27 avril-Sciences et Techniques

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NOM
Prénom
EPREUVE DE
SCIENCES ET TECHNIQUES
Date de l’épreuve
27 avril 2013
Durée de l’épreuve
1h30
Candidats Concernés
Epreuve commune aux candidats de Terminale S, STI2D,
STL, STAV
Nombre de questions du sujet
100
Nombre de réponses nécessaires
pour obtenir la note maximale
60
Présentation de l’épreuve
Cette épreuve comporte quatre parties indépendantes que vous pouvez traiter dans l’ordre de votre
choix :
Partie 1 : Physique : Question 1 à 30
Partie 2 : Chimie : question 31 à 50
Partie 3 : Biologie : question 51 à 70
Partie 4 : Mécanique Appliquée : question 71 à 100
Chaque candidat devra répondre correctement à 60 questions pour pouvoir obtenir la note
maximale.
Consignes à lire avant de répondre aux questions
Renseignez vos données personnelles en haut à droite ce document. Vous devrez le restituer
en fin d’épreuve.
Renseignez vos données personnelles sur la grille réponse en respectant les instructions pour
remplir la grille réponse.
Avant de répondre, commencez par parcourir le sujet et identifier les questions auxquelles
vous pourrez répondre.
Il ne sera fourni aucun brouillon. Vous devrez utiliser les pages non imprimées de votre sujet
(Verso de chaque page).
N’attendez pas la dernière minute pour reporter les réponses aux questions sur votre grille
réponse.
Chaque question comporte plusieurs réponses possibles dont une seule est exacte.
Page 1
Instructions importantes pour remplir la grille de réponse
Les réponsess aux questions doivent être reportées sur la grille réponse
ponse jointe. Cette grille est
corrigée automatiquement. Afin que vos résultats puissent être pris en compte, nous vous
demandons de respecter scrupuleusement les consignes suivantes :
Utilisez un stylo bille ou une pointe de feutre de couleur noire ou bleue.
bleue Ne pas raturer,
gommer ni utiliser d’effaceur. Ne pas froisser ou plier la grille réponse.
Identité du candidat : remplir selon le schéma ci-dessous.
ci
Attention, si votre numéro APB comporte moins de 6 chiffres,, vous devrez le renseigner comme
suit :
o
o
Numéro APB à 4 chiffres : inscrire 2 « zéros » puis votre numéro APB.
Exemple N°APB 1234 -> inscrire 001234
Numéro APB à 5 chiffres : inscrire 1 « zéro » puis votre numéro APB.
Exemple N°APB : 23456 -> inscrire 023456
Renseigner vos réponses : noircissez les cases selon les consignes ci-dessous
dessous
Pour modifier votre réponse, ne pas raturer, ni gommer, ni utiliser d’effaceur.
d’effaceur Reportez
vous à l’exemple ci-dessous
dessous
Réponse A
Réponse D
Annulation réponse B et choix réponse C
Annulation des réponses, abstention
Non réponse à la question, abstention
Barème
Vous devrez répondre à 60 questions pour prétendre à l’obtention de la note maximale. Si vous
répondez à plus de 60 questions, seules les 60 premières seront prises en compte.
Toute bonne réponse vaut +1 point (plus 1 point)
Toute réponse inexacte vaut -1 point (moins 1 point)
Toute non-réponse
réponse vaut 0 point
Page 2
Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Partie 1 : Physique
Question 1.
On doit mesurer la surface d’une pièce rectangulaire dont la mesure de la longueur a donné
L = 4,0 m et celle de la largeur d = 3,0 m. Comment écrira-t-on le résultat de cette surface ?
a. S = 12 m2
b. S = 12,0 m2
c. S = 12,00 m2
d. S = 12,000 m2
Question 2.
Parmi ces unités, laquelle peut servir à exprimer une force ?
a. m.kg
b. m.kg.s-1
c. m.kg.s-2
d. m.kg-1.s-1
Les questions 3 à 6 se réfèrent à l’énoncé ci-dessous
On considère une voiture roulant sur une route droite à la vitesse de 36 km.h-1. Le conducteur, ayant
vu un obstacle, doit freiner. Il freine de façon régulière de façon à avoir un mouvement
uniformément retardé, jusqu’à son arrêt complet.
Question 3.
Sachant qu’il met 2 s pour s’arrêter totalement, quelle est la valeur de son accélération (en norme)
au cours de ce mouvement ?
a. 2 m.s-2
b. 5 m.s-2
c. 10 m.s-2
d. 18 m.s-2
Question 4.
Comment est le vecteur vitesse de cette voiture (assimilée à un point matériel) au cours de ce
mouvement ?
a. constant en norme et en direction
b. constant en norme et variant en direction
c. constant en direction et variant en norme
d. variant en norme et en direction
Question 5.
Quelle distance parcourt le véhicule durant cette phase de freinage ?
a.5m
b. 10 m
c. 15 m
d. 20 m
Question 6.
Au bout de combien de temps la vitesse du véhicule est elle égale à la moitié de sa valeur de départ
(36 km.h-1) ?
a.
0,5 s
b. 0,67 s
c. 1 s
d. 1,33 s
Question 7.
Quand on écrit que la valeur d’une intensité est I = 2,3 A, que peut-on affirmer à propos de la valeur
exacte de I ?
a. I = 2,300 A
b. I = 2,30 A
c. 2,30 < I < 2,31 A
d. 2,25 A < I < 2,35 A
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 8.
La mesure de la fréquence d’un son donne f = (50 ± 1) Hz . Quelle est l’incertitude relative associée
à ce résultat ?
a. 1 %
b. 2 %
c. 5 %
d. 10 %
Les questions 9 à 13 se réfèrent à l’énoncé ci-dessous
ci
On considère une skieuse de masse m utilisant un remonte-pente
pente selon un mouvement rectiligne. On
a représenté les trois forces qui s’exercent sur elle : son poids, la réaction de la piste et l’action de la
perche. L’échelle de représentation de ces forces est : 1 cm pour 150 N.
La piste constitue un référentiel galiléen. Donnée : g = 10 m.s-2
Question 9.
En observant le schéma, on peut dire du mouvement de cette
skieuse qu’il est :
a. rectiligne et uniforme
b. rectiligne et uniformément accéléré
c. rectiligne et uniformément retardé
d. curviligne et accéléré
Question 10.
On peut dire de l’action de l’air sur la skieuse qu’elle est :
a.
b.
c.
d.
constante
proportionnelle à sa vitesse
proportionnelle à son accélération
négligée
Question 11.
La masse de la skieuse est de (environ) :
a. 25 kg
b. 45 kg
c. 75 kg
d. 95 kg
Question 12.
Le travail de l’action de la piste sur la skieuse, entre A et B vaut :
a. 0 (travail nul)
b. mghsin(α)
c. - mghsin(α)
d. R×AB
Question 13.
La variation d’énergie potentielle de la skieuse entre A et B vaut :
a. ∆E p = − mghsin(α )
c. ∆E p = 0
b. ∆E p = + mghsin(α )
d. ∆E p = mgAB
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Les questions 14 à 19 se réfèrent à l’énoncé ci-dessous
On veut porter 2,0 L d’eau (soit 2,0 kg), initialement à la température de 20°C, à 100 °C, en utilisant
une plaque chauffante de puissance P = 1000 W. On considère que toute l’énergie fournie par la
plaque est reçue par l’eau. On considérera que la capacité thermique massique de l’eau est de 4
kJ.kg-1.K-1.
Question 14.
La quantité d’énergie nécessaire à ce chauffage est de :
a. 200 kJ
b. 320 kJ
c. 640 kJ
d. 800 kJ
c.21 min.
d. 8000 s
Question 15.
La durée de ce chauffage sera de :
a. 1000 s
b.10 min. 40 s
Question 16.
Pour chauffer la même quantité d’eau en deux fois moins de temps, il faudrait :
a.une plaque deux fois plus puissante
b.une plaque deux fois moins puissante
c.une plaque quatre fois plus puissante
d.une plaque quatre fois moins puissante
Question 17.
Pour porter à la même température une quantité d’eau trois fois plus grande, il faudrait:
a. trois fois plus de temps avec la même plaque
b. trois fois plus de temps avec une plaque trois fois plus puissante
c. trois fois moins de temps avec une plaque trois fois plus puissante
d. trois fois moins de temps avec la même plaque
Question 18.
Si on remplaçait l’eau par la même quantité d’huile, initialement à la même température, dont la
capacité thermique massique est de 1 KJ.K-1.kg-1, quel serait le changement ?
a. On obtiendrait le même résultat dans le même temps.
b. On obtiendrait le même résultat avec un temps quatre fois plus faible
c. On obtiendrait le même résultat avec un temps quatre fois plus grand
d. On obtiendrait le même résultat avec un temps deux fois plus faible
Question 19.
La plaque est assimilable, du point de vue électrique, à une résistance de valeur R, traversée par un
courant I = 5 A. Que vaut R ?
a. 200 Ω
b. 100 Ω
c. 50 Ω
d. 40 Ω
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 20.
On considère un pendule simple constitué d’un fil de longueur L, au bout duquel on fixe une masse
m. L’extrémité supérieure du pendule restant fixe, la masse oscille dans un plan vertical, l’amplitude
des oscillations restant faible. La période de ces oscillations est donnée par une des formules
suivantes (g =9,8 m.s-2). Laquelle ?
a. T = 2π
L
g
b. T = 2π
m
g
c. T = 2π
g
m
d. T = 2π
L
m
Question 21.
Une voiture roule en ligne droite et la vitesse constante de 72 km.h-1. Combien de temps met cette
voiture pour parcourir une distance de 100 m ?
a. 0,2 s
b. 3,6 s
c. 5 s
d. 7,2 s
Question 22.
Un appareil électrique a une puissance de 2 kW. Au bout de combien de temps cet appareil, branché,
aura-t-il consommé une énergie de 600 kJ ?
a. 1 min.
b. 2 min.
c. 3 min.
d. 5 min.
Les questions 23 à 30 se réfèrent à la notion ci-dessous
L’effet Doppler fut prévu dés 1842 par Christian Doppler à partir de considérations purement
théoriques sur les phénomènes ondulatoires. En 1845, le physicien néerlandais Ballot fit des
expériences sur le son. Il fit monter des musiciens dans un train et constata que la fréquence du son
perçu par un observateur sur un quai était différente lorsque le train approchait ou s’éloignait du
quai.
Question 23.
En étudiant l’effet Doppler, on peut dire que plus la différence entre la fréquence émise par le
musicien du train et celle reçue par l’observateur du quai est grande…
a. …plus le train est proche du quai
b. … plus le train est loin du quai
c. … plus la vitesse du train par rapport au quai est faible
d. plus la vitesse du train par rapport au quai est grande
Question 24.
Si le musicien du train émet un son de fréquence f = 400 Hz et que le train se dirige vers le quai à la
vitesse de 36 m.s-1, quelle sera la fréquence du son perçu par l’observateur immobile sur le quai ?
Donnée : vitesse du son pour cette question : c = 360 m.s-1.
a. 360 Hz
b. 400 Hz
c. 440 Hz
d. 480 Hz
Question 25.
On dit que l’air est un milieu dispersif pour le son. Qu’entraîne cette assertion ?
a. la vitesse du son n’est pas la même pour les sons aigus et les sons graves
b. la vitesse du son est la même pour les sons aigus et les sons graves
c. la vitesse du son dépend de l’intensité du son
d. la vitesse du son dépend de la température de l’air.
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 26.
Laquelle de ces propositions confirme le caractère ondulatoire du son ?
a. la vitesse du son est élevée
b. certains sons ne sont pas audibles par l’oreille humaine
c. le son transporte de l’énergie
d. on peut observer le phénomène de diffraction avec un son
Question 27.
Les observations astronomiques montrent que la lumière que nous recevons des autres galaxies
présente un décalage vers le rouge. En utilisant l’effet Doppler, que peut-on en déduire ?
a. les autres galaxies sont plus chaudes que la notre
b. les autres galaxies se rapprochent de la notre
c. les autres galaxies s’éloignent de la notre
d. les autres galaxies sont immobiles par rapport à la notre
Question 28.
Convertir : 30 nm =
a. 3,0×10-4 mm
b. 3,0×10-5 mm
c. 3,0×10-6 mm
d. 3,0×10-7 mm
Question 29.
Quelle est la période de révolution d’un satellite de masse m, tournant en orbite circulaire de rayon r
autour d’un astre de masse M. On note G la constante de gravitation.
a. T = 2π
r3
G⋅ M
b. T = 2π
r3
G⋅m
c. T = 2π
Question 30.
r
G⋅m
d. T = 2π
r
G⋅ M
r
Une particule de charge q se déplace dans une zone ou règne un champ électrique uniforme E .
Cette particule se déplace entre deux point A et B entre lesquels existe une tension électrique UAB.
Quel est le travail de la force électrique que subit cette particule, entre A et B ?
a. - qUAB
c. - qE
b. + qUAB
d. + qE
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Partie 2 : Chimie
Les exercices ET les questions ci-dessous sont indépendants
Données
Elément
M (g.mol-1)
H
1
C
12
O
16
Cl
35,5
Exercice n°1
Pour les usages domestiques le propane CH3CH2CH3est commercialisé en bouteilles d'acier qui
contiennent 35 kg de ce gaz.
Question 31.
Quel est le nombre de moles de propane contenues dans une telle bouteille ?
a. 0,795 mole
b. 1,54 mole
c. 795 moles
d. 1540 moles
Question 32.
La combustion d'une mole de propane nécessite du dioxygène. Le nombre de moles de O2 pour
obtenir une équation-bilan équilibrée est de :
a. 2,5 moles
b. 4 moles
c. 5 moles
d. 7,5 moles
Question 33.
Quelle est la masse de dioxygène nécessaire à la combustion de la totalité du propane d'une
bouteille ?
a. 63,6 kg
b. 101,76 kg
c. 127,2 kg
d. 190,8 kg
Question 34.
Sachant que dans l'air la proportion de dioxygène en masse est de 25 %, quelle est la masse d'air
nécessaire à une telle combustion ?
a. 15,9 kg
b.31,8 kg
c. 254,4kg
d. 508,8 kg
Exercice n°2
Soit une formule brute comportant uniquement des atomes de carbone, hydrogène et chlore. La
densité de vapeur par rapport à l’air est de 3,1 et la formule liant la masse molaire d’un gaz à sa
densité est : M = 29 d.
Les % en masse des 3 éléments sont :
- %C = 53,04
- % H = 7,73
- % Cl = 39,2
Question 35.
La formule brute recherchée est :
a. C4H7Cl
b. C4H9Cl
c. C5H7Cl
d. C5H9Cl
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 36.
Parmi les 4 noms proposés, déterminez la molécule qui ne correspond pas à notre formule brute :
a. 4-chlorobut-1-ène
b. 1-chlorocyclobutane
c. 1-chlorocyclopentane
d. 2-chlorobut-2-ène
Question 37.
Choisissez la molécule susceptible de subir une réaction de polymérisation en présence d’un
catalyseur :
a. 4-chlorobut-1-ène
b. 1-chlorocyclobutane
c. 1-chlorocyclopentane
d. 1-chloro-2-méthylcyclobutane
Exercice n°3
La juvabione est un dérivé des terpènes qui a été isolé à partir de différentes plantes. Elle présente
un effet hormonal sur le développement et la reproduction des insectes. On vous en présente cidessous la formule topologique.
O
O
O
Question 38.
Quelle est la formule brute de la juvabione ?
a. C12H24O3
b. C13H24O3
c. C14H26O3
d. C16H26O3
c. 242 g.mol-1
d. 266 g.mol-1
Question 39.
Quelle est la masse molaire de la juvabione ?
a. 216 g.mol-1
b. 228 g.mol-1
Question 40.
La juvabione possède combien de carbones asymétriques ?
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
Question 41.
Quel nombre de stéréoisomères optiques peuvent être dessinés dans l’espace pour la juvabione ?
a. 2
b. 4
c. 6
d. 8
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Exercice n°4
Le schéma de la pile Leclanché est donné sur la figure 1.
L’électrolyte est une solution saturée en chlorure
d’ammonium (NH4+(aq).Cl-(aq)).
Les deux couples mis en jeu sont les couples Zn2+(aq)/Zn(s) et
MnO2(s)/MnOOH(s)
Question 42.
Quelle électrode jour le rôle d’anode ?
a. L’acier en contact avec le carbone
b. Le godet en zinc
c. Le carbone graphite
d. L’acier en contact avec la lame de zinc
Question 43.
Quelle électrode joue le rôle de cathode ?
a. L’acier en contact avec le carbone
b. Le godet en zinc
c. Le carbone graphite
d. L’acier en contact avec la lame de zinc
Question 44.
Quelle est la réaction globale de fonctionnement de la pile ?
a. 2 MnO2 + Zn2+ = 2 MnO2H + Zn + 2 H+
b. 2 MnO2 + Zn + 2 H+ = 2 MnO2H + Zn2+
c. 2 MnO2H + Zn2+ = 2 MnO2 + Zn + 2 H+
d. 2 MnO2H + Zn + 2 H+ = 2 MnO2 + Zn2+
Exercice n°5
Soit la réaction : A + B → C.
On mesure la vitesse de formation initiale de C, soit vo, pour différentes valeurs des concentrations
initiales [A]o et [B]o.
Nous voulons alors déterminer la cinétique de la réaction : vo = k [A]oα [B]oβ
k est la constante de vitesse et α et β sont appelés les ordres partiels.
On réalise pour cela 3 expériences dont les résultats sont notés dans le tableau qui suit :
n° expérience
[A]o (mol.L-1)
[B]o (mol.L-1)
vo (mol.L-1.min-1)
1
0,1
0,1
2,0 x 10-3
2
0,2
0,2
8,0 x 10-3
3
0,1
0,2
8,0 x 10-3
Question 45.
La valeur de l’ordre partiel α vaut :
a. -1
b. 0
c. 1
d. 2
c. 1
d. 2
Question 46.
La valeur de l’ordre partiel β vaut :
a. -1
b. 0
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 47.
La valeur de la constante de vitesse k vaut :
a. 2,0 x 10-3L.mol-1.min-1
b.8,0 x 10-3L.mol-1.min-1
c. 0,1 L.mol-1.min-1
d. 0,2 L.mol-1.min-1
Exercice n°6
L’isobutanoate de méthyle Apeut
peut êtresynthétisé par une réaction d’estérification entre l’acide
isobutanoïqueB et le méthanolC,, dont les formules sont indiquées ci-dessous
ci
:
OH
O
CH3OH
O
O
A
B
C
Question 48.
L’autre nom officiel, selon l’IUPAC, de la molécule A est :
a. 2-méthyl éthanoate de méthyle
b. 2-méthyl acétate de méthyle
c. tertiopropanoate de méthyle
d. 2-méthyl
méthyl propanoate de méthyle
Question 49.
La réaction d’estérification montre un rendement de :
a. 50%
b. 60%
c. 67%
d. 100%
L’analyse RMN 1H de l’un des composés de la réaction montre le spectre ci-dessous.
ci dessous. La valeur auau
dessus des pics est obtenue grâce aux courbes d’intégration.
Question 50.
A quelle molécule
lécule correspond ce spectre ?
a. A
b. B
c. C
d. A ou B
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Partie 3 : Biologie
Exercice 1
La syphilis est une maladie
sexuellement
transmissible
due à une bactérie pathogène,
le tréponème pâle. Un test
immunologique fondé sur la
recherche d’anticorps permet
de détecter si un individu a été
en contact avec la souche
infectieuse.
Question 51.
Quelle affirmation est vraie ?
a.
b.
c.
d.
Les anticorps, leurs parties variables définissent deux sites identiques de fixation de l’antigène
Les anticorps sont constitués de deux chaînes
cha
polypeptidiques
Les anticorps sont obligatoirement circulants
Les anticorps sont constitués d’une chaîne lourde et d’une chaîne légère
Question 52.
Quelle affirmation est vraie ?
a.
b.
c.
d.
Les anticorps présents dans le sérum de l’individu 2 sont fabriqués par les lymphocytes T
Les anticorps présents dans le sérum de l’individu 2 sont fabriqués par les plasmocytes
Les anticorps présents dans le sérum de l’individu 2 s’appellent aussi interleukines
Les anticorps présents dans le sérum de l’individu 2 ont une durée de vie très courte
c
Question 53.
Quelle affirmation est vraie ?
L’expérience montre que :
a.
b.
c.
d.
le sérum de l’individu 1 contient des anticorps anti syphilis
il y a formation de complexes immuns avec le sérum de l’individu 2
l’individu 1 est séropositif pour le tréponème pâle
l’individu
du 1 a déjà été en contact avec le tréponème pâle
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Exercice 2
La poliomyélite est causée par le poliovirus qui provoque l’inflammation et la destruction des neurones
des racines ventrales au niveau de la moelle épinière :
Question 54.
Parmi les propositions suivantes concernant la structure de la moelle épinière, quelle est la seule
affirmation qui soit vraie?
a.
b.
c.
d.
La substance grise est en périphérie
La substance blanche est centrale
Le corps cellulaire du neurone afférent est situé dans les ganglions des racines dorsales
Le corps cellulaire du neurone efférent est situé dans les ganglions des racines dorsales
Question 55.
Parmi les structures cellulaires suivantes, quelle(s) est (sont) celle(s) qui n’est (ne sont) pas impliquée(s)
dans le réflexe :
a. Les fibres nerveuses efférentes.
b. Les récepteurs sensoriels.
c. La moelle épinière.
d. La voie motrice volontaire, la voie
pyramidale.
Question 56.
Quelle est la conséquence de la poliomyélite au niveau des réflexes :
a. La moelle épinière ne peut pas intégrer les messages envoyés par les fibres nerveuses sensitives.
b. Les fibres sensitives sont lésées et ne peuvent pas acheminer l’information vers le centre
nerveux.
c. Les muscles ne peuvent pas se contracter sous l’effet d’une stimulation sensitive.
d. Les fibres motrices ne peuvent pas acheminer les messages vers les organes effecteurs.
Exercice 3
Vous trouverez ci-contre le caryotype d’un gamète humain
représenté de façon schématique.
Question 57.
En vous appuyant sur vos connaissances et sur l’analyse de ce
schéma, vous pouvez affirmer qu’il s’agit effectivement d’une
cellule germinale (gamète) car :
a. Chaque chromosome est formé de 2 chromatides
b. Chaque chromosome est formé d’une seule chromatide
c. Seules ces cellules possèdent 24 chromosomes formés
d’une seule chromatide
d. Ce sont les seules cellules de l’organisme qui possèdent
des chromosomes sexuels
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 58.
La présence des chromosomes X et Y indique qu’il s’agit probablement du caryotype :
a. D’un ovule
b. D’un ovaire
c. D’un spermatozoïde
d. D’un neurone
Question 59.
Comment qualifieriez-vous ce gamète au regard de son caryotype ?
a. Il s’agit d’un gamète normal. La disjonction des chromosomes s’est réalisée conformément au
processus habituel de la méiose.
b. Il s’agit d’un gamète anormal. L’absence de disjonction des chromosomes sexuels au moment de
l'interphase 1 de la méiose est à l’origine de cette anomalie.
c. Il s’agit d’un gamète anormal. L’absence de disjonction des chromosomes sexuels au moment de
l'anaphase 1 de la méiose est à l’origine de cette anomalie.
d. Il s’agit d’un gamète anormal. L’absence de disjonction du chromosome 21 au moment de
l'interphase 1 de la méiose est à l’origine de cette anomalie.
Question 60.
Quel serait le caryotype d’un œuf résultant de la fécondation de ce gamète avec son pendant de l’autre
sexe ?
a.
b.
c.
d.
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Exercice 4
On recense environ 400 anomalies génétiques chez l'espèce bovine. Certaines races bovines ont été
sélectionnées pour une anomalie génétique recherchée, telles les races bovines sans cornes, comme
l'Angus par exemple, ou celles avec un important développement musculaire, telle que la race Blanc Bleu
Belges. Cependant, la plupart des anomalies portent préjudice au nouveau-né. L'utilisation excessive de
certains reproducteurs dans les élevages, permise notamment par l'utilisation de l'insémination
artificielle, est responsable d'une augmentation croissante de la consanguinité dans certaines races et
est un facteur de risque pour l'apparition de maladies génétiques. Les nombreuses anomalies concernant
la race Prim’Holstein peuvent en témoigner. Parmi les anomalies létales chez cette race, citons le B.L.A.D.
(Bovine LeukocyteAdhesionDeficiency), qui se caractérise par un système immunitaire non fonctionnel.
Le taureau Prim’Holstein « OsborndaleIvanhoe » est né aux USA en 1952. Ses aptitudes laitières
exceptionnelles ont conduit à une utilisation massive de sa semence et celles de ces descendances en
insémination artificielle. Or il s’est avéré que celui-ci était porteur de l’anomalie génétique responsable
du BLAD.
Tableau 1. Nombre et fréquence des animaux
Holstein porteurs du gène BLAD dans différents pays
Figure 1. Fréquence d’apparition du gène BLAD entre
1984 et 1996
Question 61.
Selon votre sens critique et de déduction du tableau 1 et figure 1, pouvez-vous confirmez que :
a. Les fréquences d’apparitions de l’anomalie BLAD dans les pays cités sont liées à une utilisation
massive uniquement de la semence du taureau « OsborndaleIvanhoe »
b. Les fréquences d’apparitions de l’anomalie BLAD dans les pays cités sont liées à une utilisation
massive uniquement de la semence des descendants du taureau « OsborndaleIvanhoe »
c. Les fréquences d’apparitions de l’anomalie BLAD dans les pays cités sont liées à une diffusion
élargie dans le temps et dans l’espace de la semence du taureau « OsborndaleIvanhoe » et de sa
descendance
d. La baisse de la fréquence du gène BLAD après 1992 est due à l’épuisement des stocks de
semence du taureau « OsborndaleIvanhoe » et de sa descendance
Le gène BLAD présente deux allèles notés « TL » pour la forme normale et « BL » pour la forme mutée.
Cette anomalie est transmise par un gène récessif monofactoriel à pénétrance complète : la cause est
une mutation du gène CD 18 (chromosome 1) codant pour la glycoprotéine de membrane Mac-1 qui est
une intégrine de surface des leucocytes permettant leur adhésion à la surface de l’endothélium
vasculaire en cas d’inflammation des tissus infectés. Cette mutation provoque des perturbations au
niveau du transfert des cellules immunitaires vers les tissus infectés.
Les fréquences observées des trois génotypes sont présents au tableau 2.
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Tableau 2. Fréquence des différents génotypes
Question 62.
Selon votre sens critique et de déduction du tableau 2, pouvez-vous confirmez que :
a. En supposant que la grand-mère maternelle est de génotype TL TL, la probabilité de chacun des
génotypes BL BL, TL TLet BL TL est respectivement de 2/8, 3/8 et 1/2, si les hypothèses de
transmission mendélienne sont respectées
b. En supposant que la grand-mère maternelle est de génotype TL TL, la probabilité de chacun des
génotypes BL BL, TL TLet BL TL est respectivement de 1/8, 3/8 et 1/2, si les hypothèses de
transmission mendélienne sont respectées
c. Les proportions observées sont différentes des proportions mendéliennes attendues
d. Une sélection différentielle est constatée selon le génotype et s’applique avant la naissance.
Les animaux exprimant cette anomalie sont immunodéprimés et montrent des infections récurrentes
multiples pulmonaires ou gastro-intestinales, dont des lésions buccales ulcératives, une périodontite
évoluant vers une alvéolite, une décoloration des dents avec ou sans perte de dents, une gingivite et
glossite ulcérative. Au niveau sanguin, une neutrophilie persistante est très importante (Figure 2).
Figure 2. Nombre de leucocytes et
neutrophiles par µL de sang du veau
Question 63.
A partir des informations fournies à partir de la figure 2, pouvez-vous affirmer que l’augmentation des
leucocytes dans le sang :
a. est un indicateur des bovins porteurs du gène BLAD
b. est la conséquence de la perte du pouvoir qu’ont les neutrophiles et monocytes à traverser la
paroi des vaisseaux
c. n’a aucun lien avec les bovins BL BL
d. est constatée également chez le taureau reproducteur
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Question 64.
A partir des informations fournies tout au long de ce
document, identifiez chaque courbe de la figure 3 :
a. La courbe 1 (petit pointillé) correspond au génotype
homozygote récessif
b. La courbe 2 (grand pointillé) correspond au génotype
TL TL
c. La courbe 3 (trait plein) correspond au génotype
hétérozygote
d. La courbe 1 (petit pointillé) correspond au génotype
TL TL
Figure 3. Taux de survie des veaux selon le
génotype BLAD
Exercice 5
Biologie Végétale - Les
es gènes homéotiques chez les végétaux
L’arabette des dames, Arabidopsisthaliana,
Arabidopsisthaliana, est une plante annuelle de la famille des brassicacées
largement répandue dans le continent eurasien et le nord de l’Afrique (figure 1).
Figure 1.Arabidopsisthaliana
dopsisthaliana
Figure 2. Répartition géographique
d’Arabidopsisthaliana(source Madeleine Price Ball).
A. thaliana dispose de nombreux atouts pour les chercheurs (petite taille, cycle de vie de 6
semaines, rusticité, premier génome de
de plante entièrement séquencé,…) et est considérée comme LA
plante modèle, notamment dans les domaines de la biologie et de la physiologie végétale, de la
génétique et des interactions entre ces trois spécialités.
L’organisation de la fleur d’A.
A. thalianaest
thaliana la suivante :
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Figure 3. Schéma de la fleur d’A.
A. thaliana
Figure 4.Diagramme
Diagramme floral d’A.
d’ thaliana
Question 65.
Nommez les pièces florales d’A.
A. thaliana
a. A = pétales ; B = sépales ; C = étamine ; D = pistil
b. A = sépales ; B = pétales ; C = étamine ; D = pistil
c. A = sépales ; B = pétales ; C = pistil ; D = étamine
d. A = pétales ; B = sépales ; C = pistil ; D = étamine
L’organisation et le type de pièces florales sont gouvernés par l’expression de 3 gènes homéotiques,
nommées Ho1, Ho2 et Ho3.. Les trois gènes Ho1, Ho2 et Ho3 sont exprimés de façon différente dans les
pièces florales d’A. thaliana (tableau 1) et sont déterminants dans la constitution des différentes parties
de la fleur.
Tableau 1. Expression des gènes homéotiques
homéotiques dans les pièces florales (A, B, C, D - Cf. figures 3&4)
d’Arabidopsisthaliana.
L’absence d’indication signifie que le gène n’est pas exprimé dans les tissus considérés.
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
pièce florale
A
exprimé
B
exprimé
exprimé
C
D
exprimé
exprimé
exprimé
Un mutant d’A. thaliana,, nommé "agamous", est caractérisé par une modification de l’expression des
gènes Homéotiques Ho1 et Ho3,, comme l’indique le tableau 2.
Tableau 2. Expression des gènes homéotiques dans les pièces florales (A’, B’, C’, D’) du mutant
"agamous" d’Arabidopsisthaliana
Arabidopsisthaliana.
A’,B’,C’ et D’ correspondent aux structures observées en figure 2 d’un point de vue
organisationnel.L’absence d’indication signifie que le
le gène n’est pas exprimé dans les tissus considérés.
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
pièce florale
A’
exprimé
B’
exprimé
exprimé
C’
exprimé
exprimé
D’
exprimé
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Question 66.
En fonction des données du tableau 2,, déduisez le diagramme floral du mutant "agamous"
d’Arabidopsisthaliana parmi les 4 schémas suivants :
a.
b.
c.
d.
Question 67.
Inversement, parmi les 4 tableaux suivants, lequel pourrait permettre
d’expliquer l’organisation de la fleur de cet autre mutant d’A.
d’
thaliana ? :
a
.
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
c
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
pièce florale
A’’
B’’
exprimé
exprimé
exprimé
C’’
D’’
exprimé
exprimé
exprimé
b
.
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
d
pièce florale
A’’
B’’
exprimé exprimé
C’’
exprimé
exprimé
exprimé
D’’
exprimé
exprimé
Gène
Ho1
Ho2
Ho3
pièce florale
A’’
B’’
exprimé exprimé
exprimé exprimé
C’’
D’’
exprimé
exprimé
exprimé
exprimé
pièce florale
A’’
B’’
exprimé exprimé
C’’
exprimé
D’’
exprimé
exprimé
exprimé
exprimé
exprimé
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Exercice 6 - Géologie
L'intérieur de la Terre est constitué d'une succession de couches de propriétés physiques différentes:
au centre, le noyau, qui forme 17% du volume terrestre et qui se divise en noyau interne solide et
noyau externe liquide; puis, le manteau, qui constitue le gros du volume terrestre, 81%, et qui se
divise en manteau inférieur solide et manteau supérieur principalement plastique, mais dont la
partie tout à fait supérieure est solide; finalement, la croûte (ou écorce),
écorce), qui compte pour moins de
2% en volume et qui est solide. Des discontinuités importantes séparent croûte, manteau et noyau
interne et externe.
Question 68.
Le globe terrestre
a. est entièrement solide, et présente une densité croissante de la croûte vers le noyau
b. est homogène même si des variations de densité peuvent exister au sein d’une même
couche
c. est liquide en son centre
d. n’est pas homogène car il existe des variations de composition chimique entre les couches
Question 69.
Les achondrites métalliques sont des météorites ayant la composition
a. de la croute
b. du manteau
c. du noyau
d. de la lithosphère
Question 70.
Le MOHO est une discontinuité qui sépare
a. Le noyau interne du noyau externe
b. le manteau inférieur du manteau supérieur
c. le manteau supérieur
rieur asthénosphérique du manteau lithosphérique
d. le manteau supérieur lithosphérique de la croûte
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Partie 4 : Mécanique appliquée
Les exercices ci-dessous
dessous sont indépendants
Exercice 1:
On compare les pressions exercées par la patte d’un éléphant et les talons aiguilles d’une femme.
On note :
Pe : la pression de la patte d’un éléphant d’Afrique de 5 tonnes si l’on admet qu’il est immobile et que
la surface de contact de chacune de ses pattes avec le sol est un disque d’un diamètre de 30 cm.
Pf : les talons aiguilles d’une femme de 60 kg en admettant que leur surface vaut 1 cm2 et qu’ils
supportent chacun le quart du poids de la femme.
Question 71.
௉௘
Le rapport ௣௙ est :
a. Compris entre 1 et 100
b. supérieur à 100
c. inférieur à 1
Exercice 2 :
Un cube en acier de coté a = 50 cm flotte sur du
mercure (figure 1)
On donne les masses volumiques suivantes :
-de l’acier ρ1 = 7800 kg/ m3
-du mercure ρ2 = 13600 kg/ m3
Figure 1 : cube en acier
Question 72.
Le volume de liquide déplacé est :
a. a3
b. a2 h
c. h3
d. h2 a
Question 73.
Le poids du volume déplacé est égal :
a.
b.
c.
d.
à la poussée d’Archimède
au poids du cube en acier
à la différence entre la poussée d’Archimède et au poids du cube en acier
ni au poids du cube en acier, ni à la poussée d’Archimède.
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Question 74.
On pose m1 et m2 respectivement la masse du cube et la masse du volume de mercure déplacé.
La hauteur h immergée du cube en acier est égale à:
a. (m1/ m2).
b. (ρ1/ ρ2). A
c. (ρ1/ ρ2)
d. (m1/ m2). a
Exercice 3 :
Soit un mur en briques posé sur un sol en
béton (voir figure 2). Ce mur n’est appuyé que
dans le sens vertical descendant (aucun appui
contre la translation horizontale, la translation
ascendante ou la rotation n’est prévu), le
poids propre du mur devrait garantir que les
déplacements rigides ne se produiront pas.
Il est donc essentiel de vérifier l’équilibre
limite pour s’assurer qu’il en est bien ainsi.
Si l’équilibre limite est garanti, on dit, en
termes d’ingénieur, que l’équilibre statique
global est assuré.
Figure 2 : Mur en briques
Le mur peut glisser horizontalement, les seules forces qui interviennent sont les forces
déséquilibrantes horizontales et les forces stabilisantes horizontales.
horizontales. On notera µ le coefficient de
frottement sol-béton
Question 75.
Les forces déséquilibrantes horizontales dans ce système sont :
a. H
b. µ G
c. H et µ G
d. G
Question 76.
Les forces stabilisantes horizontales dans ce système sont :
a. H
b. µ G
c. H et µ G
d. G
Question 77.
Le glissement horizontal se produirait :
a. de A vers B
b. de B vers A
Question 78.
Pour vérifier le renversement du mur, les moments déséquilibrants et stabilisants sont calculés en
(voir figure) :
a. B
b. A
c. A et B
d. ni A, ni B
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Exercice 4:
Mesurons le poids P d’un corps à l’aide
d’un dynamomètre, puis plongeons
le corps dans l’eau (Figure 3).
Figure 3 : Dynamomètre
Question 79.
Le poids du corps plongé dans le liquide :
a. devient plus petit
b. ne change pas
c. devient plus grand
Question 80.
La force mesurée par le dynamomètre lorsque le corps plonge dans le liquide est
b. égale à P
a. Inférieure à P
c. supérieure à P
Exercice 5 :
La figure 4 montre un mur plan en béton armé. Le
poids volumique du béton armé est de 25 KN/m3.
Figure 4 : Mur en Béton armé
Question 81.
Le poids du mur central est égal à :
a. 6 x 3x 0.50 x25
b. 6x3x25
c. 6x0.5x25
d. 25
Question 82.
On considère les poids respectifs des 3 murs P1, P2 et P3 de la gauche vers la droite.
Le poids du mur 1 (P1) doit être représentée à :
a. 4 m du point A
b. 8.5 m du point A
c. 8 m du point A
d. 0 du point A
Question 83.
La résultante des poids des 3 murs est égale à :
a. P1 + P2 +P3
b. P1-(P2+P3)
P1
c. P3-(P1+P2)
d. P1-P2+P3
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Concours Alpha : Epreuve de Sciences et Techniques du 27 avril 2013
Question 84.
La résultante des poids des 3 murs est:
a. Verticale dirigée vers le haut
b. Verticale dirigée vers le bas
c. Horizontale
d. Nulle
Exercice 6 :
Une poutre en béton armé, de 8,6 m de longueur et 0.20
x0.60 m de section, est soulevée par une grue au moyen
de l’élingue ABC (figure5).
Le poids volumique du béton armé est de 25 KN/m3
On notera FBA et FBC les deux forces dans les élingues
AB et BC.
Figure 5 : Elingue
Question 85.
En comparant les intensités des forces FAB et FAC on remarque que
a. FBA = FBC
b. FBA< FBC
c. FBA> FBC
Question 86.
Le poids propre de la poutre P est égale à :
a. 25x8.6 x0.60 x0.2 = 25,8
b. 25 x (8.6-2x1.70)x 0.60 x0.2 = 15.6
c. 25 x (2x1.70) x 0.60 x0.2 = 10.2
d. 25
Question 87.
Au point B, la force est égale à :
a. FBA +FBC
b. FBA +FBC +P
c. P
d. P- (FBA +FBC)
Exercice 7
Les poissons peuvent descendre ou monter dans l’eau grâce à leur vessie natatoire. Ce sac est rempli
de dioxygène (O2), de dioxyde de carbone (CO2) et de diazote (N2).Certains poissons absorbent de
l’air pour contrôler le volume de gaz qu’ils ont dans leur vessie natatoire.
Question 88.
Si le volume d’air augmente, la masse volumique moyenne du poisson
a. diminue
b. reste constante
c. augmente
Question 89.
Lorsque la masse volumique moyenne du poisson diminue :
a. le poisson monte vers la
surface
b. le poisson descend
c. ne change pas de
position
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Exercice 8:
Soit le mur de soutènement en béton non armé
(Poids volumique est de 20 KN/m3) ci-contre.
Question 90.
La tangente de l’angle d’inclinaison
d’inclinaiso en haut du mur est de :
a. 4/9
b. 3/11
c. 5/9
d. 3/9
Question 91.
Pour une tranche de mur de 1 m de profondeur, le poids du mur est égal à :
a. 65000
b. 650
c. 11000
d. 1100
Question 92.
La position de la résultante du poids du mur dépend de :
a. La forme géométrique
du mur
b. Des dimensions du mur
c. Du poids volumique du
matériau utilisé (béton)
Exercice 9 :
La poutre uniforme AB de 4 m de long (figure 5)
pèse 1000 N . Elle peut pivoter autour d’un point
fixe C. La poutre s’appuie sur le point A.
Un homme pesant 750 N marche le long de la
poutre en partant de A.
On note x sa position par rapport au point A.
Après calcul on trouve la position limite
d’équilibre à x = 3 m.
Figure 5 : Poutre en béton armé
Question 93.
Changeons de poutre (poids propre de 500 N au lieu de 1000 N). On suppose que le même homme
marche sur la nouvelle poutre. Par rapport au résultat donné, la nouvelle distance x est
e :
a. Plus grande
b. Plus faible
c. Identique
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Question 94.
Supposons qu’à la place de l’homme c’est une femme de 500 N qui marche sur la poutre de poids
propre de 1000 N. Par rapport au résultat donné (x=3m), la nouvelle distance
distance est
a. Plus grande
b. Plus faible
c. Identique
Exercice 10
Emma essaie d’ouvrir la porte de la chambre d’Inès en poussant sur la poignée avec une force
horizontale FB = 30 N faisant un angle de 60°avec le plan de la porte.
De l’autre côté de la porte, Inès empêche la porte de bouger en poussant horizontalement en plein
centre de la porte avec une force FAperpendiculaire au plan de la porte.
La porte mesure 90 cm de largeur et la poignée est à 75 cm des charnières.
Identifions nos forces et l’endroit où ces forces sont appliquées :
FA : la force d’ Inès àrA = 0,45 m de la charnière.
FB : la force d’ Emma à rB = 0,75 m de la charnière.
FC : la force de la charnière à rC = 0 m de la charnière.
Question 95.
La 2ème loi de Newton permet d’écrire l’équation suivante :
a.
FA - FB - FC = 0
c. - FA + FB + FC = 0
b.
FA + FB + FC = 0
d.
FA - FB + FC = 0
Question 96.
Notons Fcx et Fcy les projections sur respectivement l’axe horizontal positif x et l’axe vertical positif :
La projection des forces suivant l’axe horizontal x permet d’écrire l’équation suivante :
a. FCx +FB cos (60) =0
b. FCx -FB cos (60) =0
c. FCx -FB sin (60) =0
d. FCx +FB sin (60) =0
Question 97.
Après calcul, nous obtenons l’intensité de la force FA égale à:
a. 43 KN
b. 43 N
c. 4.3 N
d. 0.43 N
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Question 98.
Le moment de la force Fc appliquée sur la charnière selon l’axe z (positif dans le sens anti-horaire)
anti
est :
a. Positif
b. Négatif
c. Nul
Exercice 11 :
Soit un lampadaire d’éclairage public (figure cicontre).
Le modèle retenu est une poutre de longueur L
encastrée en A et libre en B.
La section est considérée constante, circulaire
creuse sur toute la hauteur L.
Le mat est en aluminium.
Question 99.
Le chargement 1 prend en compte l’effet du vent sur le luminaire uniquement, par une force
ponctuelle équivalente à F en B..
Quatre configurations de déformée sont proposées. Laquelle est correcte :
Question 100.
Le chargement 2 prend en compte l’effet du vent sur
sur le mat uniquement, par une force répartie q
constante sur toute la hauteur L.. La rotation à la base du mât est :
a. La même pour les deux
chargements
b. Plus grande pour le
chargement 1
c. Plus grande pour le
chargement 2
FIN DE L’EPREUVE
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