Corrigé du bac de SVT 2026 (Métropole, jour 1)

Le sujet lie deux chapitres : la réaction de stress aigu et la commande du mouvement volontaire. Il ne faut pas les juxtaposer. Le fil directeur est le mot « efficace » : une fuite efficace suppose un mouvement rapide et coordonné, et des muscles correctement alimentés en énergie.

Le système nerveux intervient donc de deux façons. Sa partie involontaire (système limbique, hypothalamus, système sympathique) prépare l’organisme à l’effort. Sa partie volontaire (cortex moteur, moelle épinière, motoneurones) commande les muscles.

Le sujet exige des expériences, des observations ou des exemples. Chaque grande idée doit donc s’appuyer sur au moins un fait : stimulation du cortex, imagerie, lésion, dosage hormonal.

Plan proposé : 1. La réaction de stress prépare l’organisme à l’effort. 2. Le cortex moteur commande la contraction des muscles de la fuite. 3. Les deux mécanismes se complètent pour rendre la fuite efficace.

Conseil : L’énoncé parle de « texte argumenté » : introduction avec problématique, parties reliées entre elles et conclusion qui répond à la question. Un schéma-bilan légendé est un plus, pas un remplacement du texte.

Lorsqu’un danger surgit, par exemple un chien agressif qui se précipite vers nous, l’organisme réagit en quelques secondes : le cœur s’accélère, la respiration s’amplifie et nous pouvons nous mettre à courir. Cet état de stress aigu est une réponse adaptative à un agent stresseur. Fuir suppose à la fois un mouvement décidé et coordonné et un apport accru d’énergie aux muscles.

Comment le système nerveux, par la réaction de stress et par la commande du mouvement volontaire, permet-il à l’organisme de fuir efficacement ? Nous verrons d’abord comment la réaction de stress prépare l’organisme à l’effort, puis comment le cortex moteur commande les muscles, avant de montrer que ces deux mécanismes se complètent.

Détection du danger. Les récepteurs sensoriels (rétine, cochlée) captent la menace. Des messages nerveux sensoriels gagnent le cerveau, où le système limbique, en particulier l’amygdale, évalue le danger. L’imagerie cérébrale montre que l’amygdale s’active quand on présente à un sujet des images menaçantes. À l’inverse, les personnes atteintes d’une lésion des deux amygdales manifestent très peu de peur face à une situation dangereuse. L’amygdale active alors l’hypothalamus, qui déclenche deux réponses.

Réponse rapide, en quelques secondes. L’hypothalamus active le système nerveux sympathique. Des neurones sympathiques, passant par la moelle épinière, stimulent directement les glandes médullosurrénales, qui libèrent de l’adrénaline dans le sang. Le dosage sanguin montre une hausse rapide de cette hormone après un stress, et son injection accélère le cœur.

L’adrénaline et les neurones sympathiques augmentent la fréquence et la force des contractions cardiaques, donc le débit cardiaque. Ils augmentent aussi la ventilation. Le sang est redirigé vers les muscles squelettiques, au détriment de la peau et du tube digestif. Enfin, le foie hydrolyse son glycogène et libère du glucose : la glycémie s’élève.

Réponse plus lente, en quelques minutes. Des neurones de l’hypothalamus sécrètent la CRH, qui stimule l’hypophyse. Celle-ci libère l’ACTH, qui fait produire du cortisol aux glandes corticosurrénales. Le cortisol prolonge la mobilisation des réserves et maintient une glycémie élevée. Le dosage du cortisol, dans le sang ou la salive, montre une hausse plus tardive que celle de l’adrénaline. Ce cortisol exerce aussi un rétrocontrôle négatif sur l’hypothalamus et l’hypophyse, ce qui limite la réaction dans le temps.

Ainsi, sans intervention de la volonté, le système nerveux met en place en quelques secondes les conditions d’un effort intense. Encore faut-il que les muscles se contractent au bon moment.

Origine du mouvement. Contrairement au réflexe myotatique, dont le centre nerveux est la moelle épinière, le mouvement volontaire naît dans le cerveau, au niveau des aires motrices du cortex frontal. Les stimulations électriques réalisées par Penfield pendant des opérations du cerveau l’ont montré : stimuler une zone précise du cortex moteur fait contracter une partie précise du corps. Chaque territoire corporel a sa zone, ce qui permet d’établir une carte du cortex moteur.

L’IRM fonctionnelle confirme ce résultat : bouger la jambe droite active une zone du cortex moteur gauche. La commande est croisée, comme le montre l’observation clinique : un AVC qui détruit le cortex moteur gauche entraîne une paralysie de la partie droite du corps.

Trajet du message nerveux. Les neurones du cortex moteur émettent des potentiels d’action. Leurs axones descendent vers la moelle épinière, la plupart croisant au niveau du bulbe rachidien. Dans la moelle, ils font synapse avec les motoneurones.

Rôle intégrateur du motoneurone. Chaque motoneurone reçoit de nombreuses synapses excitatrices et inhibitrices. Il additionne en permanence ces informations. Il n’émet un potentiel d’action que si le seuil est atteint au niveau de son segment initial. Le message nerveux est codé en fréquence de potentiels d’action : plus la fréquence est élevée, plus la contraction est forte. Pendant la course, cette intégration permet de contracter un muscle tout en relâchant son antagoniste, par exemple le quadriceps et les ischio-jambiers de la cuisse. Le mouvement est alors coordonné.

Contraction musculaire. Le potentiel d’action arrive à la jonction neuromusculaire, où de l’acétylcholine est libérée. Elle se fixe sur ses récepteurs et déclenche un potentiel d’action musculaire. Du calcium est alors libéré dans la cellule musculaire, ce qui permet à la myosine de se lier à l’actine. Les filaments glissent les uns sur les autres en consommant de l’ATP : le muscle se raccourcit et l’os est mobilisé.

La fuite repose donc sur une chaîne nerveuse rapide et précise, qui consomme beaucoup d’ATP.

Conseil : Ne confonds pas mouvement volontaire et réflexe. Le correcteur attend le cortex moteur, la moelle comme voie de passage, le motoneurone intégrateur et la synapse neuromusculaire.

Les réserves d’ATP d’une cellule musculaire sont très faibles : l’ATP doit être régénéré en permanence. Au tout début de l’effort, la phosphocréatine et la fermentation lactique le fournissent rapidement. Pour un effort qui dure, la respiration cellulaire prend le relais : elle produit beaucoup d’ATP, mais consomme du glucose et du dioxygène.

C’est ici que les deux mécanismes se rejoignent. La réaction de stress augmente la glycémie, le débit cardiaque et la ventilation, et elle dirige le sang vers les muscles. Le glucose et le dioxygène arrivent donc en plus grande quantité aux muscles que le cortex moteur met en action. Le dioxyde de carbone produit est évacué plus vite.

La chronologie est elle aussi favorable. L’adrénaline agit en quelques secondes, soit dès les premières foulées. Le cortisol, plus tardif, entretient ensuite l’apport d’énergie si la fuite se prolonge. Le ralentissement de la digestion réserve de son côté le sang aux organes utiles à l’effort.

Point de départ commun : danger → récepteurs sensoriels → cerveau (amygdale).

Branche stress : hypothalamus → système sympathique → médullosurrénales → adrénaline. En parallèle : hypothalamus → CRH → hypophyse → ACTH → corticosurrénales → cortisol. Effets : cœur, ventilation, glycémie, sang redirigé vers les muscles.

Branche mouvement : cortex moteur → moelle épinière → motoneurones → jonction neuromusculaire → contraction des muscles.

Point d’arrivée commun : le muscle, qui reçoit le message nerveux et plus de glucose et de dioxygène. Résultat : une fuite rapide et prolongée.

La fuite efficace résulte de la coopération de deux parties du système nerveux. L’une, involontaire, détecte le danger grâce au système limbique et déclenche, par l’hypothalamus, la libération d’adrénaline puis de cortisol : le cœur, la ventilation et la glycémie s’adaptent à l’effort. L’autre, volontaire, part du cortex moteur et commande par les motoneurones la contraction coordonnée des muscles.

Cette réaction est adaptative parce qu’elle est brève : le rétrocontrôle du cortisol permet le retour à l’état initial une fois le danger passé. Lorsque l’agent stresseur persiste, le stress devient chronique et peut nuire à la santé.

Le problème est le suivant : comment un même événement, une éruption majeure, peut-il modifier la température atmosphérique de façons différentes selon l’échelle de temps ?

Pour y répondre, on identifie d’abord ce qu’émet une telle éruption (documents 1 et 2). On étudie ensuite chaque produit et son effet : les aérosols soufrés (documents 2b, 3 et 5), le CO₂ (documents 2b et 5), puis les basaltes (documents 2a, 4 et 5). On termine par une synthèse chronologique.

Conseil : Le sujet parle d’« échelles de temps » : le document 5 est la clé. Il faut donner une durée à chaque effet, et pas seulement le décrire.

Le document 1 indique que les provinces magmatiques géantes couvrent plus de 100 000 km² et se forment en quelques centaines de milliers d’années à environ 2 millions d’années. Les volumes sont considérables : 4 millions de km³ pour les trapps de Sibérie (252 Ma), 2 millions de km³ pour la CAMP (200 Ma) et 2 millions de km³ pour le Deccan (65 Ma).

Le document 3 donne un point de comparaison : le Pinatubo a mis en place environ 10 km³ de roches. Un trapp représente donc 200 000 à 400 000 fois ce volume (2 000 000 ÷ 10 = 200 000 et 4 000 000 ÷ 10 = 400 000).

Le document 2a précise que ces roches sont des basaltes, c’est-à-dire des roches silicatées, empilées en couches successives. La photographie du Deccan montre ces couches superposées, et la barre d’échelle de 30 m donne une idée de leur importance. Ces reliefs continentaux sont ensuite soumis à l’altération.

Bilan : un épisode majeur se compose d’éruptions répétées sur une longue durée. Il a pu libérer des gaz en très grande quantité, et il laisse à la surface des continents un immense volume de basalte altérable.

Les gaz des anciens trapps ne sont pas mesurables directement. On utilise donc un volcan actuel de même type, le Kilauea, comme modèle. Ses gaz comprennent 49 % de CO₂, 37 % de vapeur d’eau, 12 % de SO₂ et 2 % d’autres gaz.

Le SO₂ réagit avec le dioxygène et l’eau pour former des aérosols soufrés. Ces gouttelettes renvoient une partie de l’énergie solaire : l’albédo terrestre augmente, ce qui doit refroidir l’atmosphère. Elles finissent par retomber avec les précipitations, donc leur présence est temporaire.

Le CO₂ est un gaz à effet de serre : il absorbe le rayonnement infrarouge émis par la Terre et en réémet une partie vers la surface, ce qui doit réchauffer l’atmosphère. Le document indique qu’une fraction significative peut rester dans l’atmosphère. La vapeur d’eau est aussi un gaz à effet de serre, mais le document 5 ne la retient pas parmi les effets prédominants.

Une même éruption émet donc un gaz qui tend à refroidir et un gaz qui tend à réchauffer. Tout dépend de leur durée d’action.

Lors de son éruption de 1991, le Pinatubo a émis 17 millions de tonnes de SO₂. L’activité intense n’a duré que quelques jours, en juin.

Document 3a, aérosols. La profondeur optique est nulle avant l’éruption. Elle monte ensuite jusqu’à environ 0,17 vers la fin de l’année 1991, soit environ 5 mois après l’éruption. Elle décroît ensuite lentement et ne vaut plus qu’environ 0,03 début 1994. Les aérosols soufrés restent donc présents plusieurs années.

Document 3b, rayonnement. La fraction du rayonnement solaire qui atteint le sol à Mauna Loa, stable vers 93 % avant l’éruption, chute jusqu’à environ 84 % sur la courbe moyenne, moins d’un an après l’éruption. C’est une baisse d’environ 9 points, soit à peu près 10 % du rayonnement transmis. Elle revient à environ 92 % vers 1994, puis près de sa valeur initiale, soit un retour en 3 à 4 ans.

Document 3a, température. L’anomalie passe d’environ +0,2 °C au moment de l’éruption à environ −0,7 °C vers l’été 1992, soit un refroidissement mondial d’environ 0,9 °C en un peu plus d’un an. Cette variation dépasse nettement les fluctuations observées avant l’éruption, de l’ordre de 0,3 °C. L’anomalie remonte ensuite et atteint environ −0,1 °C fin 1993.

Interprétation. Les trois courbes s’enchaînent : hausse des aérosols, baisse du rayonnement reçu au sol, baisse de la température. Les aérosols augmentent l’albédo, donc la Terre absorbe moins d’énergie solaire et l’atmosphère se refroidit. Le minimum de température arrive plusieurs mois après le maximum d’aérosols, ce qui peut s’expliquer par l’inertie thermique de la surface terrestre. Quand les aérosols retombent, le rayonnement reçu augmente et la température remonte.

Le document 5 généralise ce résultat : les aérosols soufrés ont un effet prédominant d’environ 0,1 an à 10 ans après l’épisode volcanique, soit de quelques semaines à une dizaine d’années.

Conclusion partielle : à court terme, une éruption majeure provoque un refroidissement. Avec un volume de roches 200 000 à 400 000 fois plus grand, et des émissions répétées, les trapps ont pu provoquer des refroidissements bien plus marqués.

Conseil : Donne des valeurs lues avec leur unité et compare toujours avant et après l’éruption. L’activité intense du Pinatubo ne dure que quelques jours : c’est un modèle de l’effet à court terme, pas un trapp.

Dans le gaz du Kilauea, le CO₂ est environ 4 fois plus abondant que le SO₂ (49 % contre 12 %). Contrairement aux aérosols, entraînés par les précipitations, une fraction significative du CO₂ peut rester dans l’atmosphère (document 2b).

Le document 5 montre que la variation rapide et importante de la concentration en CO₂ a un effet prédominant d’environ 10 ans à 10⁴ ans après l’épisode, c’est-à-dire juste quand l’effet des aérosols s’achève.

L’effet de serre est alors renforcé : l’atmosphère absorbe davantage le rayonnement infrarouge terrestre et renvoie davantage d’énergie vers la surface. La température atmosphérique augmente.

Conclusion partielle : le refroidissement initial laisse place à un réchauffement à l’échelle de la dizaine à la dizaine de milliers d’années.

Les basaltes contiennent des silicates comme l’anorthite. Le document 4 décrit trois étapes : altération par les précipitations, transport des ions par les cours d’eau, précipitation de carbonates dans les bassins de sédimentation.

Bilan du CO₂ à partir des équations. L’altération d’une mole d’anorthite consomme 2 moles de CO₂ atmosphérique et produit une mole de Ca²⁺ et 2 moles de HCO₃⁻.

La précipitation de ces ions forme une mole de calcite et ne libère qu’une mole de CO₂.

En additionnant les deux réactions : CaAl₂Si₂O₈ + CO₂ + 2 H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + CaCO₃.

Il reste donc une mole de CO₂ consommée par mole d’anorthite altérée. Ce carbone est piégé durablement dans les calcaires. Le volume de basalte étant immense (2 à 4 millions de km³), la quantité de CO₂ retirée de l’atmosphère peut être très importante.

La baisse de la teneur en CO₂ atmosphérique réduit l’effet de serre, ce qui fait baisser la température. Le phénomène est lent : le document 5 situe son effet prédominant d’environ 10⁴ à 10⁷ ans après l’épisode volcanique.

Conclusion partielle : à long terme, le basalte mis en place par les éruptions devient un puits de CO₂ et entraîne un refroidissement.

Conseil : Ne t’arrête pas à « 2 CO₂ consommés ». Le correcteur attend le bilan des deux réactions : 2 CO₂ consommés et 1 CO₂ libéré, soit 1 CO₂ piégé.

Une éruption volcanique majeure agit sur la température par trois mécanismes successifs, qui correspondent à trois produits émis.

De 0,1 à 10 ans environ : le SO₂ forme des aérosols soufrés qui augmentent l’albédo. Moins d’énergie solaire atteint le sol : la température baisse. Exemple : environ 0,9 °C de baisse après le Pinatubo.

De 10 à 10⁴ ans environ : les aérosols ont disparu mais le CO₂ reste. L’effet de serre augmente : la température monte.

De 10⁴ à 10⁷ ans environ : l’altération des basaltes et le dépôt de carbonates piègent le CO₂. L’effet de serre diminue : la température baisse.

Une province magmatique géante se met en place sur une durée pouvant atteindre 2 millions d’années. Ses éruptions se répètent, donc ces effets peuvent se superposer et se renouveler pendant toute cette période.

Cette reconstitution a des limites : elle s’appuie sur des volcans actuels, d’ampleur bien moindre, et sur une composition de gaz mesurée à une seule date. Les documents donnent le sens des variations de température à chaque échelle de temps, mais pas leur amplitude pour un trapp.

Refroidissement (aérosols soufrés, jusqu’à 10 ans environ), puis réchauffement (CO₂, de 10 à 10⁴ ans), puis refroidissement (altération des silicates, de 10⁴ à 10⁷ ans).