BAC SÉRIE STL SUJET ET CORRIGÉ BIOTECHNOLOGIES

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Extrait du sujet : UN EXEMPLE DE BIOREMÉDIATION : LA DÉGRADATION DU POLYETHYLENE TEREPHTALATE
Près de 300 millions de tonnes de plastique sont fabriquées chaque année dans le monde. Utilisé dans la quasi-totalité des objets et produits de notre quotidien, le plastique est omniprésent et se retrouve dans notre environnement pour des dizaines, voire des centaines d'années. Le polyéthylène téréphtalate ou PET représente à lui seul 1/6 de cette production. Issu du raffinage du pétrole, il n'est pas biodégradable et son impact écologique est considérable. La question de son élimination est donc cruciale. Afin de procéder à une dégradation biologique de ce plastique (bioremédiation), une équipe scientifique recherche un micro-organisme capable d'assimiler le PET pour sa croissance. La démarche est la suivante :

rechercher et identifier un micro-organisme plastivore capable de dégrader le PET ;

déterminer les caractéristiques de l'enzyme impliquée dans la dégradation du PET, extraite du micro-organisme plastivore ;

optimiser la production de l'enzyme d'intérêt par génie génétique. D'après S Yoshida et coll., A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)
Science, 11 mach 2016 Vol 351 issue 6278
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Extrait du corrigé : 1. - Analyse du cliché A: le film de PET avant inoculation présente un aspect régulier au microscope électronique, il n'est pas dégradé.

Analyse du cliché B: le film de PET présente un aspect irrégulier, il est dégradé. Donc l'échantillon polymicrobien n°1 est capable de dégrader le PET.

Analyse du cliché C: le film de PET présente un aspect régulier, il n'est pas dégradé. Donc l'échantillon polymicrobien n°2 n'est pas capable de dégrader le PET.

Analyse du cliché D: le film de PET sans inoculation présente toujours un aspect régulier eu microscope électronique après 20 jours, il n'est pas dégradé. L'expérience D permet de démontrer que la dégradation spontanée du PET n'est pas possible en 20 jours. C'est un témoin, qui prouve la dégradation spécifique du PET par l'échantillon polymicrobien.
2. Pour l'étude il faut un échantillon polymicrobien capable de dégrader le PET, donc il faut retenir l'échantillon n°1.
3. La pesée du film de PET tous les 10 jours permet d'évaluer sa dégradation au cours du temps.
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Extrait du sujet :

Importance du cholestérol dans l'organisme

Partie 1 : le cholestérol dans la membrane plasmique (8 points)
Le cholestérol est un lipide, constituant structural essentiel des membranes. Il sert aussi de précurseur à la formation de nombreuses molécules de l'organisme telles que les stéroïdes, les hormones sexuelles, les acides biliaires et la vitamine D.
L'objectif de cette partie est d'étudier la structure du cholestérol au sein de la membrane plasmique ainsi que sa voie de biosynthèse.

Structure du cholestérol
Le document A montre l'image de deux cellules adjacentes.
1.1. Indiquer la technique d'observation utilisée pour obtenir la photographie présentée dans le document A. Argumenter la réponse.
1.2. Citer une fonction exercée par la membrane plasmique.
Parmi les molécules constituant la membrane plasmique, on peut citer les phospholipides et le cholestérol.
Le document B présente la formule topologique de la molécule de cholestérol et la formule d'une espèce de phospholipides, la phosphatidylsérine, à pH = 7.
1.3. Nommer, sur la copie, les fonctions chimiques associées aux lettres a, b et c du document B.
1.4. Indiquer sur la copie, parmi les atomes de carbone numérotés 1, 2 et 3 du document B, lesquels sont asymétriques.
1.5. La représentation de la molécule de phosphatidylsérine présentée dans le document B fait apparaitre deux parties notées P1 et P2. Préciser, en utilisant un vocabulaire adapté, les propriétés de chacune de ces deux parties en termes d'interactions avec l'eau.
1.6. Expliquer pourquoi la phosphatidylsérine, et plus largement les phospholipides, sont qualifiés d'espèces chimiques amphiphiles.
1.7. Préciser, en l'explicitant, la disposition adoptée par les deux espèces chimiques, phosphatidylsérine et cholestérol, au sein d'une membrane plasmique en milieu aqueux.

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Extrait du corrigé :

1. RECHERCHE D'UNE INSUFFISANCE RENALE DUE A LA GLOMERULONEPHRITE AIGUË
Q1. La réaction (1) est la réaction principale car elle met en jeu le substrat, ici la créatinine. La réaction (4) est la réaction indicatrice car elle produit le composé absorbant, ici la quinonéimine ou chromophore.

Q2. Le terme « point final » signifie qu'une seule valeur d'absorbance (« un point ») du produit chromophore de la réaction est relevée lorsque la réaction enzymatique est terminée (« final »). Dans la fiche technique est mentionné un temps d'attente de 20 minutes minimum pour lire l'absorbance, une fois la réaction terminée.

Q3.Le dosage enzymatique de la créatinine se fait par spectrophotométrie d'absorption moléculaire et repose donc sur la loi de Beer-Lambert qui est une relation linéaire entre l'absorbance du composé et sa concentration dans le milieu. Pour de fortes concentrations, cette linéarité ne s'applique plus et correspond donc à une limite de linéarité.
La limite de linéarité correspond à la valeur de concentration au-delà de laquelle la relation n'est plus linéaire.
Le document 1 nous précise cette limite de linéarité : 300 mg.L-1. Les valeurs physiologiques oscillent entre 2 et 13 mg.L-1 et en situation pathologique, la créatinimémie ne dépasse un taux 10 fois supérieur autrement dit 130 mg.L-1. Il n'est donc pas nécessaire de diluer le plasma.

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Extrait du sujet

1. PREMIÈRE ÉTAPE DU DIAGNOSTIC : DÉTECTION DE L'ACIDE NUCLÉIQUE DU VIRUS ZIKA La mise en évidence du virus Zika dans un prélèvement sanguin s'effectue par RT-PCR (Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction). Cette technique repose sur une étape de transcription inverse (RT) catalysée par une enzyme, la transcriptase inverse, suivie d'une étape de PCR classique. Dans un premier temps, l'ARN génomique du virus est extrait du sérum du patient. On obtient alors un échantillon directement utilisable pour la RT-PCR dont le principe général est présenté dans le document 1. Q1. Schématiser le principe de la RT-PCR en précisant le nom des acides nucléiques. Q2. Expliquer la nécessité de l'étape de transcription inverse pour la détection de ce virus. Le document 2 présente les caractéristiques des amorces et les critères permettant de choisir le couple d'amorces le plus adapté pour réaliser la PCR, en particulier les températures de fusion (Tm) des amorces. Q3. Calculer les températures de fusion des amorces « anti-sens » pour chaque couple d'amorces. Q4. Choisir le couple d'amorces le plus adapté à la PCR. Argumenter la réponse. Afin d'exploiter les résultats de la RT-PCR pour le sérum du patient, les produits de la PCR ont été analysés à l'aide d'une électrophorèse en gel d'agarose. Q5. Analyser l'ensemble des résultats de l'électrophorèse présentés dans le document 3 et conclure.

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Extrait du corrigé Q2. L'acide nucléique du virus étant un ARN il faut passer par l'étape d'ADN pour le détecter le virus, il est donc nécessaire de aire une transcription inverse. Q3. Tm = 64 °C pour l'amorce anti-sens n°1
Tm = 58 °C pour l'amorce anti-sens n°2 Q4. L'écart des Tm des deux amorces devant être inférieure ou égal à 2 °C, il est doncjudicieux de choisir le couple n°1. Q5. Le puits n°4 présente les marqueurs de taille permettant de déduire la taille des fragments d'ADN.
Le puits n°1 ne présente pas de fragments, il sert de témoin.
Le puits n°2 présente bien un fragment de taille proche de 200 pb, il sert lui aussi de témoin.
Le puits n°3 ne présente aucun fragment, on peut en déduire que le patient ne possède pas le virus Zika dans son sérum.
2. 2e étape du diagnostic : détection d'anticorps anti-Zika Q6. A = anticorps spécifiques du virus fixés sur latex B = antigène viral
C = anticorps du patient, dirigés contre le virus
D = chromogène / chromophore
Q7. Eliminer l'excès des molécules non fixées.
Q8. Témoin de spécificité = témoin négatif démontrant que le réactif antigénique utilisé ne peut reconnaître et donc se lier aux anticorps spécifiques. Témoin d'efficacité = témoin positif démontrant que le réactif antigénique utilisé reconnaît et donc se lie aux anticorps spécifiques.
NB : ce corrigé vous est proposé par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.
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Extrait
Partie I : les digesteurs de boues (8 points)
L'excédent des boues issues des stations d'épuration peut être éliminé dans des digesteurs de boues.
L'objectif de cette étude est de comprendre comment certaines voies métaboliques d'organismes vivants sont exploitées par l'être humain pour valoriser les boues excédentaires des stations d'épuration. Le document A montre un des microorganismes présents dans un digesteur de boues.
1.1. Déterminer le moyen d'observation qui a permis d'obtenir la photographie du document A, en argumentant la réponse. Fonctionnement des digesteurs de boues
1.2. À partir du document B, construire le schéma représentant la chaîne trophique d'un digesteur de boues correspondant aux trois étapes du fonctionnement. Pour chaque étape préciser les groupes de micro-organismes responsables et les molécules produites.
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1. Obtention d'une bactérie recombinante
1.1. Construction du plasmide recombinant
Q1. Le gène pBR322 a toutes les caractéristiques pour l'intégration du gène à exprimer : origine de réplication, des sites de restriction et un gène discriminant les souches l'ayant intégré. Q2. ORI Gène amp EcoR I Hind III Gène proinsuline Plasmide normalement sous forme circulaire
Q3. Le site de restriction BamH I se situe au niveau du gène de résistance à la tétracycline. Si le gène recombinant est intégré au niveau de ce site, la résistance à la tétracycline ne sera pas acquise ; ce qui permettra de distinguer les bactéries ayant intégré le gène de la proinsuline de celles ne l'ayant pas et qui seront, elles, résistantes à la tétracycline.
1.2. Transformation bactérienne et sélection de clones de bactéries recombinantes.
Q4. Les bactéries de type A ont été transformées par le plasmide entier. Elles possèdent les deux gènes de résistance à l'ampicilline et à la tétracycline. Les bactéries de type B ont intégré le plasmide recombinant ; elles sont donc résistantes uniquement à l'ampicilline puisque le site BamH I a été coupé du fait de l'intégration du gène de la proinsuline NB : ce corrigé est édité par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.
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Extrait du sujet 2015
Conséquences écologiques de l'accident nucléaire de Fukushima

PARTIE I - Utilisation d'une bactérie photosynthétique pour traiter les sols contaminés dans la région de Fukushima (8 points)

L'accident nucléaire du 11 mars 2011 survenu dans la région de Fukushima Daiichi au Japon a causé une importante pollution radioactive des sols dont la plus préoccupante est celle au césium radioactif 137 (137Cs). Le césium 137 se dépose sur la végétation et sur les sols à cause de la pluie et de la décomposition des feuilles mortes.

L'objet de cette première partie est l'étude de l'utilisation de microorganismes pour limiter la pollution radioactive des sols. (...)

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Extrait du corrigé 2015
DIAGNOSTIC ET SUIVI D'UN SYNDROME MENINGE

1. DOSAGE DE LA PROTEINE C-REACTIVE PAR TECHNIQUE ELISA

Q1. Le document 1 montre que lors d'une infection bactérienne, le taux de CRP est > à 60 mg.L-1. Ici, l'enfant a un taux de CRP de 110 mg.L-1 ; cela confirme bien le fait qu'il est atteint d'une infection bactérienne.

Q.2. (...)

Q3. Du document 2, nous pouvons voir que : + il y a de CRP dans un sérum, + il y a d'anticorps anti-CRP fixés (fin étape 1) et + il y aura de produit coloré à l'issue de la réaction catalysée par la peroxydase sur le substrat chromogène (fin étape 2). (...)

NB : ce corrigé vous est proposé par Studyrama. Il s'agit d'une proposition de corrigé qui ne saurait tenir lieu de corrigé officiel. Toute reproduction sans accord est strictement interdite.
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Sujet_Bac-STL_Biotechnologies _2014
Extrait du sujet :
Les perturbateurs endocriniens : Étude des effets du bisphénol A (BPA) sur la reproduction
Partie I - Communication hormonale et perturbateur endocrinien
Partie II - Étude des effets du bisphénol A (BPA) sur la reproduction
Spécialité : Optimisation d'un processus de fermentation d'un résidu de l'industrie céréalière : le son de blé.
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Extrait du corrigé 2014
Le mélange contient du glucose, de l'arabinose, du xylose et un autre glucide. Q2. Tous les glucides présents dans le sirop de son de blé ne sont pas identifiables par cette CCM. Proposer une adaptation du protocole afin d'identifier tous les glucides présents. On peut ajouter d'autres solutions de référence correspondant à d'autres glucides probable comme le sorbitol, fructose ... Attention toutefois, il s'agit bien d'une proposition de corrigé et pas d'un corrigé officiel...
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