[PDF] BCPST 2e année LIGNE. 10 sujets d'oraux

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EN LIGNE

10 sujets d'oraux

pour le concours des ENSBiologieGéologie

Ouvrage coordonné par O. Dautel

C. Bordi • F. Saintpierre • M. Algrain-Pitavy • M. Quertigniez A. Proust • M. Vabre • A. Helme-Guizon • B. Mollier

BCPST ?

e année

Biologie

Géologie

BCPST 2

Ouvrage collectif coordonné par :

Olivier Dautel,

professeur en BCPST 2 au Lycée Henri-Poincaré à Nancy

Les auteurs :

Cédric Bordi,

�professeur en BCPST 2 au lycée Bellevue à Lyon

Françoise Saintpierre,

professeure en BCPST 2�au lycée Hoche à Versailles

Marianne Algrain-Pitavy,

�professeure en BCPST 1 au lycée Saint-Louis à Paris

Mathieu Quertigniez,

professeur en BCPST�1 au lycée Lakanal de Sceaux

Audrey Proust,

professeure en BCPST 1 au lycée Lakanal de Sceaux

Marlène?Vabre,

�professeure en BCPST 1 au lycée Lakanal de Sceaux

Alix Helme-Guizon,

professeure en BCPST 2 au lycée Le Fresne à Angers

Benjamin Mollier,

professeur en MPSI au lycée Blaise Pascal à OrsaySCIENTIFIQUESTout-en-un

Ressources

numériques + des sujets d'oraux complémentaires pour les ENS

à télécharger

BiologieGéologie

Ces activités sont également téléchargeables sur le site www.vuibert.fr

à 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 Mengin

La 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

ier

de 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

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DB, 75015 Paris

3

SOMMAIRE

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, 25

BIOLOGIE

Partie 1. L'organisme : un système en interaction avec son environnement . . .27 Chapitre 1. La respiration, une fonction en interaction directe avec l'environnement. . 31

COURS, 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, 48

SCHÉMA-BILAN, 51

EXERCICES, 52

CORRIGÉS, 60

TRAVAUX PRATIQUES

TP 1. Étude d'une fonction : la respiration, 66

Chapitre 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, 83

SCHÉMA-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

4

Chapitre 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. . . . . . . . . . . . . . . 181

COURS, 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, 193

SCHÉMA-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, 223

SCHÉMA-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, 267

Chapitre 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, 287

SCHÉMA-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, 317

TP 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, �345

Partie 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 . . . . . . . . . . . . 387

COURS, 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. . . . . . . . . . . . 427

COURS, 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, 464

TP 11 - Les cycles du carbone et de l'azote, 474

?fl

SUJETS 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, 483

SUJET 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, 515

SCHÉMA-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, 550

SCHÉMA-BILAN, 558

EXERCICES, 559

CORRIGÉS, 568

fl

TRAVAUX PRATIQUES

TP 12 - Les mécanismes de l'évolution, 576

?fl

SUJETS DES SYNTHÈSE

SUJET 1.

Les espèces�: stabilité et diversité, 585

SUJET 2.

La diversité des individus et des populations au sein d'une espèce, 591 7

GÉOLOGIE

Partie 4. Les déformations de la lithosphère et les transformations minérales

associées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .� . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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, 609

SCHÉMA-BILAN, 615

EXERCICES, 616

CORRIGÉS, 628

TRAVAUX PRATIQUES

TP 13 - Déformation des matériaux de la lithosphère, 635

Chapitre 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, 667

SCHÉMA-BILAN, 675

EXERCICES, 676

CORRIGÉS, 688

TRAVAUX PRATIQUES

TP 14 - Les transformations minérales du métamorphisme, 696 Partie 5. Étude des grands ensembles géologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .705

Chapitre 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 8

Chapitre 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, 773

SCHÉMA-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, 819

SCHÉMA-BILAN, 823

EXERCICES, 824

CORRIGÉS, 837

TRAVAUX PRATIQUES

TP 17 - Bassins sédimentaires, 847

Lexique

861

Dossier géologique

873
Index 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

fus, ont voulu introduire deux matières qui leur paraissaient majeures. Implicites mais en �ligrane dans l'ancien

programme, et à présent spéci�quement étudiées, l'évolution et l'écologie permettent de prendre un recul en

replaçant les autres éléments de la biologie (cellulaire, physiologique, biochimique etc.) dans un cadre spatial

et temporel plus large. Elles démontrent aussi l'interaction avec le monde inerte (" abiotique ») dans la durée et

tissent donc un lien avec la géologie. Prenons l'exemple de la santé : issue de notre évolution et en partie fondée

sur l'écosystème microbien (microbiote) qui nous habite, elle ne peut s'imaginer sans écologie ni évolution.

Or, c'est tout ce qui a manqué aux générations précédentes. Par exemple, en nourrissant la plante d'engrais

minéraux au e

siècle, on répond e�cacement à ses exigences physiologiques immédiates, mais pas vraiment

ni à son écologie, ni à sa logique évolutive. Écologiquement, on néglige les écosystèmes où elle s'insère et l'on

prépare l'eutrophisation des écosystèmes voisins. Ceci �nit en marées vertes d'Ulves sur les plages bretonnes...

Évolutivement, dans le propre sol de la plante, on détèle la liaison mycorhizienne qui assure la nutrition dans

les sols à fertilité moyenne : devenue inutile, la symbiose régresse et avec elle, l'e�et phytosanitaire des champi

gnons mycorhiziens qui ont pourtant toujours été agents protecteurs sur les racines des plantes depuis qu'elles

en ont. Ceci �nit en dépendance accrue aux produits phytosanitaires et aux engrais... qui minent l'économie de

l'exploitation agricole et la santé du consommateur. Or, les e�ets néfastes d'une vision de la plante sans écologie

ni évolution résultèrent de choix techniques portés (avec l'envie sincère de bien faire dans l'état des connais-

sances d'alors) par des anciens de nos classes préparatoires ! Donc, le programme de BCPST 2 n'espère rien

moins que d'être une des clefs pour mieux gérer collectivement l'environnement demain. Agronomes, vétéri

naires, agents de la fonction public ou ingénieurs dans le privé, le lecteur portera cette mission et cet impératif

moral. Quel poids, mais quel espoir !

Le livre qui commence avec ces pages est une belle synthèse d'expérience au service du lecteur, et donc à

l'appui des deux espoirs que j'ai dits plus haut. Je me sens honoré de préfacer un livre parmi les auteurs duquel je

vois des amis de longue date, des partenaires d'aventures pédagogiques ou scienti�ques récentes, voire de jurys,

et des anciens élèves dont j'appréciais hier comme j'estime aujourd'hui le travail pédagogique et la qualité scien

ti�que. Je suis donc certain que mon troisième espoir sera réalisé : que le lecteur prendra aussi plaisir à ce livre.

Car, même dans le travail, il y a des plaisirs, comme celui de découvrir ou de comprendre. Je pense sincère

ment que ce livre y contribuera, mais ouvrez-le à présent, et laissez-vous en convaincre.

Marc-André SELOSSE

Professeur du Muséum national d'Histoire naturelle, Professor aux universités de Gdansk (Pologne) et Kunming (Chine)

Membre de l'Académie d'Agriculture de France

10

Avant-propos

L'objectif de cet ouvrage est d'accompagner les étudiants en seconde année de BCPST sur le chemin de la

réussite. C'est pourquoi, l'étudiant y trouvera l'ensemble des connaissances , des compétences et des capacités exi gibles , en biologie et en géologie , conformes aux programmes en vigueur depuis la rentrée 2013.

L'étudiant disposant d'un cours personnel, l

e cours de cet ouvrage se concentre sur l'essentiel et cible les

notions-clés par des encarts " À retenir ». Des encarts " Attention ! » permettent à l'étudiant d'éviter les pièges

les plus courants. Le cours est volontairement synthétique, il utilise des termes scienti�ques fondamentaux , dont ceux, exi- gibles aux concours, sont surlignés en jaune et sont dé?nis précisément dans un lexique complet en ?n d'ou vrage. Régulièrement, des liens avec d'autres chapitres de 1 re et 2 e années renforcent la vision d'ensemble et mettent en valeur la cohérence du programme.

À la

�n de chaque cours , l'étudiant pourra balayer l'ensemble du chapitre grâce à un schéma-bilan visuel et synthétique. Il pourra également évaluer son niveau de connaissance grâce aux QCM

Une approche multidisciplinaire est souvent demandée aux étudiants de BCPST. Pour cela des encarts " Phy-

sique - Chimie » et " Mathématiques - Informatique » assurent un focus sur des notions transversales entre les disciplines scienti?ques.

La réussite de chaque étudiant passe par

l'entraînement aux épreuves écrites des concours Agro-Véto, G2E et ENS. Dans cette optique, l'étudiant pourra s'entraîner sur un sujet d'étude de documents , inédit ou issu de sujets de concours très récents, intégré à la �n de chaque chapitre de biologie comme de géologie . Le niveau de di�culté de ces sujets est clairement identi?é et tous les sujets sont corrigés en détails et assortis de nom- breux [ conseils méthodologiques]

L'entraînement aux épreuves écrites de synthèse est également présent grâce à deux sujets proposés à la ?n

de chacune des quatre grandes parties. Le sujet 1 fait principalement appel à des notions de

BCPST 2

e année alors que le sujet 2 nécessite des notions de

BCPST 1

re et 2 e années. La réussite de chaque étudiant passe également par l' entraînement aux épreuves orales des concours.

Pour se mettre en situation d'épreuves orales

du concours Agro-Véto , l'étudiant trouveraquotesdbs_dbs13.pdfusesText_19

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