5 année

Nom, prénom : …………………..
Olympiade de Biologie 2011
Questionnaire de finale
5e année
Mercredi 23 février 2011, de 14h30 à 15h45
Instructions
Questions à choix multiple
Indiquez clairement votre réponse en cochant devant la lettre choisie et en reportant
votre choix sur la grille de réponses.
A chaque question, il y a toujours une et une seule réponse correcte. Si vous doutez,
choisissez la plus adéquate.
Questions ouvertes (2, 5, 32, 33)
Répondez, à l’intérieur de la question, dans l’espace encadré. Si, malgré tout,
l’espace vous manque, vous pouvez apportez des précisions sur la grille de
réponses, au recto ou au verso, avec clarté.
A la fin de l’épreuve, remettez toutes les feuilles du questionnaire.
www.olympiades.be

1. [1 pt] Le réflexe d’adaptation de l’œil à
l’augmentation de l’intensité lumineuse agit sur :
a. les muscles circulaires de l’iris,
b. les muscles radiaires de l’iris,
c. les muscles insérés sur le cristallin,
d. les cônes de la rétine,
e. les bâtonnets de la rétine.
2. [ 3 pts] On réalise une expérience sur l’osmose
en fixant, au bas d’un tube en verre, une cloche
fermée par une membrane rigide, M, à
perméabilité sélective, dite aussi semi-perméable.
Dans un premier temps, les deux compartiments
contiennent de l’eau pure. On change ensuite ces
milieux, comme l’indique le dessin : le récipient
extérieur contient une solution aqueuse de glycérol
à la concentration de 0,5 mol/l et la cloche une
solution aqueuse de glucose à la concentration de x
mol/l. Après quelques minutes, le niveau de liquide
dans le tube s’est abaissé de Dh.
Choisissez, dans le tableau suivant, la ou les
situations permettant d’expliquer cette observation.
Valeur
de x
M est perméable
a < 0,5 à l’eau, au glycérol et au glucose
b = 0,5 uniquement à l’eau et au glucose
c = 0,5 uniquement à l’eau
d = 0,5 uniquement à l’eau et au glycérol
e < 0,5 uniquement à l’eau
f >0,5 uniquement à l’eau et au glycérol
La réponse :
3. [2 pts] La coquille de l’œuf d’oiseau est
perméable aux gaz. Les transferts gazeux entre l’air
ambiant et l’embryon se font par l’intermédiaire
d’une
chambre à air qui grandit au cours de
l’incubation
Elle s’applique, d’une part, sur la coquille et,
d’autre part, sur un réseau de vaisseaux capillaires
connecté à l’embryon par l’intermédiaire de
l’allantoïde.
Dans le graphique ci-dessous, la courbe en trait
plein représente l’évolution de la pression partielle
de l’oxygène dans la chambre à air. Parmi les
quatre courbes en traits discontinus, indiquez celle
qui représente l’évolution de la pression partielle de
l’oxygène dans le sang veineux allantoïdien.
a. 1,
b. 2,
c. 3,
d. 4.
………………….
coquilleair ambiant
chambre à air
artère
allantoïdienne
veine
allantoïdienne
capillaires
Dh
Eau +
glycérol
0,5 mol/l
Eau +
glucose
x mol/l
Eau
Eau
M
04812
16 20
A
ge d’incubation (jours)
30
60
90
120
150
P
Ox (mm Hg)
Air ambiant
Chambre à air
1
2
3
4

4. [1 pt] Si on considère l’œuf d’oiseau dans son
ensemble, au cours de l’incubation, on peut
affirmer que
1. sa masse totale diminue,
2. sa masse de matière organique augmente,
3. sa masse de matière organique reste
constante,
4. sa masse de matière organique diminue,
5. sa masse de calcium est constante,
6. sa masse de calcium diminue.
a. 2-4,
b. 2-5,
c. 1-3-5,
d. 1-2-6,
e. 1-4-5.
5. [2,5 pts] Associer les effets suivants aux
hormones correspondantes de ce tableau :
Spermatogenèse et ovulation (1) – préparation de la
muqueuse utérine à la nidation (2) – maturation des
follicules ovariens (3) – apparition des caractères
sexuels secondaires féminins (4) – contraction du
muscle utérin (5).
HORMONE EFFET
Oestrogènes
FSH
LH
Progestérone
6. [2 pts] Les aquaporines forment une famille de
protéines membranaires constituant des pores
perméables à l’eau. Leur densité dans la membrane
plasmique apicale des tubules collecteurs du rein
est contrôlée par l’hormone antidiurétique (ADH
ou vasopressine) agissant de telle sorte qu’à cet
endroit la densité d’aquaporines
a. augmente lorsque le milieu intérieur est
trop concentré,
b. augmente lorsque le milieu intérieur est
trop peu concentré,
c. augmente lorsque l’urine primitive contient
du glucose,
d. diminue lorsque l’urine primitive contient
du glucose.
7. [3,5 pts] Le rat-kangourou est un petit rongeur
vivant dans des déserts nord-américains. Il est
adapté à ce milieu grâce à plusieurs
caractéristiques : urine très concentrée, fèces très
sèches, évaporation limitée, vie diurne dans un
terrier et production d’eau, qualifiée de
métabolique, par la respiration cellulaire (du
glucose pour faire simple).
En 24h, il perd quand même 43,9 g par
évaporation (sudation et respiration), 13,5 g dans
l’urine et 2,5 g dans les fèces. Ces pertes sont
compensées par 6,2 g d’eau contenue dans les
graines qu’il mange et par l’eau produite par la
dégradation du glucose.
Compte tenu de ces éléments, on calcule que le
volume d’oxygène qu’il consomme en 24h est de
a. 8 l,
b. 30 l,
c. 53 l,
d. 67 l.
8. [1 pt] La productivité d’une culture végétale
décroît lorsque les feuilles commencent à flétrir
parce que
a. la chlorophylle des feuilles qui
commencent à flétrir par manque d’eau se
décompose,
b. les stomates se ferment, ce qui empêche le
CO2 de pénétrer dans la feuille,
c. l’accumulation de CO2 dans la feuille inhibe
les enzymes de la photosynthèse,
d. les cellules flasques du mésophylle ne
peuvent plus effectuer la photosynthèse.
9. [1 pt] L’essentiel de la masse de matière
organique d’une plante provient
a. de l’eau,
b. de l’azote atmosphérique,
c. des minéraux du sol,
d. du dioxyde de carbone.
10. [1 pt] L’énergie nécessaire à la contraction
d’un muscle rouge a
a. une origine uniquement électrique,
b. une origine uniquement chimique,
c. une origine uniquement mécanique,
d. une origine uniquement thermique,
e. plusieurs origines.

11. [2 pts] Les deux figures se rapportent à la
croissance d’une plantule de fève mesurée pendant
trois semaines. La longueur de la tige en fonction
du temps est représentée par ce premier
graphique :
La deuxième figure représente la vitesse de
croissance en fonction du temps. Indiquez le
graphique qui s’accorde avec la première figure.
a. 1,
b. 2,
c. 3,
d. 4.
12. [2 pts] Dans ce problème, ne considérez que le
système ABO.
Amélie appartient au groupe O. Son sérum
agglutine le sang d’André. Par ailleurs, le sérum
d’André n’agglutine pas le sang de Laurette qui est
du groupe A.
Le sang d’André
a. ne peut être que du groupe A,
b. ne peut être que du groupe B,
c. ne peut être que du groupe AB,
d. peut être soit du groupe A, soit du groupe
B,
e. peut être soit du groupe B soit du groupe
AB,
f. peut être soit du groupe A soit du groupe
AB.
13. [1 pt] La maladie de Basedow est caractérisée
par une surproduction de l’hormone thyroïdienne
due à l’absence de régulation. Cela s’explique par le
fait que, chez ces personnes, des auto-anticorps
a. miment l’action de la TSH et se fixent sur
des récepteurs des cellules hypophysaires,
b. miment l’action de l’hormone thyroïdienne
et se fixent sur des récepteurs des cellules
hypophysaires,
c. miment l’action de la TSH et se fixent sur
des récepteurs des cellules thyroïdiennes,
d. miment l’action de l’hormone thyroïdienne
et se fixent sur des récepteurs des cellules
thyroïdiennes.
14. [1 pt] Un cobaye A est vacciné contre la
diphtérie. Deux semaines plus tard, on prélève son
sérum qu’on injecte à un cobaye B n’ayant pas subi
de traitement préalable. Celui-ci survit à l’injection
de la toxine diphtérique faite aussitôt.
a. B survivra à une deuxième injection de
toxine diphtérique six mois plus tard,
b. On ne peut pas considérer que B a été
vacciné contre la diphtérie,
c. B aurait aussi survécu si on avait remplacé
la toxine diphtérique par la toxine
botulique,
d. Aucune des propositions précédentes n’est
correcte.
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
246810 12 14 16 18 20 22 24
Temps (jours après semaille)
L
o
ngueur de la tige (
m
m
)
002
46810 12 14 16 18 20 22 24
Temps (jours après semaille)
10
20
30
40
1
2
3
4

15. Commençons par un rappel : Le potentiel
d’action se manifeste par une variation
momentanée de la polarisation électrique de la
membrane en un point du neurone (doc. 1).
On appelle potentiel de membrane la différence de
potentiel entre l’intérieur et l’extérieur de la
membrane. Vint – Vext = - 60 mV pour l’axone au
repos.
[ 15.1] [1 pt] D’après le doc 1, de 1,2 à 2,5 ms,
a. les pompes à Na+/K+ sont à l’arrêt,
b. les canaux de fuite à Na+ sont fermés,
c. les canaux de fuite à K+ sont fermés,
d. les canaux Vdépendants à K+ sont ouverts.
___________________
On se propose maintenant de rechercher les
phénomènes qui sont à la base du potentiel
d’action de l’axone géant de Calmar. Pour cela, on
utilise la technique du voltage imposé (voltage
clamp) qui consiste à appliquer, à la membrane de
l’axone, un potentiel de durée et de valeur
appropriées et à mesurer la valeur des courants
ioniques la traversant alors.
On impose un voltage de 0 V ( doc. 2)
[15.2] [1 pt] De 0 à 0,4 ms,
a. le flux entrant de Na+ augmente,
b. le flux sortant de K+ augmente,
c. le flux entrant de K+ augmente,
d. le flux entrant de K+ diminue.
_____________________
On soumet maintenant l’axone à l’action de deux
substances. La Tetrodotoxine (TDT) est un poison
présent dans certains organes du poisson
Tetrodon. Lorsqu’on l’applique à l’extérieur de
l’axone, avec un voltage imposé toujours = 0 V,
on obtient la courbe 1 du doc.3. Lorsqu’on
introduit le tétraéthylammonium (TEA) à
l’intérieur de l’axone, dans la même condition de
voltage imposé, on obtient la courbe 2.
En exploitant ces données et vos connaissances sur
la physiologie de la fibre nerveuse, indiquez les
réponses correctes :
[15.3] [1 pt] La TDT empêche
a. la sortie de Na+,
b. l’entrée de Na+,
c. l’entrée de K+,
d. la sortie de K+.
[15.4] [1 pt] Le TEA empêche
a. la sortie de Na+,
b. l’entrée de Na+,
c. l’entrée de K+,
d. la sortie de K+.
60 -
40 -
20 -
0 -
-20 -
-40 -
-60 -
-80 -
124
Potentiel de membrane (mV)
3Temps (ms)
stimulation
Potentiel de
membrane
(mV)
- 60 -
0 -
0
Courant ionique
entrant
01234
5ms
Voltage imposé
Potentiel de
membrane
(mV)
- 60 -
0 -
0
Courant ionique
entrant
01234
5ms
1
2
Voltage imposé