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STL
Centre d’examen : Metropole
Matiere : Specialite Biochimie, Biologie et Biotechnologies
Annee : 2025
Session : Normale
Duree : 3 heures
Repere : 25-TL3BME3
Calculatrice : autorisée avec mode examen actif ou calculatrice sans mémoire type collège
L’AQUAPONIE : UNE SOLUTION D’AGRICULTURE DURABLE
Partie I – Questionnement scientifique et technologique (durée indicative 2 h 30)
1. PRÉSENTATION DU SYSTÈME D’AQUAPONIE
1.1 Installation du système d’aquaponie
Q1. (C1) Expliquer pourquoi les acteurs du système d’aquaponie doivent être introduits dans l’ordre suivant : d’abord les bactéries, puis les plantes, puis les poissons.
Q2. (C1) Expliquer pourquoi l’ajout de sulfate d’ammonium n’est nécessaire que dans la phase de mise en route du système d’aquaponie.
Q3. (C3) Donner les arguments qui permettent de qualifier ce système de « symbiotique ».
1.2 Effet de l’ajout de bactéries dans le système d’aquaponie
Q4. (C3) Établir, à partir des couples redox, les demi-équations électroniques d’oxydoréduction puis l’équation bilan de l’étape de nitratation.
Q5. (C3) Expliquer le sens d’évolution du pH dans le dispositif suite à l’ajout des souches bactériennes. Argumenter la réponse.
2. CHOIX DES SOUCHES BACTÉRIENNES D’INTÉRÊT
Q6. (C1) Déterminer les deux intervalles de pH permettant une croissance supérieure à 25 % de l’optimum pour les plantes, d’une part, et pour les poissons, d’autre part.
Q7. (C3) En déduire l’intervalle de pH optimal pour le système d’aquaponie étudié ici.
Q8. (C4) Argumenter le choix de deux souches bactériennes dont l’action combinée permettrait de faire fonctionner le cycle de l’azote dans le système d’aquaponie.
3. CONTRÔLE DE LA QUALITÉ DE L’EAU DU SYSTÈME D’AQUAPONIE
3.1. Mise au point du protocole de PCR
Q9. (C2) Calculer le Tm de chaque amorce antisens proposée.
Q10. (C4) Argumenter le choix de l’amorce antisens à utiliser lors de la réaction de PCR.
Q11. (C2) Déterminer par le calcul le temps théorique d’élongation pour l’amplicon visé.
Q12. (C4) Argumenter le choix du protocole le plus adapté parmi ceux envisagés dans un souci d’efficacité industrielle.
3.2. Comparaison des cinétiques de détection de la toxine par immunochromatographie et de détection de son gène par PCR
Q13. (C3) Analyser les résultats obtenus pour les produits de PCR déposés dans les puits 1 et 2 du gel, afin de valider la méthode utilisée.
Q14. (C3) Analyser les résultats de détection de la toxine, d’une part, et du gène associé, d’autre part, pour le système d’aquaponie en test.
Q15. (C4) Argumenter alors l’intérêt d’utiliser la technique de PCR en complément de la technique d’immunochromatographie pour la détection de cyanobactéries productrices de toxine.
4. BILAN
Q16. (C5) À l’aide de l’ensemble du sujet, élaborer un organigramme des étapes de mise en place et de suivi du fonctionnement du kit d’aquaponie.
Partie II – Question de synthèse (durée indicative 30 min)
Q17. (C5) Discuter, à l’aide du document 7, l’utilisation des biotechnologies dans l’objectif de développer une agriculture répondant à différents enjeux du développement durable.