Bac ST2S 2025 : chimie, biologie et physiopathologie

Proposition de corrigé — non officielle. Session 2025. Voie technologique — ST2S, Métropole, 17 juin 2025. Durée : 4 heures. Coefficient : 16.

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Les réponses expliquent les raisonnements et les calculs. Pour les compositions et les analyses, plusieurs réponses argumentées sont possibles ; cette proposition n’est pas validée par le jury.

Chimie — Exercice 1 : la fumée de cigarette

1. L’acroléine a pour formule semi-développée CH₂=CH–CHO. En formule développée, le premier carbone porte deux H, le deuxième un H et le troisième un H et une double liaison à O :

    H   H   O
    |   |   ║
H — C = C — C — H

2. Le groupe terminal –CHO caractérise la fonction aldéhyde. Il comprend le groupe carbonyle C=O lié à un hydrogène.

3. L’émission de ⁴₂He correspond à une désintégration alpha.

4. Le passage du plomb excité Pb* à son état moins énergétique, sans changement de Z ni de A, émet un rayonnement gamma.

5. L’équation ajustée est : 2 C₇H₈ + 11 O₂ → 14 CO + 8 H₂O. On retrouve 14 C, 16 H et 22 O de chaque côté.

6. P = 1,0 × 10⁷ Pa, V = 2,0 × 10⁻³ m³ et T = 293,15 K. Donc n = PV/(RT) ≈ 8,21 mol, soit 8,2 mol.

7. À température constante, P₁V₁ = P₂V₂. On obtient V₂ = 10⁷ × 0,002/(1,013 × 10⁵) ≈ 0,197 m³, soit 197 L, de l’ordre de 200 L.

8. La durée théorique vaut 197/1,5 ≈ 132 minutes, soit environ 2 h 12 min. Avec l’arrondi à 200 L, on trouve 133 minutes. Ce calcul scolaire suppose que tout le volume calculé est utilisable ; une autonomie opérationnelle dépend aussi du dispositif et de sa réserve.

Chimie — Exercice 2 : le tabagisme passif

1. HCN + H₂O ⇌ CN⁻ + H₃O⁺.

2. HCN est un acide de Brønsted parce qu’il peut céder un proton H⁺ à l’eau.

3. KSCN(s) → K⁺(aq) + SCN⁻(aq).

4. Un solide fournit un ion thiocyanate par entité KSCN. Il faut donc m = cVM = 3,44 × 10⁻⁴ × 1,0 × 97,2 = 0,03344 g, soit 33,4 mg de KSCN. Il ne faut pas utiliser ici la masse molaire du seul ion SCN⁻.

5. Peser la masse calculée avec une balance adaptée, dissoudre le solide dans un peu d’eau distillée puis transférer quantitativement dans une fiole jaugée de 1,0 L. Rincer le récipient et ajouter les eaux de rinçage. Compléter à l’eau distillée jusqu’au trait, ajuster le ménisque à hauteur des yeux, boucher et homogénéiser par retournements.

6. Le maximum d’absorbance est vers 450 nm. Cette longueur d’onde fournit la meilleure sensibilité pour les mesures proposées.

7. Partir de A = 0,36 sur l’axe vertical, tracer une horizontale jusqu’à la droite d’étalonnage puis une verticale vers l’axe des concentrations. On lit Cm ≈ 9,0 mg·L⁻¹. La droite correspond approximativement à A = 0,040 Cm.

8. La salive a été diluée 40 fois : sa concentration initiale est 40 × 9,0 = 360 mg·L⁻¹. Cette valeur dépasse l’intervalle 50–200 mg·L⁻¹ indiqué pour un non-fumeur et se rapproche des concentrations du fumeur. Dans les hypothèses de l’exercice, la personne non fumeuse est donc exposée au tabagisme passif. Le marqueur isolé ne doit pas être présenté comme un diagnostic clinique certain indépendant du contexte.

BPH — 1. L’endométriose

1.1. Appareil génital, vocabulaire et diagnostic

1.1.1. Une forte fatigue correspond à une asthénie ; des difficultés à uriner à une dysurie.

1.1.2. Les principaux termes du passage se définissent ainsi :

• Chronique : qui persiste ou évolue sur une longue durée.
• Ménopause : arrêt durable des menstruations lié à la fin de l’activité cyclique ovarienne.
• Pelvien : relatif au bassin, ou pelvis.
• Ménorrhée : écoulement menstruel ; à ne pas confondre avec une ménorragie, anormalement abondante ou prolongée.
• Céphalées : douleurs de la tête.
• Scanographie : imagerie en coupes utilisant des rayons X et une reconstruction informatique.

1.1.3. Une sonde d’échographie émet des ultrasons et reçoit les échos réfléchis aux interfaces entre tissus. Le traitement des temps de retour et de l’intensité des échos produit une image. L’échographie n’utilise pas de rayons X.

La phrase du sujet promettant un diagnostic certain par échographie et scanographie est trop générale. L’évaluation de l’endométriose repose sur le contexte clinique et une imagerie adaptée, notamment échographie spécialisée et IRM ; une imagerie normale n’exclut pas toutes les formes. Voir les recommandations de la HAS sur l’imagerie, mai 2025.

1.1.4. Le tissu 1 est un épithélium, constitué de cellules serrées, jointives et organisées en revêtement de la surface et des glandes. Le tissu 2 est un tissu conjonctif, avec des cellules plus dispersées au sein d’une matrice extracellulaire. Il ne faut pas identifier le tissu 2 au myomètre : les deux repères concernent l’endomètre.

1.1.5. Endo- signifie « à l’intérieur » et -mètre renvoie ici à l’utérus : l’endomètre est la muqueuse interne de l’utérus. Myo- signifie « muscle » : le myomètre est sa couche musculaire.

1.1.6. Sur le document 2, l’utérus est l’organe central creux ; le vagin est le conduit inférieur, sous le col. L’ovaire gauche de la patiente se trouve à droite du dessin, sous l’extrémité de la trompe gauche, également à droite du dessin. Le repérage anatomique utilise la gauche de la personne représentée, non celle du lecteur.

1.2. Douleur et traitements

1.2.1. Les repères sont : 1 nocicepteur ; 2 nerf sensitif ; 3 moelle épinière ; 4 cerveau.

1.2.2. Dans le document 3A, une stimulation trop faible ne déclenche pas de potentiel d’action. Au-delà du seuil, les potentiels d’action apparaissent et gardent approximativement la même amplitude. Quand la stimulation augmente, ils deviennent plus rapprochés : le message est codé en fréquence, non en amplitude des potentiels d’action.

1.2.3. Une plus forte innervation des lésions et un nombre accru de nocicepteurs activés multiplient les messages transmis. Ce recrutement de fibres, associé à leur activité, peut amplifier l’information nociceptive reçue par les centres nerveux. La perception ne dépend donc pas uniquement de la taille visible d’une lésion.

1.2.4. Un antalgique agit contre la douleur (ant-, contre ; alg-, douleur). Une hystérectomie est l’ablation chirurgicale de l’utérus (hystér-, utérus ; -ectomie, ablation). Un anti-inflammatoire réduit l’inflammation. Définir une intervention ne revient pas à la présenter comme un traitement nécessaire pour toute patiente.

1.2.5. Le document 3B montre que l’activation de récepteurs autres que les nocicepteurs exerce une inhibition sur la transmission ascendante de la douleur. Le nombre de potentiels d’action transmis diminue malgré la stimulation nociceptive. L’électrostimulation peut donc réduire la douleur perçue sans supprimer la lésion à son origine.

1.2.6. Sans contraception, l’endomètre s’épaissit fortement puis une partie se détache lors des règles. Sous pilule œstroprogestative, il reste plus mince et ses variations sont réduites dans le schéma fourni. Il n’est pas totalement absent.

1.2.7. La réduction de la stimulation hormonale cyclique et des saignements peut diminuer l’activité des lésions, l’inflammation et la stimulation des nocicepteurs. Cela explique un effet sur la douleur, sans démontrer une guérison définitive. Le choix d’un traitement dépend de la situation clinique et du projet de la patiente.

BPH — 2. Le cancer du col de l’utérus

2.1. HPV et développement tumoral

2.1.1. Après réactivation de P53 au jour 1, le volume tumoral passe d’environ 0,42 cm³ au départ à moins de 0,1 cm³ au jour 12, puis devient presque nul au jour 28. L’expérience appuie une action suppresseur de tumeur de P53, capable de limiter la survie ou la multiplication de cellules anormales. Elle ne constitue pas un essai thérapeutique chez la femme.

2.1.2. Un cycle complet peut être repéré de 1 h à 16 h, entre deux fins de division. Sur le graphique : G1 de 1 à 6 h ; phase S de 6 à 10 h ; G2 au plateau suivant ; mitose à la fin de ce plateau, avec division de la quantité d’ADN par cellule entre 15 et 16 h. La quantité seule ne permet pas de fixer exactement le début de la mitose, qui conserve d’abord l’ADN doublé. Les limites de G2 et du début de M sont donc schématiques.

2.1.3. Entre 6 et 10 h, la quantité d’ADN double de 1 à 2 unités. C’est la réplication de l’ADN, durant la phase S. Chaque chromosome possède ensuite deux chromatides sœurs, qui pourront être réparties entre les cellules filles lors de la mitose.

2.1.4. Dans le mécanisme décrit, les protéines d’un HPV à haut risque perturbent P53. Des cellules porteuses de mutations peuvent alors franchir un point de contrôle et continuer à se multiplier. L’accumulation d’altérations favorise une prolifération tumorale. Une infection par HPV ne conduit cependant pas systématiquement à un cancer : la persistance de l’infection et d’autres étapes sont nécessaires.

2.2. Développement, diagnostic et traitement

2.2.1. L’étape 3 montre la multiplication de cellules anormales dans la partie profonde de l’épithélium. À l’étape 4, elles occupent une plus grande épaisseur : la lésion précancéreuse s’étend. À l’étape 5, l’épithélium est largement remplacé par des cellules anormales, mais la lame basale reste respectée, correspondant à un stade non invasif. À l’étape 6, la lame basale est franchie et les cellules envahissent le tissu sous-jacent : le cancer devient invasif. Le dessin ne montre pas de métastase à distance.

2.2.2. Le frottis sain présente des cellules d’aspect relativement régulier avec de petits noyaux. Le frottis cancéreux montre des noyaux plus volumineux et plus foncés, des tailles variables et un rapport noyau/cytoplasme accru. L’examen cytologique repère des anomalies et oriente les investigations. La confirmation d’un cancer repose sur les examens diagnostiques appropriés, notamment l’analyse histologique d’un prélèvement ; un frottis anormal ne suffit pas à affirmer à lui seul un cancer invasif.

2.2.3. La chimiothérapie utilise des médicaments qui détruisent des cellules tumorales ou freinent leur multiplication, en agissant notamment sur l’ADN ou la division cellulaire. Elle peut aussi atteindre des cellules saines se renouvelant rapidement, ce qui explique une partie des effets indésirables. Son indication dépend du type et du stade de la maladie.

2.3. Prévention

2.3.1. Après la première injection, les anticorps apparaissent après un délai et atteignent un maximum modéré, inférieur à 2 unités. Après la seconde, la réponse est plus rapide, plus forte, avec un maximum proche de 9 unités, et plus durable sur la période observée. Cela traduit la mobilisation d’une mémoire immunitaire. Le graphique illustre un mécanisme ; son intervalle de 28 jours ne constitue pas une prescription du calendrier réel de vaccination HPV.

2.3.2. Les anticorps réalisent une neutralisation : en se fixant sur le virus, ils empêchent son interaction avec les cellules et limitent leur infection. Prévenir l’infection par des HPV oncogènes réduit le risque de lésions précancéreuses et de cancers associés. Le vaccin est préventif, pas un traitement d’un cancer installé.

2.3.3. Vacciner les garçons apporte une protection directe contre des maladies et cancers liés aux HPV, notamment anogénitaux et oropharyngés. Cela réduit aussi la circulation des types viraux couverts et protège indirectement les partenaires, dont les femmes. L’intérêt n’est donc pas limité au cancer du col. La vaccination ne remplace pas le dépistage : voir les repères de l’Institut national du cancer.

BPH — 3. Bilan comparatif

Sur téléphone, faites défiler le tableau horizontalement.

L’endométriose n’est pas un cancer. Les deux pathologies peuvent nécessiter un suivi prolongé, mais leurs mécanismes et leurs stratégies de prévention diffèrent.