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Sciences — SVTU ① Biologie (dans le domaine SVTU 10 %)
Le sous-domaine officiel et sa place dans le barème
L'épreuve de sciences du concours (voie primaire, double spécialité) se passe en français, dure une heure et compte coefficient 2. Le توصيف du Centre National des Examens Scolaires (دورة يناير 2025) la divise en deux sous-domaines de poids égal : ① sciences de la vie, de la Terre et de l'univers (SVTU) ② sciences physiques et technologie. Chacun pèse 10 % de l'épreuve.
Barème officiel — épreuve de sciences
| Matière | Langue de l'épreuve | Coefficient | Durée | Forme |
|---|---|---|---|---|
| Sciences | Français | 2 | 1 heure | QCM (questions fermées) |
Les deux sous-domaines et leurs poids internes
| Sous-domaine | Contenu officiel | Poids |
|---|---|---|
| ① SVTU | Êtres vivants, organisation cellulaire et moléculaire, métabolisme, végétaux, animaux, physiologie humaine, santé ; Terre et Univers | 10 % |
| ② Sciences physiques et technologie | Matière, énergie, électricité, optique, mécanique, objets techniques | 10 % |
1. Niveaux d'organisation du monde vivant
Cellule procaryote et cellule eucaryote
| Caractère | Cellule procaryote (procaryote = à noyau primitif) | Cellule eucaryote (eucaryote = à vrai noyau) |
|---|---|---|
| Noyau | Absent : l'ADN est libre dans le cytoplasme, dans une zone appelée nucléoïde | Présent, délimité par une enveloppe nucléaire |
| Organites membranaires | Absents (mais présence de ribosomes) | Présents : mitochondries, réticulum, appareil de Golgi… |
| Taille | Petite : 1 à 10 µm (µm = micromètre) | Plus grande : 10 à 100 µm |
| Exemples | Bactéries, cyanobactéries | Cellules animales, végétales, champignons, protistes |
- Niveaux d'organisation croissants : molécule → organite → cellule → tissu → organe → appareil → organisme.
- La cellule occupe donc le niveau qui sépare le monde moléculaire du monde des tissus : c'est le niveau charnière.
- Je sais dire, en une phrase, ce qui manque à une bactérie par rapport à une cellule animale.
- Je connais l'ordre des niveaux d'organisation du plus simple au plus complexe.
🎯 Qu'est-ce qui distingue une cellule procaryote d'une cellule eucaryote ?
2. Organisation cellulaire et moléculaire
Les structures de la cellule eucaryote et leurs rôles
| Structure | Rôle principal |
|---|---|
| Membrane plasmique | Délimite la cellule et contrôle les échanges (perméabilité sélective) |
| Cytoplasme / cytosol | Milieu où se déroulent de nombreuses réactions chimiques |
| Noyau | Renferme l'ADN (information génétique) et commande l'activité cellulaire |
| Mitochondries | Respiration cellulaire et production d'énergie (ATP) |
| Réticulum endoplasmique | Transport, synthèse des protéines et des lipides |
| Appareil de Golgi | Modification, tri et export des molécules |
| Ribosomes | Synthèse des protéines |
| Lysosomes | Digestion intracellulaire |
| Chloroplastes (végétaux) | Photosynthèse |
| Grande vacuole (végétaux) | Stockage et pression de turgescence |
Les quatre grandes familles de molécules du vivant
| Famille | Éléments chimiques | Exemples | Rôle |
|---|---|---|---|
| Glucides (sucres) | C, H, O | Glucose, amidon, cellulose | Énergie et structure (cellulose des parois) |
| Lipides (matières grasses) | C, H, O (peu d'oxygène) | Graisses, phospholipides, cires | Réserve d'énergie et constitution des membranes |
| Protéines | C, H, O, N (et parfois S) | Enzymes, hémoglobine, anticorps | Catalyse, transport, défense, structure |
| Acides nucléiques | C, H, O, N, P | ADN, ARN | Information génétique |
3. Métabolisme cellulaire : le catabolisme oxydatif du glucose
- 1) Glycolyse (dans le cytosol) : une molécule de glucose (6 carbones) est découpée en 2 molécules de pyruvate (3 carbones), avec un gain net de 2 ATP et la formation de 2 NADH. Elle ne demande pas d'oxygène.
- 2) Décarboxylation oxydative (dans la mitochondrie) : le pyruvate est transformé en acétyl-CoA ; un CO₂ est rejeté et du NADH est formé.
- 3) Cycle de Krebs (matrice mitochondriale) : l'acétyl-CoA est dégradé complètement ; il se forme du CO₂, du NADH, du FADH₂ et un peu d'ATP.
- 4) Chaîne respiratoire (membrane interne de la mitochondrie) : les électrons portés par NADH et FADH₂ circulent et sont cédés au dioxygène, accepteur final ; il se forme de l'eau et la plus grande partie de l'ATP.
Bilan des étapes de la dégradation du glucose
| Étape | Localisation | Produits principaux | Particularité |
|---|---|---|---|
| Glycolyse | Cytosol | 2 pyruvates, 2 ATP nets, 2 NADH | Ne nécessite pas d'oxygène |
| Décarboxylation oxydative | Mitochondrie | Acétyl-CoA, CO₂, NADH | Premier rejet de CO₂ |
| Cycle de Krebs | Matrice mitochondriale | CO₂, NADH, FADH₂, ATP | Dégradation complète de l'acétyl-CoA |
| Chaîne respiratoire | Membrane interne mitochondriale | H₂O et ATP (la majorité) | O₂ = accepteur final des électrons |
🎯 Où se déroule la glycolyse, et que produit-elle ?
4. Le règne végétal et les Angiospermes
Les grands groupes du règne végétal
| Groupe | Caractère principal | Exemple |
|---|---|---|
| Algues | Ni racines, ni tiges, ni feuilles vraies ; milieu aquatique | Algue verte |
| Bryophytes | Pas de vrais vaisseaux conducteurs | Mousse |
| Ptéridophytes | Vaisseaux conducteurs, mais pas de graines | Fougère |
| Gymnospermes (gymnosperme = graine nue) | Graines nues, non enfermées dans un fruit | Pin, cèdre |
| Angiospermes (angiosperme = graine dans un vase) | Graines enfermées dans un fruit, présence de fleurs | Blé, olivier, oranger, rose |
- La fleur : organe reproducteur propre aux Angiospermes.
- Le fruit : il enveloppe et protège la graine ; il favorise aussi sa dispersion.
- La double fécondation : caractère unique des Angiospermes (voir §7).
- Des vaisseaux conducteurs efficaces : xylème et phloème.
- Une très grande diversité : c'est le groupe végétal le plus riche en espèces.
Les pièces florales et leur rôle
| Pièce | Rôle | Sexe / fonction |
|---|---|---|
| Sépales (calice) | Protègent le bouton floral avant l'ouverture | Protection |
| Pétales (corolle) | Attirent les insectes pollinisateurs | Attraction |
| Étamines : filet + anthère | L'anthère produit le pollen | Organe mâle |
| Carpelle (pistil) : stigmate + style + ovaire | Le stigmate reçoit le pollen ; l'ovaire contient les ovules | Organe femelle |
5. Nutrition minérale des plantes
Les deux sèves et leurs vaisseaux
| Sève | Vaisseau | Contenu | Sens de circulation |
|---|---|---|---|
| Sève brute | Xylème (vaisseaux du bois) | Eau + sels minéraux | Des racines vers les feuilles (ascendant) |
| Sève élaborée | Phloème (vaisseaux du liber) | Sucres (saccharose), acides aminés | Des feuilles vers le reste de la plante (descendant) |
- Transpiration foliaire : l'eau s'évapore par les stomates des feuilles ; il se crée une dépression qui « tire » la colonne d'eau vers le haut. C'est le moteur principal de la montée de la sève brute.
- Cohésion des molécules d'eau : les liaisons entre molécules maintiennent la colonne d'eau continue, sans rupture. (Ce mécanisme s'appelle la théorie de la cohésion-tension.)
- Pression racinaire : l'entrée d'eau par osmose dans les racines pousse la sève vers le haut, surtout la nuit ou au printemps, quand la transpiration diminue.
6. La photosynthèse
- Phase claire (dans les thylakoïdes des chloroplastes) : les pigments, surtout la chlorophylle, captent la lumière ; l'eau est décomposée (photolyse) en ions H⁺, électrons et O₂ — c'est là que le dioxygène est libéré ; il se forme de l'ATP et du NADPH.
- Phase sombre ou non photodépendante (dans le stroma) : le CO₂ est fixé sur une molécule à 5 carbones (RuBP) grâce à une enzyme appelée RubisCO ; l'ATP et le NADPH de la phase claire servent à réduire ce composé, à régénérer la molécule de départ et à former du glucose (cycle de Calvin).
Les facteurs qui limitent la photosynthèse
| Facteur | Effet |
|---|---|
| Intensité lumineuse | La vitesse augmente, puis atteint un plateau (palier) : un autre facteur devient alors limitant. |
| Concentration du CO₂ | Plus elle augmente, plus le plateau est haut (dans la limite des capacités de l'enzyme RubisCO). |
| Température | Un optimum existe : trop basse ou trop haute, l'activité des enzymes baisse. |
| Eau et magnésium | L'eau est la matière première ; le magnésium entre dans la composition de la chlorophylle (y compris pour la couleurs). |
Comparaison : photosynthèse et respiration cellulaire
| Critère | Photosynthèse | Respiration cellulaire |
|---|---|---|
| Organisme concerné | Autotrophes (plantes, algues, cyanobactéries) | Tous les êtres vivants, y compris les végétaux |
| Bilan gazeux | Absorbe CO₂, rejette O₂ | Absorbe O₂, rejette CO₂ |
| Énergie | Stocke l'énergie lumineuse en énergie chimique | Libère l'énergie chimique du glucose sous forme d'ATP |
| Localisation chez la plante | Chloroplaste (thylakoïdes + stroma) | Cytosol puis mitochondrie |
🎯 D'où vient le dioxygène libéré par la photosynthèse ?
7. Reproduction des Angiospermes
- Pollinisation : le pollen est transporté de l'anthère vers le stigmate, par le vent, les insectes, l'eau ou les oiseaux.
- Germination du grain de pollen : sur le stigmate, il forme un tube pollinique qui descend dans le style jusqu'à l'ovule.
- Double fécondation : un premier noyau spermatique fusionne avec l'oosphère et donne le zygote (2n) qui devient l'embryon ; un second noyau fusionne avec le noyau central et donne l'albumen (triploïde), tissu de réserve.
- Formation de la graine : l'ovule devient la graine (embryon + réserve + tégument protecteur).
- Formation du fruit : l'ovaire devient le fruit, qui protège les graines et aide à leur dispersion.
La reproduction végétative (sans fécondation)
| Type | Principe | Exemple |
|---|---|---|
| Bouturage | Un fragment de tige ou de racine donne une nouvelle plante | Rosier, géranium |
| Marcottage | Une tige s'enracine avant d'être séparée de la plante mère | Framboisier |
| Stolons | Tiges rampantes qui forment de nouvelles plantes | Fraisier |
| Rhizomes | Tige souterraine qui émet des pousses | Gingembre, iris |
| Tubercules | Tige souterraine renflée, riche en réserves | Pomme de terre |
| Bulbes | Bourgeons enveloppés de feuilles charnues | Oignon, tulipe |
8. Croissance et développement
- 1) Imbibition : la graine absorbe l'eau, gonfle, et son tégument se déchire.
- 2) Mobilisation des réserves : des enzymes dégradent l'amidon et les lipides en molécules simples utilisables par l'embryon.
- 3) Émergence de la radicule (future racine), puis de la tigelle (future tige).
- 4) Apparition des premières feuilles, qui deviennent vertes et photosynthétiques : la plantule devient autonome.
Deux types de germination
| Type | Position des cotylédons | Exemple |
|---|---|---|
| Épigée (au-dessus du sol) | Les cotylédons sortent du sol et verdissent | Haricot |
| Hypogée (sous le sol) | Les cotylédons restent enfouis | Pois, maïs |
Cycle de développement d'une Angiosperme : graine → germination → plantule → plante adulte → fleurs → pollinisation et fécondation → graine… Le cycle est bouclé, et le nombre de graines produites assure la survie de l'espèce.
9. Le règne animal
Les grands groupes du règne animal
| Groupe | Caractères distinctifs | Exemples |
|---|---|---|
| Éponges | Ni vrais tissus ni organes, fixées, filtrent l'eau | Éponge de mer |
| Cnidaires | Symétrie radiaire, cellules urticantes, deux formes : polype et méduse | Méduse, anémone, corail |
| Vers | Corps mou, symétrie bilatérale, parfois segmenté | Ténia, ascaris, ver de terre |
| Mollusques | Corps mou, souvent une coquille, pied musculaire et manteau | Escargot, moule, poulpe |
| Arthropodes | Squelette externe (chitine), pattes articulées, corps segmenté | Insectes, araignées, crustacés |
| Échinodermes | Symétrie pentaradiaire chez l'adulte, système ambulacraire | Oursin, étoile de mer |
| Vertébrés | Colonne vertébrale, crâne, système nerveux dorsal | Poissons, amphibiens, reptiles, oiseaux, mammifères |
Les cinq classes de vertébrés
| Classe | Caractères | Respiration |
|---|---|---|
| Poissons | Nageoires, écailles | Branchies |
| Amphibiens | Peau humide nue, métamorphose | Branchies chez la larve, poumons et peau chez l'adulte |
| Reptiles | Peau sèche écailleuse, œufs à coquille | Poumons |
| Oiseaux | Plumes, bec, ailes | Poumons + sacs aériens |
| Mammifères | Poils, glandes mammaires, allaitement | Poumons alvéolés |
10. Adaptation des animaux : respiration et locomotion
Les organes respiratoires selon le milieu de vie
| Organe | Milieu | Exemple |
|---|---|---|
| Surface cutanée (peau) | Humide | Ver de terre, grenouille (en partie) |
| Branchies | Aquatique | Poisson, larve de grenouille |
| Trachées | Terrestre | Insectes |
| Poumons | Terrestre | Reptiles, oiseaux, mammifères |
Mécanisme de la ventilation pulmonaire chez l'être humain
| Phase | Muscles | Ce qui se passe |
|---|---|---|
| Inspiration | Contraction du diaphragme (il s'abaisse) et des muscles intercostaux externes | Le volume de la cage thoracique augmente, la pression diminue : l'air entre |
| Expiration | Relâchement du diaphragme (il remonte) | Le volume diminue, la pression augmente : l'air sort |
- Les alvéoles ont une paroi très fine et une très grande surface (environ 70 m² chez l'adulte) : c'est ce qui rend les échanges rapides.
- Le dioxygène passe de l'alvéole vers le sang, et le dioxyde de carbone fait le trajet inverse : ces échanges se font par diffusion, selon les différences de concentration.
- Le dioxygène est transporté surtout par l'hémoglobine des globules rouges.
11. Physiologie humaine
Fonctions de nutrition et organes concernés
| Étape | Organe | Rôle |
|---|---|---|
| Ingestion | Bouche | Mastication et imprégnation par la salive (amylase salivaire) |
| Digestion | Estomac, intestin grêle | Dégradation mécanique et chimique des aliments |
| Absorption | Intestin grêle (villosités) | Passage des nutriments dans le sang |
| Circulation | Cœur et vaisseaux | Transport des nutriments et du dioxygène vers les cellules |
| Excrétion | Reins, gros intestin | Élimination des déchets : urée, eau en excès, matières non digérées |
Arc réflexe : stimulus → récepteur (par exemple la peau) → neurone sensitif → centre nerveux (moelle épinière) → neurone moteur → effecteur (le muscle), qui produit la réponse. Celle-ci est rapide et involontaire : c'est le réflexe.
Appareils reproducteurs : organes et rôles
| Appareil | Organes principaux | Rôle |
|---|---|---|
| Masculin | Testicules (spermatozoïdes et testostérone), canaux déférents, prostate | Production et transport des spermatozoïdes |
| Féminin | Ovaires (ovules, œstrogènes, progestérone), trompes, utérus, vagin | Production des ovules, lieu de la fécondation et de la gestation |
12. Santé humaine : dangers et mesures d'hygiène
Principaux dangers pour la santé et modes de transmission
| Danger | Exemples de maladies | Transmission |
|---|---|---|
| Bactéries | Choléra, typhoïde, tuberculose | Eau et aliments contaminés, air |
| Virus | Grippe, hépatite A, COVID-19 | Contact, gouttelettes, aliments |
| Parasites | Paludisme, ténia, ascaris | Moustique, eau, viande mal cuite |
| Champignons | Mycoses | Contact, humidité |
| Substances nocives (tabac, alcool, drogues) | Cancers, maladies cardiovasculaires, dépendance | Consommation |
- Hygiène de l'eau : eau potable ou traitée (chloration), éviter l'eau non contrôlée.
- Hygiène alimentaire : bien cuire les viandes, laver les fruits et légumes, respecter la chaîne du froid.
- Hygiène corporelle : se laver les mains au savon avant de manger et après les toilettes.
- Hygiène de l'environnement : évacuation des déchets, lutte contre les moustiques et les eaux stagnantes.
- Vaccination : moyen de prévention de nombreuses maladies infectieuses.
- Mode de vie sain : activité physique régulière, alimentation équilibrée, éviter tabac et alcool.
13. Méthode : réussir le QCM de sciences
- Lis la question en repérant le verbe : « identifier », « comparer », « expliquer » — le type de question indique le type de réponse attendue.
- Cherche d'abord la proposition fausse pour éliminer : les distracteurs sont souvent des inversions (procaryote/eucaryote, phase claire/phase sombre, xylème/phloème).
- Méfie-toi des mots absolus (« toujours », « jamais », « seulement ») : en biologie, ils sont rarement exacts.
- Vérifie l'unité et l'ordre de grandeur (µm, m², ATP…) : une réponse peut être juste dans le fond et fausse par l'unité.
- Réponds à toutes les questions : aucune réponse fausse ne retire de point, mais une case vide rapporte zéro.
- Je sais expliquer la différence entre catabolisme et anabolisme, et citer un exemple de chacun.
- Je peux réciter les quatre étapes de la dégradation du glucose avec leur localisation.
- Je sais distinguer sève brute et sève élaborée (vaisseau, contenu, sens).
- Je sais dire ce qui est libéré, où et quand, dans les deux phases de la photosynthèse.
14. Glossaire bilingue
Les termes à connaître par cœur
| Terme | Définition |
|---|---|
| Procaryote | Cellule sans noyau délimité ni organites membranaires |
| Eucaryote | Cellule avec noyau et organites membranaires |
| Autotrophe | Organisme qui fabrique sa matière organique à partir de matière minérale |
| Hétérotrophe | Organisme qui se nourrit de matière organique déjà formée |
| Catabolisme | Dégradation de molécules complexes avec libération d'énergie |
| ATP | Molécule qui stocke et fournit l'énergie utilisable par la cellule |
| Stomate | Pore de la feuille qui permet les échanges gazeux et la transpiration |
| Xylème | Tissu conducteur de la sève brute (eau et sels minéraux) |
| Phloème | Tissu conducteur de la sève élaborée (sucres) |
| Angiosperme | Plante à fleurs dont les graines sont enfermées dans un fruit |
| Double fécondation | Fécondation qui forme l'embryon (zygote) et l'albumen (triploïde) |
| Germination | Passage de la graine à la plantule |
| Alvéole | Petit sac pulmonaire où se font les échanges gazeux |
| Antagoniste (muscles) | Muscles qui produisent des mouvements opposés |
| Neurone | Cellule nerveuse qui conduit l'information |
| Hormone | Message chimique transporté par le sang |
15. S'entraîner : quatre questions type concours
🎯 Parmi ces propositions, laquelle est propre à la cellule végétale ?
🎯 Le vaisseau conducteur de la sève brute et le sens de circulation sont :
🎯 Quel élément est le produit de la double fécondation qui servira de réserve à l'embryon ?
🎯 Pendant l'inspiration, que fait le diaphragme ?