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CPE Lyon – ESA – ESA Purpan – ESCOM – ESEO – ESTIT – IGAL – ISA – ISAB ISARA-Lyon – ISEN Brest – ISEN Lille – ISEN Toulon – ISEP – LOUIS DE BROGLIE
SELECTION FESIC
ADMISSION en 1ère ANNEE du 1er CYCLE 2005
EPREUVE DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
Samedi 14 mai 2005 de 16h.45 à 18h.15
INSTRUCTIONS AUX CANDIDATS
L'usage de la calculatrice est interdit ainsi que tout document ou formulaire.
L'épreuve comporte 16 exercices indépendants. Vous ne devez en traiter que 12 maximum. Si vous
en traitez davantage, seuls les 12 premiers seront corrigés.
Un exercice comporte 4 affirmations repérées par les lettres a, b, c, d. Vous devez indiquer pour
chacune d'elles si elle est vraie (V) ou fausse (F).
Un exercice est considéré comme traité dès qu'une réponse à une des 4 affirmations est donnée
(l'abstention et l'annulation ne sont pas considérées comme réponse).
Toute réponse exacte rapporte un point.
Toute réponse inexacte entraîne le retrait d'un point.
L'annulation d'une réponse ou l'abstention n'est pas prise en compte, c'est-à-dire ne rapporte ni ne
retire aucun point.
Une bonification d'un point est ajoutée chaque fois qu'un exercice est traité correctement en entier
(c'est-à-dire lorsque les réponses aux 4 affirmations sont exactes).
L'attention des candidats est attirée sur le fait que, dans le type d'exercices proposés, une lecture
attentive des énoncés est absolument nécessaire, le vocabulaire employé et les questions posées
étant très précis.
INSTRUCTIONS POUR REMPLIR LA FEUILLE DE REPONSES
Les épreuves de la Sélection FESIC sont des questionnaires à correction automatisée. Votre feuille
sera corrigée automatiquement par une machine à lecture optique. Vous devez suivre
scrupuleusement les instructions suivantes :
Pour remplir la feuille de réponses, vous devez utiliser un stylo bille ou une pointe feutre de couleur
noire ou bleue. Ne jamais raturer, ni gommer, ni utiliser un effaceur. Ne pas plier ou froisser la
feuille.
1. Collez l’étiquette code-barres qui vous sera fournie (le code doit être dans l’axe vertical
indiqué). Cette étiquette, outre le code-barres, porte vos nom, prénom, numéro de table et matière.
Vérifiez bien ces informations.
Exemple :
2. Noircissez les cases correspondant à vos réponses :
Faire
Ne pas faire
Pour modifier une réponse, il ne faut ni raturer, ni gommer, ni utiliser un effaceur. Annuler la
réponse par un double marquage (cocher F et V) puis reporter la nouvelle réponse éventuelle dans
la zone tramée (zone de droite). La réponse figurant dans la zone tramée n'est prise en compte que
si la première réponse est annulée. Les réponses possibles sont :
V
F
V
F
vrai
faux
abstention
abstention
vrai
faux
abstention
Attention : vous ne disposez que d'une seule feuille de réponses. En cas d'erreur, vous devez
annuler votre réponse comme indiqué ci-dessus. Toutefois, en cas de force majeure, une seconde
feuille pourra vous être fournie par le surveillant.
Epreuve de S.V.T.
Sélection FESIC 2005
Exercice n°1
Les phylogénies à partir de données moléculaires
Trois hormones (post)hypophysaires des Vertébrés, sont constituées de 9 acides aminés et sont présentes
chez différentes espèces, aquatiques et terrestres. L’étude des parentés moléculaires permet de
reconstituer la phylogénie de ces Vertébrés au cours des temps géologiques.
Le tableau 1 donne la séquence protéique de chaque hormone ainsi que leur rôle.
Hormones
Vasotocine : AVT
Séquence d’acides aminés
CYS TYR ILE GLN ASP CYS
PRO ARG GLY
Ocytocine : OT
CYS TYR ILE GLN ASP CYS
PRO LEU GLY
Hormone anti-diurétique : CYS TYR PHE GLN ASP CYS
ADH
PRO ARG GLY
Rôle physiologique
Contraction des muscles des
artères
Contraction des muscles des
voies génitales femelles
Limitation des pertes d’eau par
voie urinaire
Acides aminés : CYS : cystéine ; TYR : tyrosine ; ILE : isoleucine ; GLN : glutamine ;
ASP : aspartique ; PRO : proline ; ARG : arginine ; GLY : glycine ; LEU ; leucine ;
PHE : phénylalanine
Extraits du code génétique :
ILE : AUU ou AUC ou AUA
PHE : UUU ou UUC ;
ARG : AGA ou AGG ;
LEU : UUA ou UUG ou AUU ou AUC ou AUA ou AUG
Le tableau 2 indique la présence de ces hormones dans différents groupes de vertébrés et l’âge des plus
anciens fossiles étudiés dans chacun de ces groupes.
Groupes
Hormones
Poissons osseux à branchies seules
AVT
Poissons osseux à branchies et poumons AVT, OT
Amphibiens
AVT,OT
Reptiles
AVT, OT
Mammifères
AVT,OT, ADH
Ages des fossiles
en millions d’années
-420
-380
-360
-300
-190
a) Les molécules d’AVT, OT, et ADH sont homologues.
b) L’hormone AVT est commune à tous les Vertébrés étudiés, on en déduit qu’ils ont un ancêtre commun.
c) Le gène de l’OT vient du gène de l’AVT qui a subi une duplication et une mutation, il y a -380
millions d’années.
d) Les hormones OT et ADH ont deux acides aminés différents : on en déduit que ADH est un caractère
dérivé par rapport à OT.
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Epreuve de S.V.T.
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Exercice n°2
Relations de parenté entre oiseaux, reptiles et autres vertébrés
Dans la classification traditionnelle, on définit les Oiseaux comme des vertébrés à plumes et les Reptiles
comme des vertébrés à écailles épidermiques. Une nouvelle classification phylogénétique, propose de
réunir oiseaux et crocodiles dans le groupe des Archosauriens.
Document 1 : Deux types de classification de certains vertébrés
a. classification traditionnelle
b. classification phylogénétique
Document 2 : Comparaison de quelques caractères anatomiques de ces Vertébrés
Ecailles
Aigle
Autruche
Crocodile
Boa
Lézard
Grenouille
Sur les pattes
Sur les pattes
Sur tout le corps
Sur tout le corps
Sur tout le corps
Absentes
Crâne :
fenêtre mandibulaire
Présente
Présente
Présente
Absente
Absente
Absente
Gésier
Plumes
Présent
Présent
Présent
Absent
Absent
Absent
Présentes
Présentes
Absentes
Absentes
Absentes
Absentes
a) Les oiseaux et les reptiles ont tous des écailles : on en déduit qu’ils ont un ancêtre commun différent
de celui des grenouilles.
b) Les Vertébrés : aigle, autruche, et crocodile sont homologues pour le caractère fenêtre mandibulaire.
c) Le caractère plumes est le caractère ancestral, le caractère écaille est le caractère dérivé.
d) Les crocodiles sont plus proches des oiseaux que des lézards. Donc la classification suivant le
caractère écaille est erronée.
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Epreuve de S.V.T.
Exercice n°3
Variations de la quantité d’ADN au cours de la reproduction sexuée
Au cours de la reproduction sexuée, alternent les phases haploïde et diploïde ; on cherche à préciser les
mécanismes qui permettent à l’espèce de conserver son équipement chromosomique.
Document : Evolution de la quantité d’ADN de « l’ovule », avant et après la fécondation.
a)
b)
c)
d)
La cellule de départ, au moment A, est haploïde.
Au temps F, il est possible d’observer des bivalents.
La méiose est achevée au temps H.
La première division de la cellule œuf conserve l’équipement chromosomique.
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Epreuve de S.V.T.
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Exercice n°4
Mécanismes de l’immunité
Un enfant souffre d’une maladie héréditaire rare, et présente les symptômes suivants : pneumonie,
mycoses buccales, diarrhées d’origine infectieuse et lésions cutanées.
Un traitement de thérapie génique est essayé : On prélève dans la moelle osseuse du malade des cellules
souches précurseurs de LT. On y transfère un gène codant une protéine membranaire indispensable à la
multiplication et la différenciation des LT, à partir de leurs cellules souches. Puis on réintroduit chez
l’enfant malade les cellules souches de LT génétiquement modifiées.
Document 1 : analyse de sang avant traitement
Lymphocytes et anticorps
dans le sang
Lymphocytes T (nombre. µl-1)
Lymphocytes B (nombre.µl-1)
Anticorps circulant (mg. dl-1)
Mesures effectuées avant
traitement chez le malade
0
1250
0
Mesures chez un enfant
non malade
De 2000 à 4000
De 1000 à 2000
>400
Document 2 : résultats
Doc 2a : Courbe du nombre de lymphocytes T
Doc 2b : Six mois après le traitement : la concentration d’anticorps dans le sang de l’enfant traité est de
323mg par dl.
a)
b)
c)
d)
La maladie est seulement liée à un manque d’anticorps, lié à une déficience des lymphocytes B.
Dans cette maladie, les LT ne peuvent être produits à cause d’une mutation génique.
Les LT ne sont pas indispensables à l’action des LB.
Le traitement est efficace.
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Exercice n°5
Le brassage de l’information génétique
On étudie chez la drosophile la transmission de deux gènes différents possédant chacun deux versions
alléliques :
- couleur du corps : noir (black) (b), ou gris
- forme des ailes : tordues (curved) (c), ou normales
1er croisement : individus de souche pure
P
à corps gris
ailes normales
F1
X
à corps noir
ailes tordues
100 % corps gris
ailes normales
2ème croisement :
femelle F1
F2
X
mâle à corps noir
ailes tordues
107 : corps gris et ailes
normales
109 : corps noir et ailes
tordues
38 : corps gris et ailes
tordues
40 : corps noir et ailes
normales
a) Un individu de souche pure, ne possède qu’un type d’allèle pour un caractère.
b) D’après les résultats du premier croisement, on déduit que les caractères dominants sont :corps gris
et ailes normales.
c) On déduit des proportions obtenues en F2, que les gènes sont situés sur deux chromosomes
indépendants.
d) Les drosophiles de F1 ont pour génotype: (b//b+, c//c+).
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Exercice n°6
Régulation des naissances
La molécule RU 486 est capable d’interrompre une grossesse débutante.
Pour comprendre son action, on injecte chez une rate des molécules de progestérone et de RU 486
marquées au tritium radioactif : *3H, et on suit l’évolution de la radioactivité dans les cellules utérines.
Document 1 : Données expérimentales
Injections pratiquées*
RU 486 marqué au tritium
Progestérone marquée au tritium
RU 486 non marqué puis
progestérone marquée au tritium
Radioactivité moyenne par cellule
(en unités arbitraires)
Dans les cellules de
Dans les cellules
la muqueuse utérine
du muscle utérin
7,9
8,98
8,55
10,78
2,41
3,1
* la quantité de molécules radioactives injectée est la même dans les 3 expériences
Document 2 : Formules chimiques développées du RU 486 et de la progestérone
a) La RU 486 se fixe sur les cellules utérines et empêche l’embryon de s’y fixer.
b) La RU 486 occupe les « récepteurs à progestérone ».
c) La RU 486 et la progestérone ont la même forme spatiale : on en déduit qu’elles ont la même action
sur les cellules utérines.
d) Le traitement avec la RU 486,est une méthode contraceptive.
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Epreuve de S.V.T.
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Exercice n°7
Les réactions immunitaires
On utilise deux lignées de souris, qui diffèrent par un gène d’histocompatibilité : les souris H2-k et H2-d,
et qui n’ont jamais été en contact avec les virus A et B avant l’expérience.
• Première étape :
on réalise trois cultures de fibroblastes (cellules de la peau) de souris H2-k et H2d et on les infecte par un virus A ou B ;
• Deuxième étape : on inocule le virus A à une souris H2-k ;
• Troisième étape : sept jours après l’inoculation, on prélève les lymphocytes T de cette souris H2-k,
et on les introduit dans les trois cultures.
Expérience
Première étape :
Culture 1
fibroblastes de
Trois cultures de
fibroblastes (cellules souris H2-k
de la peau) de souris + virus A
Deuxième étape
Culture 2
Culture 3
fibroblastes de
souris H2-k
+ virus B
fibroblastes de
souris H2-d
+ virus A
Culture 2
+ lymphocytes T
de H2-k
Culture 3
+ lymphocytes T
de H2-k
Pas de lyse des
fibroblastes
Pas de lyse des
fibroblastes
Injection du virus A
à une souris H2-k
Troisième étape
Culture 1
+ lymphocytes T
de H2-k
7 jours après, les
lymphocytes T de la
souris sont prélevés
et introduits dans les
cultures
Lyse des
Résultats
fibroblastes
a)
b)
c)
d)
La lyse des fibroblastes est une réaction immunitaire.
Les lymphocytes de H2-k sont toujours efficaces pour les souris de cette souche.
La réaction immunitaire est spécifique d’un virus.
L’immunité par les lymphocytes T peut être transférée d’une souche à l’autre.
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Exercice n°8
Le diabète
Le phénotype diabétique est défini par une hyperglycémie chronique (> 1,26 g/l). Cette anomalie peut
correspondre à deux diabètes différents :
• Le diabète de type 1 peut être une maladie auto-immune qui détruit les îlots de Langerhans (du
pancréas), sécréteurs d’insuline.
• Le diabète de type 2, résulte de l’altération de la sécrétion d’insuline, et d’une résistance des cellules
cibles : du muscle ;du foie, qui ne sont plus sensibles à l’action de l’insuline
On cherche le type de diabète présenté par un malade.
On étudie la fixation d’insuline (marquée), sur son récepteur membranaire de cellule musculaire, et
l’activité intra cellulaire de celui-ci : les mesures sont effectuées sur des prélèvements musculaires mis en
présence de différentes concentrations d’insuline.
Document 1 : la fixation d’insuline
a)
b)
c)
d)
Document 2 : activité du récepteur à insuline de
cellule musculaire
L’hyperglycémie est une diminution de la concentration sanguine en glucose.
L’insuline ne se fixe pas sur son récepteur.
Le récepteur n’est pas actif.
Compte tenu des résultats des dosages, le malade peut être soigné par injection d’insuline.
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Exercice n°9
Evolution du système immunitaire chez l’enfant
Par une méthode appropriée, on mesure le taux d’anticorps anti-VIH chez l’enfant d’une femme
séropositive au VIH à partir de sa naissance (document 1). On peut comparer l’évolution observée à
l’évolution normale des taux d’anticorps circulant chez le fœtus et l’enfant (document 2) pour en déduire
certaines informations sur la transmission éventuelle du virus de sa mère à l’enfant testé.
Document 1
Document 2
a) Le taux important d’anticorps anti-VIH mesuré à sa naissance indique que l’enfant est atteint du
SIDA.
b) La période du premier mois où le taux d’anticorps anti-VIH est maximum correspond à la phase de
primo-infection.
c) La diminution très importante du taux d’anticorps entre le troisième et le quatrième mois montre que
le système immunitaire de l’enfant a pratiquement éradiqué le virus.
d) L’enfant testé est séropositif et contaminé par le virus du SIDA.
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Exercice n°10
Evolution des hormones au début de la grossesse :
Pour comprendre l’évolution des hormones au début de la grossesse, on réalise des mesures de
concentrations plasmatiques de progestérone et de HCG chez une femme sur deux cycles successifs, le
second étant caractérisé par une fécondation suivie d’un début de grossesse.
La courbe ci-dessous traduit ces résultats :
a) La progestérone et l’hormone chorionique de grossesse (HCG) sont sécrétées par les follicules
ovariens.
b) La sécrétion de progestérone débute après l’ovulation car elle est due à l’activité des cellules lutéales
qui se développent dans le follicule transformé en corps jaune.
c) L’hormone HCG est responsable du maintien et du développement du corps jaune pendant le début de
la grossesse.
d) L’hormone HCG exerce un rétrocontrôle négatif sur le complexe hypothalamo-hypophysaire, ce qui
bloque les cycles ovariens et utérins.
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Exercice n°11
L’effet « free-martin » :
Chez les bovins, dans 90% des cas de gestation gémellaire, il se produit une fusion des placentas et des
vaisseaux sanguins des deux fœtus. Lorsqu’il s’agit d’un fœtus mâle et d’un fœtus femelle, celle-ci
appelée « free-martin » présente des anomalies de l’appareil génital.
L’analyse de l’évolution du taux d’AMH sérique chez des « free-martin » et leurs jumeaux mâles permet
de comprendre l’origine de ces anomalies.
a) L’AMH est une hormone qui stimule le développement des voies génitales mâles.
b) L’AMH est une hormone sécrétée par les cellules de Sertoli présentes dans les tubes séminifères.
c) La baisse du taux d’AMH chez les « free-martin » après la naissance montre que seul le fœtus femelle
produit cette hormone.
d) La présence d’AMH dans le sang d’un fœtus femelle est la cause de l’absence de voies génitales
femelles.
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Exercice n°12
Subduction
Le document fournit des informations sur quelques particularités géologiques et tectoniques de la
Nouvelle-Zélande :
a)
b)
c)
d)
La Plaque Pacifique plonge sous la Plaque Indo Australienne.
La plaque subduite entre en fusion partielle entre 75 et 200 km de profondeur.
Le magma formé dans cette zone est de nature andésitique.
Une étude géologique de la Nouvelle-Zélande montrerait aussi des affleurements de granodiorites.
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Exercice n°13
Histoire de la Chaîne des Alpes :
On trouve dans les Alpes françaises des affleurements particuliers appelés séries ophiolitiques qui
apportent des informations sur la genèse de cette chaîne de montagne. Le document présente un de ces
affleurements.
a) Les ophiolites du Chenaillet présentent la succession : Péridotites, Gabbros, Basaltes en coussins,
caractéristique d’une lithosphère océanique.
b) Les gabbros et les basaltes sont des roches issues de magmas de compositions chimiques différentes.
c) Les Péridotites sont les roches constituant le manteau.
d) Les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique entraînés en profondeur par la subduction puis
remontés en surface par l’orogenèse.
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Exercice n°14
Transcription et traduction :
On a isolé un fragment d’ADN contenant le début de la partie codante du gène permettant la synthèse de
la chaîne β de l’hémoglobine et on se propose de transcrire puis de traduire cette séquence:
Brin 1 ATG GTG CAC CTG ACT CCT GAG GAG AAG TCT GCC GTT ACT GCC
Brin 2 TAC CAC GTG GAC TGA GGA CTC CTC TTC AGA CGG CAA TGA CGG
Nucléotide n° 1
39
Nucléotides 2e position
Nucléotides 1e position
U
C
A
G
C
A
G
UGU
 cystéine
UGC 
U
UUA


 leucine
UUG


UCU

UCC 
 sérine
UCA

UCG
UAU
 tyrosine
UAC 
UAA
 non sens
UAG
UGA non sens
A
UGC tryptophane
G
CUU

CUC 
 leucine
CUA

CUG
CCU

CCC 
 proline
CCA

CCG
CAU


 histidine

CAC 

U
CAA
 glutamine
CAG
CGU

CGC 
 arginine
CGA

CGG
AUU

AUC  isoleucine

AUA
AAU
 asparagine
AAC 
AGU
 sérine
AGC 
AUG méthionine
ACU



ACC 

 thréonine
ACA


ACG



AAA
 lysine
AAG
AGA
 arginine
AGG
GUU



GUC 

 valine
GUA



GUG


GCU



GCC 

 alanine
GCA



GCG


GAU
 acide aspartique
GAC 
GGU

GGC 
 glycine
GGA

GGG
GAA
 acide glutamine
GAG
C
C
A
G
U
C
A
Nucléotides 3e position
U
UUU


 phénylalanine
UUC 


G
U
C
A
G
Document : Code génétique
a) La séquence d’ARN transcrite est :
ARNm AUG GUG CAC CUG ACU CCU GAG GAG AAG UCU GCC GUU ACU GCC
b) La séquence polypeptidique traduite est :
MET VAL HIS LEU THR PRO GLU GLU LYS SER ALA VAL THR GLY
c) Ces deux étapes, transcription et traduction sont réalisées dans le noyau cellulaire.
d) Une mutation sur le nucléotide n°7 peut entraîner l’arrêt de la traduction.
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Epreuve de S.V.T.
Exercice n°15
a)
b)
c)
d)
La photo représente une coupe de testicule.
L’absence de spermatozoïde s’explique par l’existence de pulses de testostérone.
La zone indiquée A par un trait contient les cellules de Leydig.
Ce sont les cellules de Leydig qui sécrètent la testostérone.
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Exercice n°16
Dans l’étude suivante, des souris ayant subi différents traitements sont infectées par le virus de la grippe.
Document 1
Expérience
A
B
C
Etat des souris
Souris sans thymus
Souris sans thymus, ayant reçu du
sérum de souris immunisée contre le
virus influenzas
Souris avec thymus, dépourvue de
lymphocytes B
Résultats
Prolifération des virus
Les virus cessent de se multiplier mais
ne disparaissent pas
Disparition des virus
Document 2
Des souris de souche « nude », dépourvues de thymus à la naissance, ne produisent pas de lymphocytes T
immunocompétents.
a)
b)
c)
d)
les résultats de l’expérience A s’expliquent par une absence de lymphocytes.
L’expérience B met en évidence le rôle des lymphocytes B.
Dans l’expérience B, la souris a été vaccinée.
L’expérience C ne démontre pas que les virus sont des parasites obligatoires des cellules.
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