Réussir la Biologie à l'écrit Agro-Veto

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Les deux épreuves écrites de biologie au concours Agro-Veto (épreuve A "de synthèse" et épreuve B "sur documents")  sont les plus redoutées : les connaissances à maîtriser sont vastes, il faut savoir les synthétiser à travers une problématique donnée, il faut aussi savoir rédiger et illustrer son écrit par des schémas... Pour les réussir un véritable entraînement est nécessaire. Cet ouvrage propose aux étudiants de 1re et 2e année BCPST une préparation complète et méthodique :



  • Présentation des deux épreuves ;
  • Par épreuve, une méthodologie étape par étape à partir de l'étude complète d'un sujet de concours ;
  • Des exemples de sujets, issus d'annales Agro et ENS, dans différents domaines du programme pour illustrer les principales méthodes (rédiger une introduction, construire un plan, analyser une micrographie, analyser un tableau de valeurs...)

Ce livre sera utile aux étudiants dès le début de la première année (pour préparer les devoirs sur table) jusqu'à la préparation des concours.

Publié le : mercredi 12 janvier 2011
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Licence : Tous droits réservés
EAN13 : 9782100559312
Nombre de pages : 320
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Sujet 1 de synthèse
Énoncé Durée : 3 h 30 minutes « Le dioxygène et les êtres vivants »
Nous vous proposons d’organiser votre travail pendant les 3 h 30 minutes de l’épreuve de la façon suivante :
Étapes 1Analyser le sujet
2Rédiger l’introduction
3Construire un plan
4Rédiger le corps du devoir
5Rédiger la conclusion
ANALYSER LE SUJET
Durée approximative 10 min 10 min 30 min 2 h 30 min 10 min
Les mots du sujet à définir « Le dioxygène et lesêtres vivants » La principale difIculté réside dans le « et » qui sous-entend d’envisager les relations susceptibles d’exister entre l’O , composé chimique, et les êtres vivants mais ne précise pas la nature de ces 2 relations qu’il faudra extraire de divers points du programme. Les attendus du sujet Exposer les diverses modalités des échanges de dioxygène entre les êtres vivants et leur milieu. Montrer les rôles de l’O à différents niveaux d’organisation, quelles réactions en produisent et 2 lesquelles l’utilisent. Les limites du sujet Sujet limité par le programme BCPST : aux échelles, des cellules et des organismes ; le rôle du dioxygène comme facteur de réparti-tion des êtres vivants dans les écosystèmes ne sera pas abordé ; aux processus moléculaires du catabolisme énergétique et des photosynthèses ; aux échangeurs respiratoires des animaux du programme (branchies, poumons des amphi-biens, des mammifères et des oiseaux). Les parties de cours à réinvestir re 1 année •Cours :catabolisme oxydatif. La photosynthèse eucaryote. • Le TP : Le criquet. Morphologie générale de l’écrevisse. e 2 annéeCours :Réalisation des échanges gazeux respiratoires entre l’organisme animal et son milieu. Les types trophiques des microorganismes. La cellule musculaire striée. Le transport des
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Sujets de synthèse (type A)
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gaz respiratoires par le sang. •TP: Organisation comparée de deux appareils respiratoires : pois-son et grenouille. Étude pratique de deux mollusques. Diversité des types cellulaires animaux : histologie des mammifères.
RÉDIGER L’INTRODUCTION
Proposition d’introduction ïl est couramment admis qu’il n’y a pas de vie sans dioxygène (O ). Pourtant, ce constituant 2 important de l’atmosphère terrestre actuelle (21 %) en était totalement absent au début de l’his-toire de la Terre. Quand il est apparu, il a d’abord constitué un poison pour les cellules. L’arbre du vivant comprend trois grands domaines. Les archées et les eubactéries sont des êtres unicellulaires procaryotes. Les eucaryotes comprennent des organismes unicellulaires et pluri-cellulaires, et notamment ceux que nous remarquons dans notre environnement (plantes à eurs, animaux, par exemple). Quelles sont les relations entre le dioxygène et les êtres vivants ? Comment ce composé est-il utilisé ou produit par les cellules ? Comment se réalisent les échanges entre cellules et milieu extérieur à l’organisme ? Quelles fonctions impliquent le dioxygène à l’échelle cellulaire ? Pour répondre à ces questions, nous suivrons le dioxygène du milieu extérieur aux cellules en étudiant successivement les échanges d’O des êtres vivants, la circulation de ce composé dans 2 l’organisme puis ses rôles dans le métabolisme cellulaire.
CONSTRUIRE UN PLAN
Voir programme e de 2 année, « Les caractéristiques respiratoires de l’air et de l’eau »
Proposition de plan 1 Les échanges de dioxygène entre les organismes et leur milieu 1.1 Mise en évidence de la diversité de ces échanges 1.1.1Diversité des bilans – Un animal absorbe du dioxygène. Un mammifère, par exemple, ne peut pas vivre en l’absence d’O : il est aérobie strict. 2 – Une plante chlorophyllienne absorbe l’O à l’obscurité ou en dégage à la lumière. 2 – Des colonies de levures peuvent croître en aérobiose ou anaérobiose : les levures sont des êtres vivants aérobies facultatifs. – Les bactéries dénitriIantes sont tuées par l’O : elles sont anaérobies strictes. 2 1.1.2Diversité des milieux d’où est extrait l’O 2 – O gazeux de l’atmosphère. Ex. : mammifères. 2 – O dissous dans l’eau. Ex. : téléostéens. 2 – Comparaison des coûts énergétiques associés à la ventilation permettant l’extrac-tion d’une mole d’O de chacun de ces milieux. 2 1.2Localisation de ces échanges 1.2.1Pour les unicellulaires : diffusion à travers la membrane plasmique 1.2.2Pour les végétaux et divers animaux : diffusion à travers la surface de l’organisme – À travers des points de passage localisés. Ex. : stomates foliaires. – À travers l’ensemble de la surface de l’organisme. Ex. : respiration cutanée (grenouille). 1.2.3Pour de nombreux animaux : surfaces d’échanges respiratoires spécialisées – Surface externalisée soutenue par le milieu aquatique : les branchies. Ex. : téléos-téens. – Surface internalisée protégée de la dessiccation en milieu aérien : les poumons. Ex. : mammifères.
Voir programme e de 2 année, « Le drainage des gaz dis-sous par un liquide intérieur circulant ».
Voir programme e de 2 année, « Le contrôle des échanges gazeux respiratoires ».
Sujet 1 de synthèse
1.3Déroulement de ces échanges Nous prendrons l’exemple des échanges respiratoires des animaux. 1.3.1Un processus commun à tous les échangeurs : la diffusion – Un processus physique dont les ux sont régis par la loi de Fick. – La structure des échangeurs respiratoires optimise les paramètres de cette loi. 1.3.2Un processus dépendant du milieu extérieur : la convection du uide externe, air ou eau – Ventilation branchiale : convection unidirectionnelle de l’eau. Ex. : téléostéens. – Ventilation pulmonaire : convection bidirectionnelle de l’air. Ex. : mammifères. 1.3.3Un processus dépendant de la position systématique de l’animal : la convection du uide interne (sang, au sens large). Ex. : système à contre-courant chez les téléos-téens ou système concourant chez la moule ou l’écrevisse. 1.4 Contrôle de ces échanges 1.4.1lui-mêmeContrôle ventilatoire par l’O 2  L’hypoxie est le stimulus le plus efIcace du contrôle ventilatoire chez les animaux aquatiques. 1.4.2Contrôles par d’autres facteurs – Le CO est le stimulus le plus efIcace chez les animaux terrestres. 2 – Chez les angiospermes, l’équilibre hydrique inuence ces échanges par l’intermé-diaire du degré d’ouverture des stomates. Conclusion :sont très diverses. On peutÀ l’échelle des organismes, les relations avec l’O 2 notamment distinguer les végétaux verts, qui produisent de l’O à la lumière des organismes non 2 , chlorophylliens, qui en consomment, ou bien les animaux qui peuvent extraire le dioxygène de l’eau de ceux qui ne le peuvent pas. Chez les organismes unicellulaires, les cellules échangent directement avec le milieu extérieur. Chez les pluricellulaires de grande taille, et notamment chez les eumétazoaires, les cellules sont souvent trop éloignées du milieu extérieur pour que l’O puisse diffuser rapidement jusqu’à elles. 2 Comment l’O circule-t-il au sein des organismes ? 2 2 La circulation du dioxygène au sein des organismes 2.1 Voies de circulation 2.1.1Par voie gazeuse – Chez les végétaux : diffusion par les espaces intercellulaires. – Chez les insectes : par le ux convectif de l’atmosphère des trachées et par diffu-sion. 2.1.2Par le liquide interne circulant – Mise en évidence du transport d’O par le sang chez les mammifères. 2 – Généralisation à la plupart des animaux possédant un système circulatoire. 2.2 ïmportance des protéines à hème dans cette circulation 2.2.1Une protéine oxyphorique : l’hémoglobine – Prise en charge de l’O au niveau des poumons. 2 – Livraison de l’O aux cellules vers lesquelles il diffuse. 2 2.2.2Protéines à hème stockant l’O 2 – La myoglobine des myocytes. – La léghémoglobine des nodules des fabacées : protection permettant d’éviter l’in-hibition par l’O de la nitrogénase. 2 2.3chez les mammifères Contrôle de l’apport d’O 2 2.3.1Contrôle de l’afInité de l’hémoglobine pour l’O 2 – Par le pH (effet Bohr), par le 2,3 DPG, par la température. 2.3.2Contrôle du débit sanguin par l’hypoxie du liquide interstitiel 2.4(effet Haldane) ïnuence de la Ixation d’O par l’hémoglobine sur le transport de CO 2 2 69
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Sujets de synthèse (type A)
Ce paragraphe est entièrement rédigé ci-après dans larubrique « Rédiger le devoir »
Voir programme de re 1 année, « La pho-torespiration ».
Conclusion :Chez les animaux présentant à la fois une grande taille et une importante mobi-lité (à l’exception des insectes), l’O est acheminé vers les cellules par la circulation sanguine ; 2 malgré le prélèvement fait par les cellules, le sang veineux contient encore de l’O . Chez les 2 végétaux, l’O diffuse dans les espaces intercellulaires, des cellules vers le milieu extérieur ou 2 inversement. Des pigments protéiques jouent un rôle dans le transport ou le stockage d’O . L’O 2 2 est aussi un facteur de contrôle de son apport aux cellules. Quels rôles joue l’O à l’échelle des cellules ? 2
3 Le dioxygène et le métabolisme cellulaire 3.1lors de la photosynthèse oxygénique La production d’O 2 3.1.1Mise en évidence de la provenance d’O 2 3.1.2dans le couplage photochimiqueLa place d’O 2 3.1.3Conséquence à l’échelle cellulaire : production d’ATP qui sera utilisé lors du cycle de Calvin 3.1.4vers l’atmosphèreConséquence à l’échelle de la biosphère : ux net d’O 2 3.2 Les voies métaboliques consommant de l’O 2 3.2.1Mise en évidence de leur diversité  Respirations aérobies (levures, bactéries nitriIantes) ; photorespiration. 3.2.2L’O accepteur Inal d’électrons des respirations aérobies 2 – Ces réactions sont catalysées par des oxydases (ex : cytochrome c oxydase). – Les électrons proviennent de donneurs organiques pour les cellules chimioorgano-trophes. Ex. : chaîne mitochondriale des cellules eucaryotes. Le passage de deux + électrons de NADH,H à O correspond à une différence de potentiel redox élevée 2 et permet la synthèse de 3 ATP. – Les électrons proviennent de donneurs minéraux pour les bactéries chimiolitho-trophes. Ex. :Nitrosomonas. 3.3impliqué dans d’autres voies oxydatives L’O 2 3.3.1de la rubisco (carboxylase et oxygénase)L’O substrat 2  Les deux atomes d’oxygène d’une molécule d’O sont introduits à 2 endroits diffé-2 rents dans la molécule de ribulose bisphosphate (RuBP). 3.3.2de diverses enzymes des péroxysomesL’O substrat 2  Dans les péroxysomes, le dioxygène permet ensuite l’oxydation de l’acide à deux carbones précédemment formé, dans une voie métabolique qui conduit à la syn-thèse d’acides aminés.  La photorespiration pourrait être une façon de limiter la concentration d’O photo-2 synthétique qui peut être à l’origine d’ions superoxydes. 3.4 L’O contrôle le métabolisme 2 +  De la teneur en O dépend la concentration en NAD qui contrôle le devenir du pyruvate, 2 réduit dans la fermentation lactique (sans O ) ou oxydé en acétyl-coA dans la mitochon-2 drie (en présence d’O ). 2
Conclusion :L’O par sa haute afInité pour les électrons, est un accepteur terminal des chaînes 2 redox, mais lors du couplage photochimique sa production est associée à l’oxydation de la chlo-rophylle a. Le dioxygène participe aussi à diverses réactions métaboliques, catalysées par des oxygénases, qui introduisent les atomes d’oxygène séparément dans un ou deux substrats. Certaines de ces réactions permettent de neutraliser des dérivés toxiques d’O (radicaux libres comme les ions 2 superoxydes).
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