, au niveau de la croûte, on observe des fracturations horizontales qui forment la chambre magmatique et contiennent du matériau imparfaitement solidifié.


Document 5. Principe des thermomètres isotopiques


Document 6. Les variations du ∂18O dans les glaces du Groenland



Document 7. Les informations apportées par l'étude des pollens



Document 8. Le bilan radiatif de la Terre


Document 9. Les gaz émis dans l'atmosphère lors d'un éruption

 
Document 10. Influence de quelques composants atmosphérique sur le bilan radiatif de la Terre


Document 11. Le devenir des matériaux soufrés


Document 12. Schéma hypothétique de l'évolution de la population après l'éruption du Toba (Théorie du "goulot d'étranglement").

— 1. Baisse rapide de la population. Froid, famine, maladies. Regroupement des différentes populations survivantes et évolution rapide des techniques en vue de la survie.
— 2. Maximum de la crise. Survie d'un nombre restreint d'humains.
— 3. Les populations survivantes commence de nouveau à croître grâce aux nouvelles techniques utilisées.


Document 13. Evolution hypothétique des températures un an après l'éruption du Toba

Document 14. Polémiques sur les conséquences de l'éruption











dimanche 4 octobre 2015

Les arguments de Wegener en faveur de la théorie de la dérive des continents (1ere S)

Document 1. Théorie de la contraction thermique (défendue par l'immense majorité des géologues vers 1900-1910)


Un petit texte d'Eduard Suess :" Le refroidissement de la Terre aurait entraîné une diminution de son volume, donc de sa surface. Celle-ci aurait donc été mises sous compression, ce qui aurait été à l'origine et des chaînes de montagnes, et des vastes dépressions que constituaient les océans."

Document 2. Etude de Glossopteris

Glossopteris est une espèce de fougère fossile qui semble avoir été abondante au Permien.


Suess s'est intéressé à la répartition de cette espèce. Voici la carte de répartition de Glossopteris (en vert), telle qu'on la connaissait à la fin du XIXème siècle.


Pour Suess, l'existence des mêmes fossiles sur des continents très éloignés, impose l'idée que l'ensemble formait un seul super-continent, le Gondwana (du nom d'une région indienne). Pour Suess, c'est une grande transgression marine (montée des eaux sur les continents) qui aurait séparé ceux-ci.

Document 3. Etude des structures géologiques

Au XIXème siècle on a remarqué que certaines structures géologiques se retrouvaient sur des continents différents sans qu'une explication plausible n'ait pu être donné encore au début du XXème siècle.


Document 4. Etude de la répartition du mésosaure

Les mésosaures sont des "reptiles" (ou parareptiles) marins du Permien.


Dès le XIXème siècle, on avait remarqué qu'on trouvait des fossiles de mésosaures aussi bien en Amérique du sud qu'en Afrique. Ces animaux de petite taille ne pouvaient vivre que dans des eaux très peu profondes et très salées. Il ne pouvait être question de les imaginer traverser un océan.


D'autres fossiles, terrestres ceux-là, comme Cynognathus (Trias inférieur) ou Lystrosaurus (Permien supérieur- Trias inférieur) décrits à la fin du XIXème siècle, présentent la même répartition.
Certains géologues ont alors imaginé la présence de ponts intercontinentaux, les passerelles gondwaniennes.


Document 5. Argument topographique

En 1858, le géographe français Snider-Pellegrini (1802-1885) a publié un livre assez fantaisiste titré La création et ses mystères dévoilés. On trouvait l'illustration suivante que Wegener reprendra à son compte :


Document 6. Calendrier des ères géologiques


Document 7. Argument glaciologique

Wegener s'est beaucoup intéressé aux traces des anciens glaciers, notamment de la glaciation permienne. Les stries laissées dans la roche par le déplacement des glaciers ou tillites, permettent de connaître le sens de déplacement des glaciers. Il est indiqué par les flèches sur le planisphère ci-dessous.


Document 8. Modèle fixiste et modèle mobiliste


Les termes de SIAL et SIMA ont été inventés par Suess. Le SIAL (silice + alumine) correspondait à la croûte terrestre et le SIMA (silice + magnésium) correspondait au manteau dont on ne savait pas grand chose.
On connaissait depuis le milieu du XIXème siècle, le phénomène d'isostasie (il sera étudiée en terminale) qui permettait un déplacement vertical du SIAL fragmenté par les forces tectoniques. Pour simplifier, on estimait que le SIAL recouvrait toute la surface du globe, en flottant sur le SIMA. Tout déplacement horizontal était donc impossible au SIAL dans ce modèle.

Document 9. Courbes unimodale et bimodale : une histoire de petits pois
Télesphore a acheté un terrain sur lequel poussent des petits pois. Télesphore est persuadé que tous les petits pois sont de la même variété. Son copain, Epaminondas, lui, soutient qu'il y a deux variétés. Pour le savoir, les deux amis compte des milliers de petits pois et construisent la courbe du nombre de petits pois en fonction du diamètre.
Si la courbe est unimodale (courbe de Gauss), cela signifie qu'il n'y a qu'une variété


Si la courbe est bimodale, cela signifie qu'il y a deux variétés

A vous d'en tirer un enseignement pour votre problème !


jeudi 1 octobre 2015

Dérive génétique et sélection naturelle

Document 1. Définition de la dérive génétique

La dérive génétique correspond à l'évolution d'une population causée par des phénomènes aléatoires, impossible à prévoir. Du point de vue génétique, c'est la modification de la fréquence d'un allèle ou d'un génotype, au sein d'une population, indépendamment des lutations, de la sélection naturelle et des migrations. La dérive génétique est causée par des phénomènes aléatoires et imprévisibles, comme le hasard des rencontres des spermatozoïdes et des ovules dans le cas d'une reproduction sexuée.

Document 2. La drépanocytose

La drépanocytose ou anémie falciforme est la maladie génétique la plus répandue dans le monde. Elle se caractérise par une déformation des hématies qui prennent une forme en croissant caractéristiques. Celles-ci bouchent les petits vaisseaux, entrainant des douleurs. Elles meurent plus rapidement, entrainant une anémie. Les sujets sont aussi plus sensibles aux infections.

A droite hématies drépanocytaires, à gauche hématies normales


En Afrique noire, la fréquence des naissances d'enfants atteints de cette maladie est de 1/65.
il existe deux types d'hémoglobine : l'hémoglobine HbA qui est codée par l'allèle normal HbA et l'hémoglobine HbS qui est codée par l'allèle HbS, mutée, responsable de la drépanocytose.
On lit sur certaines sources que l'allèle HbA est dominant sur HbS et sur d'autres qu'il y a codominance. Comme en biologie rien n'est simple, en réalité, il y a une dominance relative :
— les homozygotes (HbA//HbA) sont des individus qui possèdent des hématies normales
— les hétérozygotes (HbA//HbS) ne sont pas malades mais possèdent des particularités biochimiques au niveaux de leurs hématies
— les homozygotes (HbS//HbS) sont malades. En Afrique, l'espérance de vie des enfants atteints est de 13 ans en moyenne.

Document 3. Le paludisme ou la malaria

Informations de l'OMS (organisation mondiale de la santé.
Le paludisme est une maladie qui peut être mortelle. Il est dû à des parasites transmis à l’homme par des piqûres de moustiques infectés.
En 2013, le paludisme a été à l’origine de 584 000 décès (avec une marge d’incertitude comprise entre 367 000 et 755 000), pour la plupart parmi les enfants africains.
Le paludisme est une maladie évitable dont on guérit.
Le renforcement des mesures de lutte et de prévention permet de réduire de façon spectaculaire la charge palustre dans certains endroits.
Les voyageurs non immunisés venant de régions exemptes de paludisme sont très vulnérables à la maladie lorsqu’ils sont infectés.
Selon les dernières estimations de décembre 2014, on a enregistré, en 2013, 198 millions de cas de paludisme (avec une marge d’incertitude comprise entre 124 millions et 283 millions) qui ont causé 584 000 décès (avec une marge d’incertitude comprise entre 367 000 et 755 000), soit une diminution de la mortalité de 47% au niveau mondial par rapport à 2000 et de 54% dans la Région africaine de l’OMS. La plupart des décès surviennent chez des enfants vivant en Afrique, où chaque minute un enfant meurt du paludisme. En Afrique le taux de mortalité des enfants a diminué de 58% par rapport à 2000.
Le paludisme est dû à des parasites du genre Plasmodium transmis d’une personne à l’autre par des piqûres de moustiques Anopheles infectés, appelés vecteurs du paludisme, qui piquent principalement entre le crépuscule et le petit matin.
Le paludisme est une maladie caractérisée par des épisodes fébriles aigus. Les symptômes apparaissent au bout de 7 jours ou plus (généralement 10 à 15 jours) après la piqûre de moustique infectante. Les premiers symptômes – fièvre, maux de tête, frissons et vomissements – peuvent être modérés et difficiles à attribuer au paludisme. S’il n’est pas traité dans les 24 heures, le paludisme à P. falciparum peut évoluer vers une affection sévère souvent mortelle.

Cycle simplifié du paludisme (pour information)


Document 4. Répartition du paludisme et de l'allèle HbS en Afrique


Document 5. Fréquence de l'allèle HbS dans 2 populations



Document 6. 




mercredi 30 septembre 2015

Féminin, masculin. La contraception et la contragestion (1ère S)

Contraception

Document 1. Définition de la contraception

On appelle contraception, toute méthode visant à empêcher qu'un rapport sexuel entraîne une grossesse. C'est à dire qu'on ne parle de contraception qu'avant la fécondation d'un ovocyte par un spermatozoïde.

Document 2. Pilule œstroprogestative ou pilule combinée

Parmi les nombreuses méthodes de contraception, on appelle contraception chimique toute contraception qui utilise des hormones féminines de synthèse. Il en existe de nombreux types. La plus ancienne, la pilule œstroprogestative, reste la plus utilisée.Elle a été mise au point en 1956 par Gregory Pincus et John Rock et sa mise sur le marché aux USA date de 1960. En France, c'est la loi Neuwirth qui autorise sa vante en 1967.
D'autres pilules ont été mises au point depuis et administrées en fonction des intolérances de la patiente. 
Dans cette pilule, la substance de synthèse qui remplace l'œstradiol est l'éthinylœstradiol. En ce qui concerne la progestérone, elle peut être remplacée par différents progestatif de synthèse comme la médroxyprogestérone ou la cyprotérone.

Tablettes de pilules combinées


Cycle des hormones ovariennes et des gonadostimulines avec et sans prise de pilule œstroprogestative






Il existe aujourd'hui des patchs et des implants qui jouent le même rôle. Ils ont l'avantage d'éviter un oubli ou une prise décalée du contraceptif.

Contraception et IST (infections sexuellement transmissibles)

Document 3. Définition d'une IST

Une infection sexuellement transmissible (IST) est une infection qui se transmet entre partenaires au cours des différentes formes de rapports sexuels. Cette infection peut donner lieu à une maladie infectieuse, autrefois appelée maladie vénérienne, le nom provenant de Vénus, déesse de l'amour.
Toutes les pratiques sexuelles qui comportent un contact génital mutuel ou oro-génital avec une autre personne, ou ses fluides génitaux, sont considérées comme comportant un risque de transmission d'une IST. Chaque IST présente un risque et un degré de gravité différent.
L'infection peut être multiple (plusieurs agents infectieux à la fois). Elle est fréquemment récidivante à court terme.
Les plus connues sont le SIDA, les hépatites (maladies virales), la syphilis (appelée autrefois grande vérole) ou la gonorrhée (appelée souvent "chaude-pisse") qui sont des maladies bactériennes.
La multiplicité des partenaires sexuels, augmente considérablement le risque de contamination.



Document 4. Efficacité des méthodes de contraception contre les IST

Seul le préservatif (méthode de contraception mécanique) est efficace contre les IST, à condition de l'utiliser régulièrement et correctement. L'OMS (organisation mondiale de la santé) a précisé que le préservatif était très efficace dans la protection contre le SIDA, l'hépatite B (il existe aussi un vaccin), et la gonorrhée. En l'absence de vaccin contre le SIDA, c'est la seule protection contre le VIH (virus de l'immunodéficience humaine).
En revanche, pour d'autre IST comme  l'herpès génital ou les chlamydiose, dont la transmission peut se faire par contact cutané, l'efficacité est moindre.

Contraception d'urgence

Document 5. La pilule du lendemain

Elle doit être prise le plus rapidement possible après un rapport sexuel mal ou non protégé. Son efficacité est maximale 12 heures après le rapport et diminue jusqu'à 72 heures au plus tard. La molécule la plus répandue est le lévonorgestrel, dérivé de synthèse de la progestérone.
Attention : c'est une contraception d'urgence qui ne doit en aucun cas être systématique.


Document 6. La pilule du surlendemain

Mise sur le marché en 2012, elle a une action comparable au lévonorgestrel. La molécule active est de l'acétate d'ulipristal. Elle est en vente libre depuis avril 2015. Son action dure jusqu'à 5 jours après le rapport.


La molécule d'acétate d'ulipristal


La contragestion

Document 7. Définition

Le terme contragestion fait référence à une technique médicamenteuse ou matérielle, permettant d'empêcher la grossesse. La contragestion se distingue de la contraception au niveau de sa période d'intervention, c'est-à-dire que son action intervient après la conception, à un moment où la division cellulaire de l'œuf s'est déjà faite. La contragestion empêche la nidation de cet œuf.

Document 8a. Expériences sur l'action du RU 486


Document 8b. Action du RU 486 sur le cycle utérin