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e annéeBiologie
Géologie
BCPST 2
Ouvrage collectif coordonné par :
Olivier Dautel,
professeur en BCPST 2 au Lycée Henri-Poincaré à NancyLes auteurs :
Cédric Bordi,
�professeur en BCPST 2 au lycée Bellevue à LyonFrançoise Saintpierre,
professeure en BCPST 2�au lycée Hoche à VersaillesMarianne Algrain-Pitavy,
�professeure en BCPST 1 au lycée Saint-Louis à ParisMathieu Quertigniez,
professeur en BCPST�1 au lycée Lakanal de SceauxAudrey Proust,
professeure en BCPST 1 au lycée Lakanal de SceauxMarlène?Vabre,
�professeure en BCPST 1 au lycée Lakanal de SceauxAlix Helme-Guizon,
professeure en BCPST 2 au lycée Le Fresne à AngersBenjamin Mollier,
professeur en MPSI au lycée Blaise Pascal à OrsaySCIENTIFIQUESTout-en-unRessources
numériques + des sujets d'oraux complémentaires pour les ENSà télécharger
BiologieGéologie
Ces activités sont également téléchargeables sur le site www.vuibert.frà la page du livre.
Les cartes de ce livre ont été gracieusement fournies par les éditions du BRGM. Nous remercions particuliè
rement Frédéric Simien pour sa gentillesse et sa disponibilité.Toutes les illustrations de cet ouvrage ont été réalisées par Marie-Christine Liennard, Christel Parolini,
Valérie Goncalves, Emmanuel Linares, Christian Lim et Lionel Auvergne.Les crédits concernant les photographies et les autres documents se trouvent à la �n de ce livre.
ISBN : 978-2-311-40570-5
Conception de couverture : Hung Ho Thanh
Conception LaTeX / InDesign et mise en page : Sébastien MenginLa loi du 11 mars 1957 n'autorisant aux termes des alinéas 2 et 3 �del'article 41, d'une part, que les " copies ou
reproductionsstrictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à�une utilisation collective » et, d'autre part,
que les analyses et lescourtes citations dans un but d'exemple et d'�illustration, " toutereprésentation ou reproduction
intégrale, ou partielle, faite sans leconsentement de l'auteur ou �de ses ayants droit ou ayants cause, estillicite » (alinéa 1
ierde l'article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc unecontrefaçon
sanctionnée par les articles 425 et suivants du Codepénal. Des pho�tocopies payantes peuvent être réalisées avec l'accordde
l'éditeur. S'adresser au Centre français d'exploitation du droitde copie : 20 rue des Grands Augustins, F-75006 Paris.
Tél. : 01 44 07 47 70
© Vuibert - août 2019 - 5 allée de la 2
eDB, 75015 Paris
3SOMMAIRE
Fiches méthode et conseils. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .� . . . . . . . . . . . . .13
Les 9 conseils pour réussir, 14 - S'organiser pour les colles, 17 - S'organiser pour le TIPE, 18 - Présentation des
concours, 19 - Réussir les épreuves, 21 - S'organiser pour les révisions, 23 - Les dates à retenir pour l'année
de BCPST 2, 25BIOLOGIE
Partie 1. L'organisme : un système en interaction avec son environnement . . .27 Chapitre 1. La respiration, une fonction en interaction directe avec l'environnement. . 31COURS, 32
1. Les échanges respiratoires sont réalisés au niveau de surfaces d'échanges spécialisées en lien avec les
contraintes du milieu de vie, 32 - 2. Les échanges des gaz respiratoires sont liés aux propriétés des molécules de transport, 43 - 3. Les échanges des gaz respiratoires sont contrôlés, 48SCHÉMA-BILAN, 51
EXERCICES, 52
CORRIGÉS, 60
TRAVAUX PRATIQUES
TP 1. Étude d'une fonction : la respiration, 66Chapitre 2. L'organisation et les propriétés de l'appareil circulatoire. . . . . . . . . . . . . . . . . 79
COURS, 80
1. Le système cardio-vasculaire permet la circulation unidirectionnelle du sang dans un réseau clos, 80 - 2. Les
di�érents segments vasculaires présentent une organisation en lien avec leur fonction, 83SCHÉMA-BILAN, 94
EXERCICES, 95
CORRIGÉS, 104
Chapitre 3. Le coeur et la mise en circulation du sang chez les Mammifères . . . . . . . . . . 109
COURS, 110
1. Le coeur assure la mise en mouvement du sang, 110 - 2.Le coeur a un fonctionnement automatique, 115
SCHÉMA-BILAN, 121
EXERCICES, 122
CORRIGÉS, 130
4Chapitre 4. La pression artérielle moyenne, un paramètre régulé . . . . . . . . . . . . . . . . 135
COURS, 136
1. La pression artérielle moyenne résulte de paramètres circulatoires et est une grandeur régulée à court terme
par le baroré�exe, 136 - 2. L'adaptation à l'e�ort physique se fait par modi�cation des débits locaux et glo baux, 144 -3. Les boucles de contrôle forment des réseaux interconnectés, exemple de l'hémorragie, 148
SCHÉMA-BILAN, 153
EXERCICES, 154
CORRIGÉS, 162
TRAVAUX PRATIQUES
TP 2. Coeur et vaisseaux sanguins, 169
Chapitre 5. Nutrition des Angiospermes en liaison avec le milieu. . . . . . . . . . . . . . . 181COURS, 182
1.L'absorption hydrominérale correspond à une exploitation nécessaire et optimisée du sol, 182 - 2. Le �ux
de sève brute de l'appareil racinaire à l'appareil foliaire fait partie du continuum sol-plante-atmosphère, 187
- 3.�La distribution des produits de la photosynthèse permet la nutrition immédiate de toute la plante ou une
mise en réserve pour une nutrition di�érée, 193SCHÉMA-BILAN, 198
EXERCICES, 199
CORRIGÉS, 208
Chapitre 6. Le développement des Angiospermes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
COURS, 214
1.Le développement végétatif correspond à la construction d'une tige feuillée exposée au milieu aérien et d'un
appareil racinaire ancré dans le sol, 214 - 2. Le développement végétatif d'une Angiosperme est in�uencé par
son environnement, 221 - 3. L'appareil reproducteur des Angiospermes se met en place à partir du méristème
apical végétatif, 223SCHÉMA-BILAN, 227
EXERCICES, 228
CORRIGÉS, 236
TRAVAUX PRATIQUES
TP 3. L'étude morphologique et anatomique des tiges, des feuilles et des racines des Angiospermes, 243
TP 4. La croissance et le développement des tiges et des racines des Angiospermes, 255 TP 5. Les adaptations de l'appareil végétatif des Angiospermes, 267Chapitre 7. Diversité morpho-fonctionnelle des organismes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
COURS, 280
1. Les organismes eucaryotes pluricellulaires peuvent se nourrir et croître de di�érentes manières, 280 - 2. Les
organismes pluricellulaires se nourrissent par absorbotrophie ou phagotrophie, 283 - 3. Les organismes unicel-
lulaires se nourrissent de manière similaire aux organismes pluricellulaires, 287SCHÉMA-BILAN, 292
5EXERCICES, 293
CORRIGÉS, 301
TRAVAUX PRATIQUES
TP 6. Diversité morpho-fonctionnelle des organismes�: les champignons, 309 TP 7. Diversité morpho-fonctionnelle des organismes�: les algues, 317TP 8. Les organismes unicellulaires, 331
SUJETS DES SYNTHÈSE
SUJET 1. La réalisation des fonctions de nutrition chez les Métazoaires vivant en milieu aquatique, 341
SUJET 2. Les surfaces d'échanges des organismes pluricellulaires, �345Partie 2. Population, écosystème et biosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Chapitre 8. Les populations et leur dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
COURS, 352
1. L'e�ectif d'une population varie au cours du temps, 352 - 2. L'espèce est formée de populations interconnec-
tées par la dispersion, 361 - 3. La fréquence des allèles dans une population varie au cours du temps, 365
SCHÉMA-BILAN, 370
EXERCICES, 371
CORRIGÉS, 381
Chapitre 9. Les écosystèmes, leur structure et leur fonctionnement . . . . . . . . . . . . 387COURS, 388
1. L'écosystème est un espace délimité caractérisé par un biotope et une biocénose, 388 - 2. Les espèces entre-
tiennent des relations qui structurent l'écosystème, 394 - 3. Les relations trophiques sont à l'origine d'un �ux de
matière et d'énergie au sein des écosystèmes, 401 - 4. La connaissance de la structure et de la dynamique des
écosystèmes permet leur gestion, 409
SCHÉMA-BILAN, 413
EXERCICES, 414
CORRIGÉS, 421
Chapitre 10. Flux et cycles biogéochimiques : l'exemple du carbone. . . . . . . . . . . . 427COURS, 428
1. Le carbone est présent dans di�érents réservoirs, 428 - 2. Le cycle du carbone est caractérisé par des trans-
ferts entre réservoirs, 430 - 3. Le cycle du carbone est lié à d'autres cycles et contribue à des paramètres globaux
comme le climat, 434 - 4. Par ses activités, l'Homme modi�e le cycle du carbone et perturbe le climat, 437
SCHÉMA-BILAN, 441
EXERCICES, 442
CORRIGÉS, 454
6?flTRAVAUX PRATIQUES
TP 9 - Les populations et leur dynamique, 458
TP 10 - Les écosystèmes, leur structure et leur fonctionnement, 464TP 11 - Les cycles du carbone et de l'azote, 474
?flSUJETS DES SYNTHÈSE
SUJET 1.
L'autotrophie. Ses fondements cellulaires, ses modalités à l'échelle d'un organisme et sa place dans les écosystèmes et dans les cycles biogéochimiques, 483SUJET 2.
Les interactions biotiques des Angiospermes, 487
Partie 3. Biodiversité et dynamique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491
Chapitre 11. Les mécanismes de l'évolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
COURS, 494
1. Les mutations apparaissent aléatoirement dans la population, 494 - 2. La sélection est un processus de re-
production di�érentielle, qui trie ou entretient la diversité génétique selon la valeur sélective ou �tness des al
lèles,�496 - 3. La dérive génétique exerce un tri aléatoire d'autant plus important que la population est petite, et
peut agir sur les traits neutres, 505 - 4. Les isolements génétiques lors de la reproduction sexuée font apparaître
les espèces, c'est la spéciation, 515SCHÉMA-BILAN, 522
EXERCICES, 523
CORRIGÉS, 534
Chapitre 12. Une approche phylogénétique de la biodiversité . . . . . . . . . . . . . . . . . . .541
COURS, 542
1. Les êtres vivants peuvent être classés selon di�érents principes,542 -
2. L'arbre du vivant est un arbre phylo-
génétique complexe, 550SCHÉMA-BILAN, 558
EXERCICES, 559
CORRIGÉS, 568
flTRAVAUX PRATIQUES
TP 12 - Les mécanismes de l'évolution, 576
?flSUJETS DES SYNTHÈSE
SUJET 1.
Les espèces�: stabilité et diversité, 585SUJET 2.
La diversité des individus et des populations au sein d'une espèce, 591 7GÉOLOGIE
Partie 4. Les déformations de la lithosphère et les transformations minéralesassociées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .� . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595
Chapitre 13. Les déformations des matériaux de la lithosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . 597
COURS, 598
1. Les roches de la lithosphère peuvent se déformer, 598 - 2. La rupture de roches lithosphériques engendre des
séismes, 609SCHÉMA-BILAN, 615
EXERCICES, 616
CORRIGÉS, 628
TRAVAUX PRATIQUES
TP 13 - Déformation des matériaux de la lithosphère, 635Chapitre 14. Les transformations minérales du métamorphisme. . . . . . . . . . . . . . . . . 655
COURS, 656
1. Les associations minéralogiques du métamorphisme sont indicatrices des conditions de pression et de tem-
pérature, 656 - 2. La distribution spatiale des roches métamorphiques permet de reconstituer l'histoire géolo-
gique d'une région, 667SCHÉMA-BILAN, 675
EXERCICES, 676
CORRIGÉS, 688
TRAVAUX PRATIQUES
TP 14 - Les transformations minérales du métamorphisme, 696 Partie 5. Étude des grands ensembles géologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .705Chapitre 15. L'océan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . �. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .713
COURS, 706
1. Au �l du temps, la lithosphère océanique subit des modi�cations de ses propriétés physico-chimiques, 706 -
2. Les marges d'un océan sont actives ou passives, 711 - 3. Il existe un couplage entre océan et atmosphère, 715
SCHÉMA-BILAN, 719
EXERCICES, 720
CORRIGÉS, 733
TRAVAUX PRATIQUES
TP 15 - Structuration de l'édi�ce alpin, 743 8Chapitre 16. L'histoire des Alpes franco-italo-suisses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757
COURS, 758
1. Les Alpes sont divisées en grandes zones selon une nomenclature ancienne, 758 - 2. Première étape�: les
roches de l'"�ancien socle alpin�» se forment (-500 à -250�Ma), 759 - 3. Deuxième étape�: l'océan alpin s'ouvre
et s'étend (-165 à -100�Ma, Jurassique), 760 - 4. Troisième étape�: l'océan alpin se referme par subduction (-100
à -50 Ma), 764 - 5. Quatrième étape�: l'Europe et l'Apulie entrent en collision (-50�Ma à -8 Ma), 766 - 6. Cin-
quième étape�: l'érosion des Alpes et leur devenir actuel, 773SCHÉMA-BILAN, 778
EXERCICES, 780
CORRIGÉS, 793
TRAVAUX PRATIQUES
TP 16 - Les massifs anciens, 803
Chapitre 17. Étude de quelques grands ensembles structuraux français. . . . . . . . . . . .809
COURS, 810
1. Les bassins sédimentaires français présentent des morphologies variées, 811 - 2. Les chaînes de montagnes
françaises résultent de multiples orogenèses, 814 - 3. La Guadeloupe, la Martinique et la Réunion sont d'origine
volcanique, 819SCHÉMA-BILAN, 823
EXERCICES, 824
CORRIGÉS, 837
TRAVAUX PRATIQUES
TP 17 - Bassins sédimentaires, 847
Lexique
861Dossier géologique
873Index 890
9
Préface
Espérer en l'avenir
C'est un espoir multiple en l'avenir que cette préface soulève en moi, car ce livre prépare indubitablement
l'avenir.D'abord, l'avenir du lecteur : je pense à celle ou celui qui, en classe préparatoire et dans la tourmente entre
Sup' et Spé, vient d'acquérir ce livre - et je pense à son avenir. En e�et, ces années di�ciles sont néanmoins celles
d'une vraie formation, qui marque et mûrit durablement : je l'ai vécu moi-même dans ces classes préparatoires,
d'abord élève dans l'ancêtre des BCPST que furent les Sup' Agro, puis comme colleur à Paris et à Nancy. Sous
la pression des colles et du concours, un fond de connaissances solides et une pratique scienti�que rigoureuse
s'installent, qui ne quitteront jamais celui qui les aura mérités de ses e�orts : c'est pour une vie. Mais l'exercice
reste di�cile et l'e�ort soutenu : une présence bienveillante et un soutien méthodologique sont bienvenus. Aux
côtés du corps enseignant, ce livre est justement là pour cela.Ensuite, l'avenir de nos sociétés (et rien moins !). Les concepteurs du programme de seconde année, dont je
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