1ere L
Devoir commun n°2 de sciences
Épreuve de Sciences physiques et chimiques
03/03/09L'intégralité de ce sujet devra être traité sur une copie double indépendante de celle de SVT. L'usage des calculatrices est interdit. Ce sujet comporte deux pages et une annexe qui sera à rendre avec la copie.
Durée conseillée : 45 minutes
Parmi les défauts de la vision qui touchent les êtres humains, certains comme la presbytie ou la cataracte sont dus au vieillissement. La première partie de ce sujet porte sur un défaut de l'œil pouvant survenir avec l'âge que l'on nomme cataracte. La deuxième partie du sujet a pour but de comprendre l'origine des problèmes liés au vieillissement et d'identifier les comportements pouvant les limiter.
Partie 1 : Représentation visuelle du monde
Document 1 :
« La cataracte résulte d'une opacification du cristallin, la lentille ajustable qui focalise l'image des objets observés sur la rétine. Cette opacification brouille l'image et en diminue l'intensité (…). Ce cristallin contient une forte proportion de protéines ce qui assure la focalisation de la lumière sur la rétine (…). Les protéines de la partie centrale du cristallin sont parmi les plus vieilles de l'organisme : elles ont l'âge de l'individu ! Cette quasi incapacité de renouvellement des protéines est la cause de l'opacification du cristallin avec l'âge (…). Le cristallin, totalement transparent au point d'être invisible chez l'enfant, jaunit et devient légèrement lactescent* dés l'âge de 50 ans (…). Dans l'œil, l'exposition aux rayons ultraviolets solaires produit de nombreux radicaux libres qui oxydent les protéines du cristallin. Une dizaine d'études épidémiologiques ont récemment établi que le risque de cataracte est augmenté chez les personnes ayant eu une forte exposition aux ultraviolets. Un autre facteur de risque important de cataracte est le tabagisme. Le tabac augmente lui aussi la production de radicaux libres.
D'après Pour La Science Février 2002
*Lactescent : qui ressemble à du lait.
Question 1 : (Saisir des informations) et (Restituer ses connaissances) 1-a) Quel est le rôle du cristallin dans la vision ?
1-b) A quel système optique peut-on associer le cristallin ?
Question 2 : (Restituer ses connaissances)
2-a) Citer les deux grandeurs physiques, inverses l'une de l'autre, caractérisant toute lentille.
Donner leurs unités.
2-b) Calculer en centimètres la valeur de la distance focale d'une lentille dont la vergence vaut C = +10δ. Indiquer la nature convergente ou divergente de cette lentille.
Question 3 : (Saisir des informations)
3-a) Indiquer en quoi la cataracte perturbe t-elle le processus de vision ?
3-b) Indiquer quelles sont les molécules chimiques responsables de la cataracte.
Question 4 : (Restituer ses connaissances)
Le modèle optique de l'œil est schématisé en annexe.
4-a) Indiquer directement sur le schéma (dans les cadres prévus), quelle partie de l'œil est modélisée par chacun des systèmes optiques représentés sur ce schéma.
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4-b) Tracer directement sur le schéma, un rayon lumineux issu du point objet B, et arrivant sur la lentille parallèle à l'axe optique. En déduire la position du point image B'.
Partie 2 : Alimentation et environnement
Document 2 : La santé vient en mangeant ...en particulier des fruits et légumes
Les résultats des études expérimentales sont cohérents avec ceux des nombreuses études épidémiologiques disponibles : la consommation régulière et variée de fruits et légumes réduit le risque de nombreux cancers.
(…) Nos repas sont souvent trop riches en viande et en sel. Or, ce type d'alimentation acidifie légèrement notre sang. Afin de rétablir l'équilibre, les os vont libérer du calcium pour neutraliser l'augmentation d'acidité. Cette perte de calcium, faible mais qui dure toute la vie, fragilise notre squelette. Les fruits et les légumes équilibrent l'alimentation, ils la rendent moins acide (entre autres en apportant du potassium).
(…)A l'intérieur de nos cellules, des molécules issues de notre alimentation sont transformées pour fournir de l'énergie. L'une des réactions chimiques qu'elles subissent s'appelle l'oxydation. Malheureusement l'oxydation produit aussi des composés instables, très réactifs, les radicaux libres. (…) Si les radicaux libres ne sont pas neutralisés, ils vont attaquer l'organisme, l'endommager, le faire vieillir plus rapidement (…) S'ils attaquent certains lipides, ceux-ci s'incrustent dans les parois des vaisseaux sanguins en formant des plaques et réduisent d'autant la circulation du sang. Ceci peut provoquer l'apparition d'un accident cardiovasculaire.
Heureusement, les fruits et les légumes sont très riches en antioxydants, comme les polyphénols. Ces molécules vont neutraliser les radicaux libres et limiter l'oxydation des tissus de notre corps.
D'après le Service Presse INRA http://www.inra.fr/presse/la sante vient en mangeant en particulier des fruits et legumes
Question 5 : (Restituer ses connaissances)
5-a) Une analyse de sang apporte de nombreux renseignements sur sa composition. Quelle indication donne la valeur du pH ?
5-b) Si le sang n'avait pas un pH très précis, la survie des cellules serait rapidement impossible.
Le pH du sang humain est maintenu entre 7,35 et 7,45. Que peut-on dire de la valeur du pH du sang ? Pourquoi ?
Question 6 : (Saisir des informations) et (Restituer ses connaissances) A l'aide du document 2, répondre aux questions suivantes :
6-a) Retrouver un moyen permettant d'éviter les effets néfastes des radicaux libres.
6-b) Citer un anti-oxydant.
6-c) L'industrie alimentaire a souvent recours à l'utilisation d'anti-oxydants (naturels ou artificiels) pour commercialiser des denrées périssables. Pour quelle raison ?
Question 7 : (Restituer ses connaissances)
Les lipides cités dans le document 2, sont comme les protéines des nutriments.
7-a) Quels sont les nutriments à la base de notre énergie, que l'on appelle parfois plus couramment les « sucres » ?
7-b) Donner les noms des trois « sucres » contenus couramment dans les pâtisseries et les boissons sucrées.
7-c) Indiquer quel est le test chimique qui permet de reconnaître la présence des « sucres » dans un aliment.
2/3
ANNEXE
Nom : …...
Prénom : …...
Classe : …...
3/3 A
B
O
F'
... ...
