Connaissances requises pour les épreuves théoriques des

Connaissances requises pour les
épreuves théoriques des Olympiades
Internationales de la Biologie (IBO)
Traduction du Guide des IBO, 15e édition révisée
Cyril Langlois
Table des matières
1
Biologie cellulaire
(20%)
2
2
Anatomie et physiologie végétale
(15%)
4
3
Anatomie et physiologie animale
(25%)
5
4
Éthologie
(5%)
6
5
Génétique et Évolution
(20%)
6
6
Écologie
(10%)
6
7
Biosystématique
(5%)
7
Remarques préliminaires
L’examen théorique des IBO doit se concentrer sur des concepts biologiques applicables à une
majorité des organismes d’un même groupe. Il ne doit pas comprendre d’éléments spécifiques,
d’exceptions ou de connaissances portant sur des organismes locaux qui exigeraient une expérience locale ou particulière.
La majorité des questions doivent tester la compréhension des élèves, leur capacité à raisonner
scientifiquement et à exploiter leurs connaissances biologiques. Les questions ne visant qu’à tester
le bagage des connaissances doivent rester aussi peu nombreuses que possible et ne doivent pas
représenter plus de 25% du total des points.
Après approbation des questions du test par le jury international, le nombre de points maximum
attribués à la réponse correcte doit, pour chaque question, être mentionné sur le sujet de l’examen.
Les principes du raisonnement scientifique et les principes des méthodes biologiques devraient
faire l’objet de certaines questions du test théorique. Celui-ci doit, autant que possible, aborder les
sept sujets suivants dans les proportions indiquées.
Les épreuves des IBO mentionnent les organismes par leur nom national (sans description) et par
leur nom scientifique placé entre parenthèses (en latin). Aucune description remplaçant le nom de
l’organisme n’est autorisée. Les organisateurs doivent tenter d’élaborer les questions de manière à
ce que le nom de l’organisme ne représente pas un élément nécessaire de la réponse ; dans le cas
contraire, ils devraient n’employer que des organismes très largement connus (des représentants
classiques de leur groupe) inclus dans la liste reportée ci-après dans la section « biosystématique ».
Contenu de la partie théorique des IBO
1
Biologie cellulaire
(20%)
Structure et fonction des cellules
Composants chimiques
–
–
–
–
–
–
–
–
Monosaccharides ; Dissacharides ; Polysaccharides (glucides) ;
Lipides ;
Protéines ;
Classification chimique des protéines ;
protéines simples et protéines conjuguées (structure quaternaire des protéines) ;
Classification fonctionnelle des protéines ;
Protéines de structure et enzymes ;
Enzymes ;
• Structure chimique : apoenzyme et coenzyme
• Modèle d’action enzymatique : liaison enzyme - substrat
• Dénaturation
• Nomenclature
– Acides nucléiques : ADN, ARN ;
2
– Autres composants importants ;
• ADP et ATP
• NAD+ et NADH
• NADP+ et NADPH
Organites
– Noyau ;
• enveloppe nucléaire
• (nucléohyaloplasme)
• Chromosomes
• nucléoles
– Cytoplasme ;
• membrane cellulaire
• hyaloplasme
• mitochondries
• réticulum endoplasmique
• ribosomes
• appareil de Golgi
• lysosomes
• membrane vacuolaire
• proplastes
• plastes
· chloroplastes
· chromoplastes
· leucoplates (p. ex. amyloplastes)
Les cellules végétales sont entourées par une paroi
Métabolisme cellulaire
– Catabolisme des glucides ;
– Catabolisme aérobie (respiration aérobie) du glucose : glycolyse, cycle de l’acide citrique (cycle
de Krebs) ;
– Phosphorylation oxydative ;
– Catabolisme des graisses et des protéines ;
– Assimilation ;
– Photosynthèse ;
• phase claire
• phase sombre (cycle de Benson-Calvin)
– Synthèse des protéines ;
• transcription
• traduction
3
• code génétique
Transports transmembranaires
– Diffusion ;
– Osmose, plasmolyse ;
– Transport actif ;
Mitose et méiose
– Cycle cellulaire : interphase (réplication) et mitose (prophase - métaphase - anaphase - télophase)
– Chromatides, plan équatorial, phases haploïde et diploïde, génome, cellules (lignées) somatiques et germinales, gamète, crossing over ;
– Méiose I et méiose II ;
Microbiologie
– Organisation de la cellule procaryote ;
– Morphologie ;
– Phototrophie et chimiotrophie ;
Biotechnologie
– Fermentation ;
– Manipulations génétiques des organismes ;
2
Anatomie et physiologie végétale
(On privilégiera les plantes à graines (Spermatophytes))
Structure et fonction des tissus et des organes impliqués dans :
– La photosynthèse, la transpiration et les échanges gazeux ;
• la feuille : structure, fonction des stomates
– Le transport de l’eau, des minéraux et des assimilats ;
• racine : structure (endoderme)
• tige : structure (faisceaux vasculaires)
– La croissance et le développement ;
• méristème apical et cambium
• germination
– La reproduction (fougères et mousses incluses) ;
• reproduction asexuée (clonage)
• reproduction asexuée
4
(15%)
· structure des fleurs
· pollinisation
· double fertilisation
– Alternance de génération chez les plantes à graines, les fougères et les mousses
3
Anatomie et physiologie animale
(25%)
(On privilégiera les Vertébrés et en particulier l’Homme)
Structure et fonction des tissus et des organes impliqués dans :
– La digestion et la nutrition ;
• tractus digestif (foie, glandes salivaires et pancréas compris)
• dégradation mécanique et chimique de la nourriture
• absorption
• composants de la nourriture (eau, minéraux, vitamines, protéines, glucides et graisses)
– La respiration ;
• mécanisme de la respiration
• échange de gaz
• organes respiratoires
– La circulation ;
• le sang : plasma, érythrocytes, leucocytes, plaquettes
• circulation sanguine : artères, capillaires, veines, cœur
• système lymphatique : compartiment liquidien intercellulaire, lymphe
– L’excrétion ;
• structure du système rénal
• production de l’urine
– La régulation (nerveuse et hormonale) ;
• système nerveux : système nerveux périphérique, système nerveux central (moëlle épinière
et cerveau), système nerveux autonome (sympathique et parasympathique), réflexes, organes
des sens (yeux et oreilles)
• système endocrinien : hypophyse, thyroïde, ilôts de Langherhans, medullo-surrénale, corticosurrénale, ovaires et testicules
– La reproduction et le développement ;
• structure et fonction des systèmes reproducteurs mâle et femelle
• ovulation et cycle menstruel
• fertilisation
• formation de l’ectoderme, du mésoderme et de l’endoderme
• annexes embryonnaires
– la reproduction et le développement ;
• antigènes, anticorps
5
4
–
–
–
–
–
–
–
5
Éthologie
(5%)
Méthodologie de l’éthologie ;
Comportement inné et acquis ;
Communication et organisation sociale ;
Comportement de recherche alimentaire ;
Comportement de défense ;
Systèmes d’appariement et soins parentaux ;
Biorythmes.
Génétique et Évolution
(20%)
– Variation : mutation et modification ;
– Hérédité mendelienne ;
• monohybridisme
• dihybridisme
• polyhibridisme
– Allèlisme multiple, recombinaison, liaison au sexe ;
– Modèle de Hardy-Weinberg ;
– mécanismes d’évolution
• mutation
• sélection naturelle
• isolement reproducteur
• adaptation
• fitness
6
Écologie
(10%)
Organismes individuels
– organismes unité et organismes modulaires
Population
– Structure des populations ;
• dispersion, âge, taille et structure sexuelle
– Dynamique des populations ;
• taux de natalité, taux de mortalité
• croissance exponentielle et logistique, capacité d’accueil
– Régulation des populations ;
• dynamique des méta-populations
6
Communautés biologiques
– Richesse en espèces et diversité ;
– Niche, compétition, principe d’exclusion ;
– Interaction inter-spécifiques ;
• compétition, prédation, symbiose
– Dynamique des communautés ;
• succession
– Biomes terrestres
– Biomes aquatiques
Écosystèmes
– Structure trophique ;
• réseau trophique
– Niveaux trophiques ;
• producteurs, consommateurs, décomposeurs
– Flux d’énergie
– Productivité
• productivités primaires brute et nette
• rendements des transferts énergétiques
– Flux de matières à travers les écosystèmes ;
– Cycles biogéochimiques globaux ;
Biosphère et Homme
– Croissance de la population humaine ;
– Pollution ;
• menaces sur la biodiversité
• conservation in situ
• conservation ex situ
7
Biosystématique
(5%)
Structure et fonction, relations évolutives et écologiques entre des organismes représentatifs des
groupes suivants. La connaissance des noms scientifiques ne doit pas être nécessaire pour répondre
correctement à l’exercice proposé. Néanmoins, les compétiteurs doivent avoir connaissance de
l’aspect des représentants de chaque genre mentionnés ci-après.
Abréviations utilisées : P. : Phylum ; C : Cohorte ; D : Division ; F : Famille ; sP : Sous-phylum ;
SC : Super-cohorte ; sO : Sous-ordre.
7
Domaine des Archées
Methanobacterium
Halobacterium, Thermoplasma
Sulfolobus
Domaine des Bactéries
Agrobacterium
Anabaena
Bacillus
Escherichia
Rhizobium
Salmonella
Streptomyces
Domaine des Eucaryotes
Règne des Protistes
D. Rhodophyta
D. Phaeophyta
D. Bacillariophyta
D. Euglenophyta
D. Chlorophyta
P. Rhizopoda
P. Zoomastigophora
P. Apicomplexa
P. Ciliophora
Chondrus
Sargassum
Navicula
Euglena
Chlamydomonas, Spirogyra, Chlorella, Ulothrix
Amoeba
Trypanosoma
Plasmodium
Paramecium
Règne des Champignons
D. Zygomycota
D. Ascomycota
D. Basidiomycota
Mucor
Claviceps, Penicillium, Saccharomyces
Agaricus
Règne des Plantes
D. Bryophyta
D. Hepatophyta
D. Rhynophyta
D. Lycopodiophyta
D. Equisetophyta
D. Polypodiophyta
Polytrichum, Sphagnum
Marchantia
Rhynia
Lycopodium
Equisetum
Pteridium
8
D. Ginkgophyta
D. Pinophyta
D. Cycadophyta
D. Magnoliophyta
C. Magnoliopsida
F. Magnoliaceae
F. Ranunculaceae
F. Rosaceae
F. Fabaceae
F. Oleaceae
F. Fagaceae
F. Cactaceae
F. Brassicaceae
F. Lamiaceae
F. Solanaceae
F. Asteraceae
C. Liliopsida
F. Liliaceae
F. Orchidaceae
F. Poaceae
F. Arecaceae
F. Araceae
Ginkgo
Pinus
Cycas
Magnolia
Ranunculus, Pulsatilla
Rosa, Malus, Prunus
Pisum
Syringa
Quercus
Opuntia
Brassica
Lamium
Solanum
Helianthus
Lilium, Allium
Orchis
Zea, Triticum, Bambusa
Cocos
Monstera
règne des Animaux
P. Porifera
P. Cnidaria
C. Hydrozoa
C. Scyphozoa
C. Anthozoa
P. Platyhelminthes
C. Turbellaria
C. Trematoda
C. Cestoda
P. Nematoda
P. Mollusca
C. Gastropoda
C. Bivalvia
C. Cephalopoda
P. Annelida
C. Polychaeta
C. Oligochaeta
C. Hirudinea
Euspongia
Hydra
Aurelia
Corallium
Polycellis
Fasciola
Taenia
Ascaris, Trichinella
Helix, Arion
Ostrea, Mytilus
Sepia, Octopus
Nereis
Lumbricus
Hirudo
9
–
–
–
–
•
•
•
·
·
–
–
·
·
–
·
·
–
P. Arthropoda
sP. Crustacea
sP. Chelicerata
– C. Arachnida
sP. Myriapoda
– C. Chilopoda
– C. Diplopoda
sP. Hexapoda
– C. Insecta
• O. Thysanura
• O. Odonata
• O. Blattodea
• O. Phasmatodea
• O. Isoptera
• O. Orthoptera
• O. Phthiraptera
O. Hemiptera
sO. Homoptera
sO. Heteroptera
· O. Coleoptera
· O. Diptera
· O. Lepidoptera
· O. Hymenoptera
· O. Siphonaptera
P. Echinodermata
C. Asteriodia
C. Echinoidea
C. Holothuroidea
P. Chordata
sP. Urochordata
sP. Cephalochordata
sP. Vertebrata
SC. Agnatha
SC. Gnathostomata
C. Chondrichthyes
C. Osteichthyes
SC. Actinopterygii
SC. Sarcopterygii
C. Amphibia
O. Caudata
O. Anura
C. Reptilia
Astacus, Daphnia, Cyclops
Euscorpius, Araneus, Ixodes
Scolopendra
Julus
Lepisma
Libellula
Blatta
Carausius
Kalothermes
Gryllus, Locusta
Pediculus
Aphis, Cicada
Gerris, Nepa, Cimex
Calosoma, Leptinotarsa, Ips,Tenebrio, Dytiscus
Anopheles, Drosophila, Musca
Papilio, Bombyx
Ichneumon, Apis, Formica
Pulex
Asterias
Echinus
Holothuria
Ascidia
Branchiostoma
Petromyzon
Scyliorhinus, Carcharodon
Acipenser, Clupea, Salmo, Carassius, Muraena
Lepidosiren, Latimeria
Salamandra
Rana, Bufo
10
·
·
·
–
O. Testudinata
O. Crocodylia
O. Squamata
C. Aves
· O. Struthioniformes
· O. Sphenisciformes
· O. Ciconiiformes
· O. Anseriformes
· O. Falconiformes
· O. Galliformes
· O. Columbiformes
· O. Strigiformes
· O. Piciformes
· O. Passeriformes
– C. Mammalia
· O. Monotremata
· O. Marsupialia
· O. Insectivora
· O. Chiroptera
· O. Rodentia
· O. Carnivora
· O. Proboscidea
· O. Perissodactyla
· O. Artiodactyla
· O. Cetacea
· O. Primates
« Virus »
« Lichens »
Testudo
Crocodylus
Lacerta, Vipera
Struthio
Spheniscus
Ciconia
Anser
Falco
Gallus
Columba
Strix
Dryocopus
Parus, Passer
Ornithorhynchus
Macropus
Erinaceus, Talpa
Myotis
Mus, Rattus
Ursus, Canis, Felis
Elephas
Equus
Sus, Bos
Delphinus
Cebus, Macaca, Hylobates, Pan, Gorilla, Pongo, Homo
11