2eme tour 2013

Voici le questionnaire du deuxième tour des Olympiades Suisses de Biologie OSB 2013. La réussitede cet examen sert de qualification à la semaine OSB et constitue ainsi un pas de plus vers une participationaux Olympiades Internationales de Biologie IBO 2013 qui auront lieu à Berne, Suisse. La participationest réservée aux élèves des gymnases suisses nés après le 1er juillet 1993 qui ont été qualifiés aupremier tour. D’ici mi-février, nous contacterons les quelques 20 meilleurs candidats pour les inviter à lasemaine OSB qui se déroulera du 2 au 7 avril 2013 à l’Université de Berne.

L’examen dure 4 heures sans pause. Tu n’as droit à aucune aide, même pas ton téléphone ettu dois obligatoirement rendre le questionnaire à la fin de l’examen.

Indique ta réponse sur la feuille de réponse en remplissant bien le cercle correspondant. Nouscorrigeons par ordinateur, tu es donc tenu de bien observer les exemples donnés ci-dessous. Les éventuellescorrections apportées pendant l’examen doivent être claires. Les réponses multiples seront considéréescomme fausses et les explications ne seront pas prises en compte. N’utilise que le code donné !

Pour chaque réponse correcte, tu obtiens un point et il n’y a pas de pénalité pour les réponses fausses.Chaque question n’a qu’une seule bonne réponse.

Bonne chance !

Biologie cellulaire

1. Laquelle des associations suivantesentre la structure et son nom est cor-recte ?

1

2

3

4

5

6

A. 1 : microtubules, 4 : mitochondrie, 5 : appareilde Golgi

B. 1 : appareil de Golgi, 3 : polyribosome, 6 :noyau

C. 2 : polyribosomes, 5 : mitochondrie 6 : réticu-lum endoplasmique

D. 2 : noyau, 3 : réticulum endoplasmique, 4 :microtubule

2. Parmi les propositions suivantes, la-quelle est correcte ? Le pH acide des ly-sosomes . . .A. permet le stockage permanent dans l’orga-

nelle des sphingo- et phospholipides produitsdans le cytosol.

B. crée entre le cytosol et l’intérieur de l’organelleun gradient de H+ qui a pour fonction de syn-thétiser de l’ATP.

C. est une protection contre la digestion incontrô-lée des composants du cytosol en cas de lysede l’organelle.

D. dénature les enzymes digestives (lipases, pro-téases, nucléases, glycoside hydrolase) conte-nues dans l’organelle.

3. Les mitochondries et les chloroplastesjouent des rôles vitaux dans les cel-lules végétales. Voici une représentationschématique d’une cellule végétale avecune mitochondrie et un chloroplaste. Lesflèches représentent les déplacements decertaines molécules. Parmi les proposi-tions suivantes, quelle liste de combinai-sons déplacement-molécule correspondà l’activité d’une cellule végétale lors dela journée ?

1

2

3

4

5

6

7

8

A. 1 : O2, 3 : ATP, 5 : H2O, 8 : Acétyl-CoAB. 1 : CO2, 4 : Pyruvate, 6 : Glucose, 7 : CO2

C. 2 : O2, 4 : Acétyl-CoA, 6 : H2O, 7 : O2

D. 2 : ATP, 3 : Glucose, 5 : Pyruvate, 8 : O2

4. Que se passe-il normalement lorsd’une heat shock response, une réponsede toutes les cellules à la chaleur ?A. Diminution locale de la pression osmotique

due à l’entrée soudaines de ions positivementchargés.

B. Augmentation active du métabolisme de baseainsi que de la production d’ATP par les mito-chondries.

C. Augmentation de la production de chape-ronnes, protéines favorisant le repliement adé-quats des autres protéines.

D. Diminution de la fluidité membranaire parl’ajout de nouvelles protéines spécialiséesdans la perception de la chaleur.

5. La molécule de l’image suivante estplus probablement un composant . . . ?

A. de l’amylose.B. de l’amylopectine.C. du maltose.D. de la chitine.

6. Escherichia coli est un organismechimioorganohétérotrophe classique quipeut synthétiser toutes les moléculesqui lui sont nécessaires à partir d’unesource de carbone, d’azote et des oligo-éléments essentiels. Dans un milieu deculture pour cette bactérie, on trouveen plus de l’ammonium comme sourced’azote, du glucose, du lactose et l’acideaminé tryptophane. Laquelle des affir-mations suivantes est correcte ?A. Quand l’ensemble du tryptophane a été utilisé,

les bactéries arrêtent de croître.B. Les bactéries utilisent d’abord le lactose puis le

glucose comme source de carbone.C. Les bactéries peuvent croître sans lactose, mais

pas sans glucose.D. Les bactéries grandiraient aussi sans apport de

glucose.

7. Lors d’une expérience, la GFP (greenflorescent protein) clivée est utilisée pourdémontrer l’existence d’une interactionentre deux protéines. La séquence debases codant pour la moitié N-terminalede GFP (non-fluorescente à elle-seule)est ajoutée au géne d’une des deux pro-téines, la séquence codant pour la moi-tié C-terminale (non-fluorescente à elle-seule) au gène de l’autre. Les deux pro-téines sont exprimées dans une cellule eton mesure la fluorescence. Laquelle desaffirmations suivantes concernant l’expé-rience avec la GFP clivée est correcte ?A. Il suffit que les deux protéines soient exprimées

pour que la fluorescence soit détectée.B. On n’observe aucune fluorescence quand les

deux protéines sont très petitesC. Les deux moitiés de GFP sont fluorescentes in-

dépendamment l’une de l’autre.D. On observe une fluorescence uniquement

lorsque les deux protéines interragissent.

8. Associe dans la courbe théorique detitration de l’histidine ci-dessous les nu-méros I à IV aux pKa des groupementscarboxyl et amine ainsi qu’au point iso-électrique (pi).

Ch

arg

e n

ett

e

0.5

0

-0.5

1

1.5

2

I

II

III

IV

1 6 7.5 9 pH

A. II : groupement carboxyl, III : groupementamine , IV : point isoélectrique.

B. I : point isoélectrique, II : groupement amine,IV : groupement carboxyl.

C. I : groupement amine , II : point isoélectrique,III : groupement carboxyl.

D. I : groupement carboxyl, III : point isoélec-trique, IV : groupement amine .

9. La glycolyse fournit 2 ATP par glu-cose alors que la respiration cellulaireaérobie en fournit 36 à 38. Pourtant,beaucoup d’organismes utilisent la gly-colyse comme source d’énergie princi-pale. Pourquoi ?A. Chez ces organismes, l’oxygène n’est pas as-

sez oxydant pour accepter les électrons à la finde la chaîne de transport d’électrons.

B. Les mitochondries de ces organismes nelaissent pas entrer l’acétyl-CoA nécessaire àl’activation de l’ATP-synthétase.

C. La respiration aérobie nécessite du carboneélémentaire difficile à obtenir pour produire leCO2.

D. La respiration aérobie ne peut avoir lieu qu’enprésence d’oxygène, dont l’apport n’est paspartout facile ou assuré.

10. Une combinaison artificielle de ré-presseurs, d’opérateurs et d’un repor-ter qui code pour la GFP (green fluo-rescent protein) a été introduite dansune cellule. Cette cellule particulière dé-grade très vite les protéines. Au début del’expérience, on ajoute de l’IPTG (phaseI). Après un moment, on retire l’IPTG(phase II). Plus tard, la cellule est chauf-fée (phase III). En admettant que le sys-tème réagit très rapidement aux facteursillustrés, quand la GFP sera-t-elle pro-duite ?

ReporterRepresseur 1

Promoteur 2

Promoteur 1Represseur 2 GFP

IPTG

Chaleur

A. GFP est produite lors des phases I et III.B. GFP est seulement produite lors de la phase

III.C. GFP est produite lors des phases I et II.D. GFP est seulement produite lors de la phase II.

O

HN

H2N N

N

NO

OH

11. Dans la figure suivante, tu vois unmédicament qui peut être utilisé commetraitement contre le virus de l’herpès(”boutons de fièvre“). D’après sa struc-ture, quel mécanisme d’action du médi-cament est le plus probable ?A. Perturbation de la synthèse de l’ADN viral.B. Perturbation de l’entrée du virus dans la cellule

hôte.C. Perturbation de la libération du virus.D. Perturbation de la structure de l’enveloppe li-

pidique virale.

12. Quelle affirmation au sujet de lathermodynamique de la marmotte desAlpes (Marmota marmota) est correcte ?Marmota marmota . . .A. est moins ordonnée que les composés inorga-

niques dont elle est composée.B. arrive à faire fonctionner des processus réver-

sibles, c’est-à-dire sans perte de chaleur.C. parvient à ordonner son intérieur aux dépens

de son milieu dont le désordre augmente.D. se trouve de manière permanente en état

d’équilibre chimique.

13. Le graphique représente les concen-trations de différentes cyclines au coursdu cycle cellulaire. En fonction de cesinformations, laquelle des cyclines A-Dsemble jouer un rôle dans le déclenche-ment de la réplication de l’ADN ?

Cycline C

Cycline D Cycline ACycline B

Conc

entr

atio

n

phase G1 phase S phase G2 mitose

14. Un tube en U avec une membranesemi-perméable (imperméable pour leNaCl) au milieu est rempli avec deux li-quides différents : de l’eau distillée àgauche (en blanc) et de l’eau avec 1 M

de NaCl de l’autre côté (en gris-foncé).Qu’observe-t-on après une heure ?

A B

C D

1 h

15. Evalue la justesse des affirmationssuivantes concernant les composants cel-lulaires.A. Le réticulum endoplasmique lisse joue un rôle

dans la biosynthèse des protéines secrétées.B. Les chloroplastes sont entourés par une double

membrane.C. Le peroxyde d’hydrogène est dégradé dans les

lysosomes.D. Chez les eucaryotes, la glycolyse a lieu dans

les mitochondries.

16. Evalue la justesse des affirmationssuivantes concernant l’expression desgênes.A. Lors de la traduction, le peptide est synthétisé

de l’extrémité carboxyle (C-terminus) vers l’ex-trémité amine (N-terminus).

B. L’ARNm est lu de 3’vers 5’ par le ribosome.C. Toutes les étapes du RNA processing (épis-

sage, polyadénylation, capping) ont lieu dansle noyau cellulaire.

D. Les ADN polymérases eucaroytes peuvent syn-thétiser l’ADN de 5’vers 3’.

17. Evalue la justesse des affirmationssuivantes au sujet des enzymes.A. Une enzyme déplace l’équilibre de la réaction

qu’elle catalyse.B. Une enzyme est modifiée au cours de de la

réaction qu’elle catalyse.C. Une enzyme accélère la réaction chimique

qu’elle catalyse.D. Une enzyme abaisse l’énergie d’activation de

la réaction qu’elle catalyse.

18. Parmi les mécanismes de transportsuivants, quand s’agit-il de transport ac-tif ?

CO2

Na+ Glucose

Na+

K+

ATP

K+

A B C D

[K+] = 5 mM [Na+] = 150 mM

[K+] = 100 mM [Na+] = 10 mMADP + Pi

Anatomie et physiologievegetales

19. Pourquoi les plantes CAM ont uneélévation du pH de la vacuole pendantla journée ?A. L’acide malique stocké pendant la nuit est re-

transformé en CO2 et pyruvate.B. La température diminue le potentiel acidifiant

du photosystème II.C. Les sucres produits par la glycolyse capturent

les protons accumulés dans la vacuole.D. Les protons issus de la scission de l’eau sont

entreposés dans la vacuole.

20. Quel stimulus ne peut pas sortir unegraine de sa dormance ?A. La gravitationB. La chaleur émise par un feuC. La lumièreD. Les enzymes digestives

21. Quel paramètre permet de diminuerla photorespiration de plants de tomatesdans une serre ?A. L’augmentation de la concentration en CO2

dans l’atmosphère.B. L’ajout d’acide abscissique en solution dans le

milieu nutritif.C. La plantation d’une variété de tomates de type

C4.D. La diminution du potentiel hydrique du milieu

nutritif par l’ajout d’acide carbonique.

22. Quelle caractéristique d’une graineest commune à toutes les plantes àfleurs ?A. Elle est aérienne.B. Elle est composée d’un zygote.C. Elle est produite de manière sexuée.D. Elle contient de l’amidon.

23. Les plantes disposent de chromo-plastes, organelles qui n’ont aucunefonction physiologique, mais qui serventd’indicateur pour leur environnement.Parmi les cas suivants, lequel représenteun avantage pour la plante dû à la pré-sence de chromoplastes ?A. Brunissement des feuilles suite à une carence

en eau.B. Coloration des pruneaux à maturation.C. Jaunissement des feuilles en automne.D. Pigmentation des pétales.

24. On peut reconnaître différentes ten-dances évolutives dans les diagrammesfloraux (voir image) de représentantsde différents groupes d’angiospermes,entre autres la réduction du nombrede pièces florales ou leur fusion entreelles. Considère les diagrammes florauxsuivants qui représentent schématique-ment l’organisation des pièces florales(de l’extérieur vers l’intérieur : sépales,pétales/périgon, étamines, carpelles). Aton avis, quelle fleur est la plus anciennedans le sens évolutif ?

B

DC

A

25. Attribue les caractéristiques sui-vantes concernant l’alternance des gé-nérations aux fougères (Pteridopsida)et/ou aux plantes à fleurs (Magnoliop-sida/Angiospermae).I. Dissémination par des grainesII. Gamétophyte féminin se développant sur le

sporophyteIII. Dissémination par des spores volantes

IV. Gamétophyte masculin ne contenant qu’unseul noyau végétatif

V. Sporophyte et gamétophyte pouvant faire laphotosynthèse

VI. Sporophyte pluricellulaireA. Fougères : I, II, IV, V ; plantes à fleurs : I, III, VIB. Fougères : I, II, III, V ; plantes à fleurs : IV, V, VIC. Fougères : II, IV, V, VI ; plantes à fleurs : I, II, IIID. Fougères : III, V, VI ; plantes à fleurs : I, II, IV, VI

26. Remets dans l’ordre les étapes(toutes ne sont pas citées) des réactionsphotochimiques de la photosynthèse.I. Stimulation d’un e- d’un pigment du complexe

antennaire.II. Transfert de protons dans l’espace intrathyla-

koïdien par le complexe du cytochrome b6/f.III. Export d’H+ dans le stroma par l’ATP synthé-

tase.IV. Lyse de l’eau dans le photosystème II.V. Transfert d’e- au photosystème I par la plasto-

cyanine.VI. Transfert d’e- sur un NADP+.A. I, IV, V, VIB. II, III, IV, IC. VI, V, II, IIID. V, IV, III, VI

27. L’illustration suivante montre unelenticelle, petite perforation qui assurel’approvisionnement en oxygène de latige d’une plante ligneuse. Légendel’image.

A. A : cellules de remplissage peu denses, B : épi-derme, C : liège, D : parenchyme cortical, E :cambium subérophellodermique (phellogène)

B. A : épiderme, B : sporange, C : phloème, D :cellules de remplissage peu denses, E : xylème

C. A : phloème, B : liège, C : cambium subé-rophellodermique (phellogène), D : cambium,E : périderme

D. A : sporange, B : périderme, C : parenchymecortical, D : xylème, E : cambium

28. Les plantes ne possèdent pas desystème immunitaire aussi complet quepar exemple celui de la marmotte desAlpes (Marmota marmota). Malgré cela,les plantes ne se retrouvent pas sansdéfence face aux patogènes. Laquelledes options suivantes ne fait PAS partiedes défenses végétales contre les patho-gènes ?A. Isolement des cellules en proie aux pathogènes

afin d’éviter leur propagation.B. La synthèse d’anticoprs reconnaissant spécifi-

quement les pathogènes.C. La production massive de composés ayant une

activité antimicrobienne.D. Une cuticule contiguë, imperméable, proté-

geant l’épiderme.

29. On a exposé des plants de petits poissoit douze heure à la lumière (L), soit 12heures à l’obscurité (D) avant d’extrairel’ARNm de différentes partie de la plante(feuille, tige, racine, et partie terminalede la feuille). Par la suite, ces extraitsd’ARNm ont été détectés par buvardagede Northern avec différents sondes. Lesrésultats sont exposés dans le tableau ci-dessous. Quelle sonde pourraient être lapetite sous-unité de la RUBISCO ?

SondeL D L D L D L D

1 ++++ + - - - - ++ +++

2 +++ +++ ++ + + - +++ +++

3 +++ + +++ + + + ++ +++

4 ++++ + + - - - +++ +

Feuille Tige Racine Partie terminale

A. 3B. 2C. 1D. 4

30. L’accumulation de sels dans le solpeut être un facteur limitant pour l’agri-culture. Pour quelle raison les non-halophytes n’arrivent-ils pas à croître surdes sols à forte concentration en sel ?A. La pression osmotique élevée limite l’absorp-

tion par les racine.B. Des cristaux de sel se forment dans les sto-

mates et entravent l’échange des gaz.C. De grandes quantités de sels rentrent dans les

cellules et provoquent une intoxication.D. Le sel s’accumule dans les cellules entraînant

une accumulation d’eau et la lyse des cellules.

31. Alors que dans les régions tem-pérées, les arbres perdent tous leursfeuilles en automne, parmi les conifères,seuls les mélèzes (Larix decidua) perdentleurs aiguilles. Evalue la justesse des af-firmations suivantes au sujet de l’originede cette perte ?A. Les larves des tétranyques de l’épinette (Oli-

gonychus ununguis) hibernent sur les aiguillesdes mélèzes. L’évolution a favorisé les mélèzesperdant leurs aiguilles, la pression parasitaireétant plus faible l’année suivante si les larvestombent au sol.

B. Tous les mélèzes sont contaminés par le po-lyphore du pin (Heterobasidion annosum), unchampignon produisant de l’éthylène qui in-duit l’apoptose des aiguilles en automne.

C. Contrairement aux autres conifères, les mé-lèzes viennent de régions au nord du cercleartique où les températures plus froides pro-voquent la formation de radicaux attaquant lephloème et mettant la plante entière en dan-ger.

D. Les mélèzes ont des chloroplastes avec unemutation thermodépendante sur l’ADN poly-mérase qui ne permet pas plus de 179 répli-cations avant leur régénération l’hiver suivant.

32. En Europe, depuis quelques dizainesd’années, le nombre d’exploitation agri-coles dites mixtes ont diminué au profitd’exploitations agricoles spécialisé dansla production animale (lait, œufs, viande)ou végétale (céréales, oléagineux). Ceci aeu pour incidence de diminuer le nombrede rotations des cultures sur une mêmeparcelle. En effet, les exploitations pourla production animale ont arrêté de pro-duire des céréales et les autres ont cesséde produire de l’herbe. En plus, grâcel’amélioration des variétés de maïs d’en-silage, beaucoup d’exploitation laitièressont passé au régime ensilage de maïs àla place de l’ensilage d’herbe plus cou-teux. Quelle(s) conséquence(s) directe(s)a la diminution des rotations sur dans lesol des parcelles concernées ?A. Diminution du pH du sol (acidification)B. Augmentation de la quantité des spores de

maladies fongiques spécifique à la monocul-ture

C. Augmentation de l’érosion des solsD. Augmentation de la quantité de graines de

mauvaises herbes compétitives de la monocul-ture

Anatomie et physiologie animales

33. L’oxygène (O2) atteint les muscles parle sang, lié à l’hémoglobine. Quel facteurfacilite la libération de l’O2 dans le tissumusculaire ?A. Un pH plus faibleB. Une température plus faibleC. Une concentration de CO2 plus élevéeD. Une concentration élevée en fer dans les glo-

bules rouges

34. La paroi des vaisseaux de l’aorte estélastique pour que . . .A. le sang soit activement pompé et puisse dimi-

nuer la performance cardiaque.B. les leucocytes puissant mieux migrer dans les

tissus adjacents et accélérer la réaction immu-nitaire.

C. la thermorégulation soit assurée dans les tissusprès du cœur.

D. la différence de pression entre la systole et ladiastole soit réduite.

35. Une fonction importante du foie hu-main est la transformation des déchetsmétaboliques en une forme qui peut êtreexcrétée par les reins ou la bile (conju-gaison). Sur l’image suivante, tu voisce processus simplifié avec l’exemple dela bilirubine (un déchet métabolique del’hémoglobine, colorant rouge du sang).Les cellules hépatiques endommagéesne peuvent plus du tout effectuer cetteconjugaison de la bilirubine ou seule-ment faiblement. Si chez un patient tutrouves un taux élevé de biribuline dansle sang et un taux élevé d’urobilinogènedans l’urine, où se situerait le problèmele plus probable ?

Hém

oglo

bin

e

Ste

rcobili

nogène

Bili

rubin

e

Uro

bili

nogène

Bactéries intestinales

Réabsorptiondans le sang Intestin

Rein

Bili

rubin

e,

conuguée

Bili

rubin

e,

conju

guée

Bile

Foie

A. Dans le foie (par ex. inflammation virale dufoie).

B. Avant le foie (par ex. dégradation amplifiée deglobules rouges).

C. Dans les glomérules rénaux (par ex. cicatrisa-tion des glomérules rénaux).

D. Après le foie (par ex. empêchement de l’écou-lement de la bile).

36. Quelle est la description correcte desstructures marquées de l’embryon demarmotte présenté (Marmota marmota) ?

I

III

II

A. I tube neural, II chorda dorsalis, III tube digestif

B. I chorda dorsalis, II ébauche de la colonne, IIIabdomen

C. I tube digestif, II tube neural, III ébauche de lacolonne

D. I chorda dorsalis, II abdomen, III tube digestif

37. Les images A-D montrent différentesmalformations cardiaques. (A) Trou dansla paroi de séparation du cœur (défautdu septum atrio-ventriculaire). (B) Tronccommun des artères de l’aorte et desartères pulmonaires (Truncus arteriosuscommunis). (C) Liaison entre l’aorte et lesartères pulmonaires persistantes (Ductusarteriosus persistant). (D) Trou dans laparoi de séparation des oreillettes (dé-faut du septum des oreillettes). Avec la-quelle de ces malformation t’attends-tu à une saturation en oxygène forte-ment diminuée dans le système sanguin ?Observe l’image du cœur sain qui tedonne aussi les rapport des pressions (enmmHg) dans les différentes parties ducœur.

A B

C D

80 mmHg

15 mmHg

7-15mmHg

12mmHg

5 mmHg12-80mmHg

Coeur sain

38. L’impulsion électrique pour lacontraction du cœur d’une marmotte(Marmota marmota) se forme dans uneaire de l’oreillette droite (nœud sinusal),excite les oreillettes puis est transféréedepuis cet endroit vers le nœud atrio-ventriculaire (nœud AV). L’impulsionarrive ensuite dans les ventricules. Lavitesse d’excitation dans le nœud AV estnettement plus faible que dans les autresparties du système d’excitation. Cecia comme conséquence sur la fonctioncardiaque saine que. . .A. les oreillettes se contractent plus longtemps

que les ventricules.B. les oreillettes et les ventricules se contractent

indépendamment l’un de l’autre.

C. les oreillettes se contractent avec une fré-quence plus élevée que les ventricules.

D. les oreillettes se contractent avant les ventri-cules.

39. Tu vois dans l’image ci-dessous unereprésentation schématique des pou-mons et des sacs aériens pendant l’ins-piration (gauche) et pendant l’expiration(droite). Quelle est la conséquence duremplissage des sacs aériens ?

Trachée Trachée

Sac pulmonaireantérieur Poumon

Sac pulmonairepostérieur

Sac pulmonaireantérieur Poumon

Sac pulmonairepostérieur

A. Les oiseaux peuvent enrichir l’oxygène dans lessacs aériens.

B. Les oiseaux peuvent inspirer et expirer enmême temps.

C. Les poumons sont ventilés avec de l’air riche enoxygène lors de l’inspiration et de l’expiration.

D. Les poumons peuvent être ventilés plusieursfois avec le même air.

40. En regardant l’image ci-dessous, quepeux-tu dire sur le métabolisme mus-culaire du Sphynx du tabac (Manducasexta) ?

PRE-VOL VOL

Thorax

Abdomen

Tem

péra

ture

[°C

]

40

35

30

25

0 2 4Temps écoulé depuis le début de l'échaffement [min]

ECHAUFFEMENT AU VOL

A. Les muscles de l’abdomen participent au bat-tement des ailes.

B. L’apparition soudaine d’un prédateur avant lepremier vol à l’aube est en principe fatale.

C. La production de chaleur est répartie par l’hé-molymphe dans l’ensemble du corps.

D. La vitesse de réaction des enzymes nécessairesaux mouvements des muscles est maximaleaux alentours de 25°C.

41. Le syndrome de l’insensibilité auxandrogènes est caractérisé par des ré-cepteurs pour la testostérone défectueux.La testostérone est bien produite, maisles cellules cibles ne peuvent pas yrépondre. Quel phénotype, quels tauxd’hormones et quelles gonades possèdeun tel individu ?A. Féminin / taux élevé de testostérone, taux élevé

de LH / TesticulesB. Masculin / taux élevé de testostérone, taux

élevé de LH / TesticulesC. Féminin / taux élevé d’œstrogènes, faible taux

de LH / OvairesD. Masculin / taux élevé de testostérone, faible

taux de LH / Testicules

42. Sur l’image suivante se trouve uncircuit de motoneurones et d’interneu-rones inhibiteurs, les cellules de Ren-shaw. Celles-ci sécrètent à l’extrémitéde l’axone de la glycine qui agit icicomme neurotransmetteur inhibiteur. Lesmotoneurones sécrètent à l’extrémité del’axone de l’acétylcholine qui, dans cecas, agit comme neurotransmetteur exci-tateur. Quelles pourraient être les consé-quences d’une inhibition de la sécrétionde glycine par une toxine ?

Mus

cle

Motoneurone

Axonemoteur

Cellule de Renshaw

A. Réflexes musculaires involontairesB. Contractions involontaires de la musculatureC. Relâchement de la musculatureD. Tétanisation de la musculature

43. Au cours d’une expérience avec desmarmottes (Marmota marmota), on apu observer qu’en été, la probabilitéqu’elles souffrent de stress thermiqueétait plus élevée si leur régime alimen-taire était très riche en protéine. Pour-quoi ?A. La masse musculaire supplémentaire formée

oblige les animaux à avoir une activité plusélevée et augmente ainsi leur température cor-porelle.

B. Le surplus de protéine induit un accroissementprononcé de la pilosité.

C. La dégradation d’acides aminés en azote at-mosphérique est une réaction fortement exo-thermique.

D. La dégradation des protéines en urée est unprocessus produisant beaucoup de chaleur.

44. Dans l’hypophyse, certaines hor-mones sont formées à partir d’un précur-seur commun, la pro-opiomélanocortine(POMC), clivé par différentes enzymesprotéolytiques (A-E). Pour pouvoir formerde l’ACTH, une cellule doit au minimumexprimer . . .

POMC

β-MSH

γ-MSH ACTH β-Lipotropin

CLIPα-MSH γ-Lipotropin β-endorphin

B

E

A

C D

A. les enzymes A et B.B. l’enzyme B.C. les enzymes A, C et D.D. les enzymes A, C, D et E.

45. Lors d’échanges suivant le principede circulation à contre-courant, les li-quides corporels s’écoulent proches l’unde l’autre, mais dans des directions op-posées. Ils se trouvent ainsi en contact,ce qui permet l’échange d’un para-mètre (entre parenthèses) entre les deux.Quelle affirmation n’est PAS un exempledu principe de circulation à contre-courant ?A. L’absorption d’oxygène dans les poumons d’un

éléphant africain (Loxodonta africana, oxy-gène)

B. La disposition des artères et des veines dans lesnageoires d’un grand dauphin (Tursiops trun-catus, chaleur)

C. La concentration de l’urine dans l’anse deHenle d’un rein humain (Homo sapiens, élec-trolytes)

D. L’absorption d’oxygène dans les branchiesd’une perche commune (Perca fluviatilis, oxy-gène)

46. Evalue la justesse des affirmationssuivantes concernant les sucs gastriques.A. La valeur faible du pH dans l’estomac favorise

la dénaturation des protéines et les préparentainsi pour les étapes suivantes de la digestion.

B. La valeur faible du pH dans l’estomac favorisel’émulgation des acides gras parce qu’ils sontprésents en forme déprotonnée et sont ainsihydrophiles.

C. La valeur faible du pH dans l’estomac fait par-tie du système immunitaire passif car cela aideà tuer les bactéries.

D. L’acide provoque l’activation de l’enzyme dé-gradant les hydrates de carbone, la pepsine,qui est sécrétée dans la forme inactive de pep-sinogène.

47. Chaque fois que, par exemple, tu tepiques le doigt avec une écharde, desbactéries arrivent jusque sous ta peau.Comment réagit ton corps à ceci ?A. Les macrophages phagocytent les bactéries.B. Les plaquettes provoquent une agglutination

des bactéries qui peuvent ainsi être plus facile-ment phagocytées.

C. Les lymphocytes T auxiliaires (cellules CD4) ac-tivent les lymphocytes B en leur présentant desantigènes.

D. Les lymphocytes T cytotoxiques (cellules CD8)forment des anticorps contre les bactéries.

48. Evalue la justesse des affirmationssuivantes au sujet des neurones.A. Les neurones codent l’influx nerveux en aug-

mentant l’amplitude du potentiel d’action plusle stimulus est important.

B. Les neurones sont les seules cellules du corpsqui possèdent un potentiel membranaire.

C. La dépolarisation rapide lors du potentiel d’ac-tion est dû à un influx de Na+ dans la cellule.

D. Seuls les neurotransmetteurs peuvent induireune stimulation d’un neurone.

49. Evalue la justesse des affirmationssuivantes concernant le placenta humain.A. Le placenta forme une barrière entre le sang

de la mère et de l’enfant.B. Dans le placenta, le sang de l’enfant est enrichi

en oxygène et en nutriments.C. Le placenta se compose seulement de tissus

issus de la mère.D. Le placenta se forme dans l’utérus avant la ni-

dation de l’embryon.

50. Evalue la justesse des affirmationssuivantes concernant les reins des vérté-brés.A. La filtration du sang dans le glomérule a lieu à

travers une membrane non sélective.B. L’urine finale est stockée dans la médula rénale

avant d’être transférée dans la vessie.C. La plus grande partie du glucose est réabsor-

bée de l’urine primitive dans le tubule proxi-mal.

D. Le plus grande partie de l’eau est réabsorbéede manière passive en raison de la médula ré-nale hyperosmolaire.

51. Le taux de filtration glomérulaire(GFR) définit le volume de filtrat, qui ar-rive dans les capsules de Bowmann enune minute (ml/min). Quelle caractéris-tique doit avoir une substance pour per-mettre de déterminer le GFR ?A. La substance doit être filtrée librement par la

membrane basale glomérulaire.B. La substance doit être en grande partie réab-

sorbée à partir de l’urine primitiveC. La concentration dans l’urine ainsi que dans le

sang doit être mesurable.D. La substance doit être sécrétée par les cellules

tubulaires dans l’urine primitive.

52. Le gaz sarin est une neurotoxine trèspuissante. Il inhibe l’acétylcholinestéraseen se fixant de manière permanente àson site actif. Cette enzyme est en tempsnormal responsable de la dégradationde l’acétylcholine dans la fente synap-tique. Cette inhibition mène à une éléva-tion de la concentration d’acétylcholinedans la fente synaptique. Evalue la jus-tesse des affirmations suivantes au sujetdu gaz sarin.A. Le gaz sarin cause de crampes et des tremble-

ments.B. Les effets du gaz sarin sont visibles seulement

après 3h.C. L’atropine, qui se fixe aux récepteurs à acétyl-

choline et les inhibe, sert d’antidote après l’in-halation de gaz sarin.

D. Le gaz sarin diminue le nombre global de po-tentiel d’action dans le corps.

53. Lors du test de tolérance au glucose,on donne à une personne à jeun unedose donnée de glucose et on reporte letracé de la glycémie dans les heures quisuivent. Le graphique suivant montre lesrésultats du test de deux personnes. Lapersonne 2 est saine. Evalue la justessedes affirmations suivantes.

54321

80

100

120

140

160

180

200

Heures

Gly

cém

ie [

mg

/dl]

1

2

A. La prise de cellulose à la place de glucosedonnerait un résultat semblable.

B. La personne 1 libère trop peu d’insuline.C. La glycémie dépend seulement de la quantité

de nourriture absorbée.D. La glycémie diminue à nouveau régulièrement

après un certain temps en raison de l’activitéplus grande de l’hormone glucagon.

54. Afin de réduire la population de mar-mottes (Marmota marmota) à Brail (GR),le garde-faune local a dispersé des pi-lules contraceptives dans leur environne-ment. Quel(s) effet(s) a cette pilule, sa-chant qu’elle est composé d’œstrogène etde progestérone ?A. Elle acidifie le pH de l’utérus de sorte à détruire

l’embryon.B. Elle empêche toute division cellulaire chez

l’embryon après le stade de morula.C. Elle avance l’ovulation de sept jours, la pla-

çant avant la formation d’un endomètre fonc-tionnel.

D. Elle a un effet spermicide et empêche ainsi lafécondation de l’ovule.

55. Il existe une maladie qui, à caused’un réaction auto-immune, conduit àune inflammation et une fonctionnalitémoindre de la thyroïde. Ceci provoqueune constellation typique des teneurshormonale dans le sang. Quel(s) chan-gement(s) attends-tu par rapport à unepersonne saine ?A. Un taux d’hormone thyréostimuline (TRH) plus

faible.B. Un taux d’hormone thyroïdienne (T3, T4) libéré

plus élevé.C. Un taux d’hormones thyroïdiennes (T3, T4) li-

béré plus faible.D. Un taux d’hormone thyréostimuline (TRH) plus

élevé.

Comportement

56. Laquelle des observations suivantesn’est PAS une sorte de mimétisme ?A. La couleuvre faux-corail (Lampropeltis triangu-

lum), une espèce de serpent non toxique, res-semble fortement au serpent corail venimeux(Micrurus sp.).

B. Le zèbre de Boehm (Equus quagga boehmi)possède comme la hyène rayée (Hyaenahyaena) un motif rayé noir-blanc qui estompeles formes de son corps.

C. Le poisson grenouille (Antennarius striatus) ex-hibe selon le substrat une coloration jaune,rouge ou brune avec de nombreuses excrois-sances, dont certaines ressemblent à des vers.

D. Les plantes succulentes désertiques (Lithops)sont rondes et leur couleur gris-brun ainsi queleur texture rappellent celles des roches envi-ronnantes.

57. Dans les arbres d’une savane her-beuse vit une espèce fictive de la tailleapproximative d’un rat. Le sex-ratio (rap-port mâles/femelles) au sein de cetteespèce est élevé. Les femelles fécon-dées depuis peu restent pendant long-temps encore fertiles, mais ne mettentau monde que 2 jeunes par saison queles mâles aident à élever. De plus, il estconnu que chez ces animaux, la morta-lité juvénile est corrélée avec la duréependant laquelle les jeunes sont laissésseuls. Quelle stratégie de reproductionun mâle de cette espèce devrait-il choi-sir du point de vue de l’évolution ?A. Vivre en polygynie.B. Tuer la progéniture dans le territoire voisin.C. Vivre en polyandrie.D. Etre monogame pendant toute sa vie.

58. Un rat dans une boîte de Skinner ap-prend rapidement à associer le fait depresser sur un levier (action) avec unedistribution de nourriture (réponse). C’estde l’apprentissage par essais et erreursou conditionnement opérant. Quel fac-teur favorise ce conditionnement ?A. L’introduction d’une situation défavorable

après la réponse.B. De fréquents et importants changements dans

l’environnement.C. Un faible intervalle de temps entre deux ses-

sions d’apprentissage.D. L’apparition de la réponse toutes les dix actions

uniquement.

59. Chez les oiseaux territoriaux, la plu-part des conflits se terminent rapidementau bénéfice du propriétaire du territoire.Pourquoi ?A. Les non-propriétaires combattent moins sou-

vent que les propriétaires et ont donc moinsd’expérience.

B. La perte de valeur sélective (fitness) causée parune blessure est plus grande pour les proprié-taires.

C. Les propriétaires ont un enjeu plus grand àperdre et sont donc prêts à combattre plus durpour défendre leur territoire.

D. Les ressources dont disposent les non-propriétaires sont illimitées leur enlevant leurenvie de combattre.

60. Chez le babouin jaune (Papio cyno-cephalus), les mâles de rang inférieur re-noncent à leur propre reproduction ainsiqu’à leur privilège alimentaire. De plus,ils soutiennent les individus de rang su-périeur en élevant les jeunes. En règlegénérale, un mâle de rang supérieur setrouve au milieu du groupe avec les fe-melles et les jeunes. Cependant, si legroupe est agressé par un léopard, lesmâles de plus haut rang avancent versl’ennemi, pendant que les autres mâlesse retirent. Quelle(s) affirmation(s) pour-rai(en)t expliquer ce comportement ?A. En contrepartie des soins apportés aux jeunes,

les mâles de rang inférieur bénéficient de laprotection des mâles de rang supérieurs.

B. Les mâles de rang supérieur sont plus aptes àcombattre du fait de leur régime alimentaireplus favorable.

C. Les mâles de rang supérieur défendent leurprogéniture, les autres mâles se défendentseulement eux-mêmes.

D. En se retirant, les mâles de rang inférieur neprotègent pas le groupe mais leur descen-dance.

Genetique et evolution

61. Le grand-père maternel d’Emma estdaltonien rouge-vert. Son mari Beni estégalement touché par cette mutation ré-cessive lié au chromosome. Emma elle-même et sa mère ont une perceptionsaine des couleurs. Emma est enceinte deBeni et attend une fille. Avec quelle pro-babilité sera-t-elle aussi daltonienne ?A. 1/2B. 1/16C. 1/4D. 1/8

62. Tu fais un croisement expérimentalavec des lignées pures de drosophiles.Tu croises les mouches aux longs poils etaux yeux rouges avec les drosophiles auxyeux noirs et aux poils courts. Les des-cendants ont tous les yeux noirs et lespoils longs. A quoi ressemblent les des-cendants d’un croisement retour avec lalignée pure de drosophile aux longs poilset aux yeux rouges ?A. Tous les caractères apparaissent avec une fré-

quence de 50%.B. Cela dépend si les gênes sont liés, la fréquence

des caractéristiques se laisse déterminer seule-ment pour les cas de recombinaison libre.

C. Les descendants ressemblent tous à ceux de lagénération F1.

D. Tous ont des longs poils et 50% ont des yeuxrouges, 50% des yeux noirs

63. Tu prends 5000 drosophiles F1 et5000 drosophiles de la lignée pure auxyeux noirs et aux poils courts. Quelle estla part de drosophiles aux yeux rougesaprès une génération en cas de croise-ment aléatoire ?A. 1/16B. 1/4C. 1/8D. 1/2

64. Dans une population de Bornéo, lesfréquences alléliques pour deux carac-tères donnés ont été étudiées. Chaquecaractère ne comporte que deux allèles etest hérité de manière indépendante. Lesfréquences des allèles dominants sont de0.7 respectivement 0.4. Quelle est la pro-portion d’individus homozygotes de phé-notype récessif pour les deux caractères ?A. 7.84%B. 20.16%C. 3.24%D. 5.04%

65. La distance entre deux gènes G etK est de 20cM. Lors d’expériences, tuas croisé des individus homozygotesdominants (GGKK) avec des individushomozygotes récessifs (ggkk). Lors d’uncroisement de contrôle entre des indi-vidus de la F1 et des individus homozy-gotes récessifs, tu as obtenu les résultatssuivants. GgKk : 380 individus, Ggkk : 95individus, ggKk : 115 individus, ggkk :410 individus. En tant que scientifiquecurieux, tu décides d’exécuter un test duchi-carré pour comparer tes résultatsà la valeur théorique. Pour calculer lechi-carré, tu utilises la formule suivante,dans laquelle O correspond à la valeurobservée (expérimentale), E à la va-leur espérée (théorique), n au nombred’observations, a au nombre de valeursdéductibles (généralement 1) et Df audegré de liberté. Quelle est la valeur duchi-carré entre tes résultats et ceux quetu aurais pu prédire en connaissant ladistance entre les deux gènes ?

χ2n−a =

(O − E)

E, Df = n− a

A. 3.516B. 0.275C. 0.625D. 3.750

66. Voici l’arbre génétique d’une famillepour un caractère récessif donné. Le phé-notype de l’individu A nous est inconnu,cependant la fréquence de l’allèle réces-sif dans la population est de 0.2. Quelleest la probabilité que l’individu B ex-prime le caractère récessif ?

A

BA. 0.1B. 0.4C. 0.16D. 0.25

67. La chorée de Huntington est unemaladie génétique dominante rare dueà une mutation. Elle cause une dégé-nérescence neuronale aux conséquencesdramatiques. Elle se déclenche de ma-nière totalement imprévisible, générale-ment après 40 ans. La mère de Romainest morte de cette maladie dont son pèren’a jamais souffert. Romain lui-même neprésente pour l’heure aucun symptôme.Sa femme, Isabelle souffre de cette ma-ladie qu’elle a hérité de son père. Ro-main et Isabelle ont un fils, Joachim. Ila été testé génétiquement et ses parentsont appris avec soulagement qu’il n’étaitporteur d’aucun allèle malade. Quelle estla probabilité que Romain soit porteur dela maladie mais n’en souffre pas encore ?A. 1/3B. 1/2C. 0D. 2/3

68. Fais correspondre à chaque type demutation sa description, un mécanismepossible et une signification possiblepour l’évolution.I. Mutation ponctuelleII. Inversion chromosomaleIII. Duplication d’un gèneIV. Duplication du génome1. Addition d’un jeu entier de chromosomes2. Renversement d’une partie d’un chromosome

de telle sorte que l’ordre des gènes sur le chro-mosome change

3. Substitution d’une paire de base dans la sé-quence d’ADN

4. Duplication d’une petite partie d’ADN qui créeune copie supplémentaire d’une séquence

A. Rupture dans l’ADN causée par des radiationsou d’autres injures

B. Crossing-over inégal durant la méiose ou ré-trotransposition

C. Erreurs durant la synthèse d’ADN ou durant laréparation des dommages

D. Erreur pendant la méiosea. Peut créer des hybrides stérilesb. Crée de nouveaux allèles, mais est le plus sou-

vent silencieusec. Les nouveaux gènes redondants peuvent ac-

quérir de nouvelles fonctions par mutationd. Les allèles à l’intérieur du segment sont proba-

blement transmis ensemble, comme une unitéA. I3Cb, II2Ad, III4Bc, IV1DaB. I4Bc, II3Da, III1Cd, IV2Ab

C. I1Dc, II4Cb, III3Ad, IV2BaD. I2Ad, II1Bc, III4Db, IV3Ca

69. Une espèce hypothétique monogamede colibri a un bec fin. Le rapportmâles/femelles dans cette population estd’environ 1:1. Cette espèce se nourritcontrairement aux autres colibris d’in-sectes et le bec fin serait en fait un avan-tage. Il existe diverses hypothèses pour-quoi ces colibris ont quand même unlong bec. Laquelle est la moins vraisem-blable ?A. Les gênes qui influencent la longueur du bec

sont aussi impliqués dans d’autres caractèrescorporels. Un raccourcissement du bec seraitlié avec des pertes liées aux performances devol et n’est donc pas soumis à la sélection po-sitive.

B. La longueur du bec est soumis à une forte sé-lection sexuelle, car la compétition entre lesmâles pour trouver une femelle se révèle êtretrès importante et déterminera le nombre dedescendants que pourra produire le mâle.

C. Il s’agit d’une espèce récente qui est issued’une espèce au long bec. La période pendantlaquelle la sélection naturelle a agi sur la lon-gueur du bec est trop courte pour avoir un groseffet sur la longueur.

D. La variabilité génétique qui conduit aux dif-férentes longueurs de bec est très faible parexemple à cause d’un effet d’étranglement desorte que la sélection naturelle est faible.

70. Considérons deux populations A etB d’animaux parents. Les femelles dugroupe A choisissent leur partenairede reproduction en fonction de carac-tères visuels, s’accouplent avec différentsmâles et vivent dans un structure socialesouple où les sexes sont séparés. Les fe-melles du groupe B choisissent leur par-tenaire de reproduction en fonction dunombre de cadeaux nuptiaux et viventen couple avec des relations secrètes ex-traconjugales. Sous ces conditions, il esttrès probable que . . .A. le groupe B soit soumis à une sélection natu-

relle beaucoup plus importante que le groupeA.

B. le groupe B soit soumis à une plus grande sé-lection sexuelle que le groupe A.

C. le groupe A, contrairement au groupe B, ait unrapport des sexes de 1:1.

D. les mêmes mécanismes de sélection agissentdans le groupe A comme dans le groupe B.

71. Quelle affirmation décrit une homo-logie ?A. Les extrémités des humains (Homo sapiens sa-

piens) et de la baleine bleue (Balaenopteramusculus)

B. L’appareil de fouille de la taupe européenne(Talpa europaea) et celui de la courtillière(Gryllotalpa gryllotalpa)

C. La membrane entre les pattes antérieures etpostérieures du polatouche de Sibérie (Ptero-mys volans) et du phalanger volant (Petaurusbreviceps)

D. Le squelette intérieur des vertébrés (Vertebrata)et des céphalopodes (Cephalopoda)

72. Dans une étude hypothétique, on aobservé la colonisation de l’intestin pardifférentes bactéries. La flore intestinaledes différents individus varie fortemententre les individus. Le changement d’ha-bitudes alimentaires n’a pas d’influencesur la composition de la flore intestinale.Quels pourraient être les raisons de lavariabilité de la flore intestinale chez dif-férents humains ?A. Une forte adaptation au milieu spécifique de

l’hôte.B. Une forte pression de sélection qui règne dans

l’intestin.C. L’effet d’étranglement lors de la colonisation

de l’intestin du nouveau-né.D. Des mutations pendant la vie des humains

concernés.

73. Un étudiant essaie de sélectionnerdes achillées (Achillea millefolium – pe-tite plante courante en Suisse) avecles plus longues tiges possibles. Quellecondition doit être remplie pour qu’il aitdu succès ?A. Chaque plante doit être semée aussi loin que

possible des autres.B. La reproduction sexuelle doit être inhibée en

faveur de la reproduction végétative.C. La population de départ doit avoir une faible

variance génétique.D. La longueur des tiges doit être en partie héré-

ditaire.

74. Lors d’une étude, on a croisé deux li-gnées pures, l’une récessive, l’autre do-minante, pour trois caractères donnés. Lecroisement de contrôle entre la F1 et la li-gnée pure récessive a donné les résultatssuivants. ABC : 405 individus, ABc : 103individus, AbC : 98 individus, Abc : 410individus, aBC : 388 individus, aBc : 109individus, abC : 92 individus, abc : 398individus. Evalue la justesse des proposi-tions suivantes :A. La distance entre A et C est de 50cM.B. Les trois gènes sont situés sur trois chromo-

somes différents.C. Le taux de recombinaison entre B et C est d’en-

viron 30%.D. A et B sont hérités de manière dépendante.

75. Quel(s) mécanisme(s) change(nt) lafréquence d’une mutation silencieusedans une population infinie avec descroisements aléatoires ?A. Sélection sexuelleB. Dérive génétiqueC. Sélection naturelle directeD. Sélection naturelle indirecte si la mutation est

liée avec une autre mutation qui apport unavantage sur le succès reproductif

76. Quel(s) facteur(s) parmi les suivantsinfluence la pression de sélection de lamarmotte (Marmotta marmotta) ?A. Plus grande quantité de nourriture dans leur

territoireB. Une mutation qui crée une nouvelle source de

nourritureC. Changement de la structure du pelageD. Présence d’aigles dans leur territoire

77. On étudie un locus avec deux allèles(A et B) dans une population d’insectes.La fréquence allélique de A observée estde 0.3, celle de la fréquence des hété-rozygotes de 0.25. Evalue la justesse desaffirmations suivantes.A. Cette population d’insectes se trouve en équi-

libre de Hardy-Weinberg.B. Le déficit d’hétérozygotes pourrait être expliqué

par une structure de population cachée.C. Le surplus d’hétérozygotes pourrait être expli-

qué par un avantage des hétérozygotes.D. Au moins une condition de la loi de Hardy-

Weinberg n’est pas respectée.

78. Quelle(s) condition(s) facilite(nt)l’adaptation à des nouvelles conditionsclimatiques ?A. Une forte sélection sexuelleB. Une grosse populationC. Une faible dérive génétiqueD. Une grande diversité génétique

Ecologie

79. Dans les montagnes de Suisse cen-trale, les interactions entre cinq espècesont été étudiées. Les producteurs A et Bvivent tous deux en symbioses avec C, unchampignon avec lequel ils forment desmycorhizes. Les deux producteurs sontla nourriture exclusive du consommateurprimaire D, une sous-espèce de mar-motte locale qui est elle-même la proiepréférée du consommateur secondaire E.Laquelle des propositions suivantes dé-crit le mieux l’interaction entre C et E ?A. Mutualisme indirectB. Commensalisme au profit de CC. Concurrence indirecteD. Commensalisme au profit de E

80. La zone pélagique marine est habi-tuellement divisée en 2 couches : unecouche supérieure, où la production pri-maire nette a lieu, et une couche infé-rieure, où il n’y a pas de production pri-maire. Quel est le facteur critique respon-sable de cette différence ?A. Dans la couche supérieure, mais pas dans la

couche inférieure, l’eau est assez chaude pourque la production d’algues soit supérieure àleur consommation.

B. Dans la couche supérieure, mais pas dans lacouche inférieure, il y a assez de lumière pourque les organismes photosynthétiques puissentsynthétiser de la matière organique.

C. Dans la couche supérieure, mais pas dans lacouche inférieure, le taux d’oxygène est, grâceau mélange des eaux de surface, suffisant pourque la respiration cellulaire ait lieu.

D. Dans la couche supérieure, mais pas dans lacouche inférieure, la concentration en nutri-ments est suffisante pour que la photosynthèseproduise un surplus de matière organique.

81. L’équation suivante exprime la varia-tion de la taille d’une population donnéeselon le modèle de croissance logistique.Quelle est la signification de la variableK ?

dN

dt= rN

(K −N)

K

A. Taux intrinsèque d’accroissement naturelB. Temps de générationC. Taux de natalitéD. Capacité limite de l’écosystème

82. Un biome est un ensemble d’écosys-tème caractéristique d’une région clima-tique particulière le plus souvent définipar les moyennes annuelles de précipita-tion et de température. Associe à chacundes biomes ci-dessous la surface corres-pondante dans le graphique.

Précipitations annuelles moyennes [cm]

Tem

péra

ture

s an

nuel

les

moy

enne

s [°

C] A

B

C

D

50 100 150 200 250 300 350 400

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

I. ToundraII. Forêt tropicaleIII. DésertIV. Forêt décidue tempéréeA. IA, IID, IIIB, IVCB. IB, IIC, IIIA, IVDC. IC, IIB, IIID, IVAD. ID, IIA, IIIC, IVB

83. Dans la recherche en écologie, il fautsouvent choisir entre un protocole ex-périmental ou une recherche purementdescriptive. La première méthode per-met d’étudier l’effet d’un facteur en-vironnemental de manière ciblée, lesautres conditions restant constantes. Ladeuxième méthode est appropriée pourétudier la situation à l’état naturel, sousl’influence de tous les facteurs environ-nementaux. Quelle approche choisirais-tu pour étudier les questions suivantes ?I. Quel est le succès de pollinisation de la prime-

vère élevée (Primula elatior) en l’absence deson pollinisateur ?

II. Comment évolue la composition d’arbres d’uncertain type de forêt à la suite du réchauffe-ment climatique ?

III. Laquelle parmi deux espèces d’herbes peutprélever l’azote du sol le plus efficacementlorsqu’elles sont en concurrence directe ?

IV. Dans quelle mesure le nombre de renards roux(Vulpes vulpes) infectés par des endoparasitesest-il dépendant de la densité de leur popula-tion ?

V. Est-ce que la différence de taille des dentsde lion (Taraxacum officinale) en montagne etdans la vallée est déterminée génétiquementou est due aux différentes conditions clima-tiques ?

A. Expérimental : I, III, V ; Descriptif : II, IVB. Expérimental : I, II, III, V ; Descriptif : IVC. Expérimental : II ; Descriptif : I, III, IV, VD. Expérimental : II, III, IV ; Descriptif : I, V

84. Pendant une période de six ans, desscientifiques ont relevé la taille des po-pulations de cinq espèces vivant dans unpetit lac pour surveiller la restaurationde l’écosystème suite à une contamina-tion massive avec de l’engrais. Quellesespèces peuvent être utilisées en tantqu’espèces indicatrices pour la diminu-tion de la pollution ?A. 2, 3 et 5B. 2, 4 et 5C. 1, 4 et 5D. 1, 2 et 3

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Année

Nom

bre

d'in

divi

dus

50

40

30

20

10

0

Espèce 2Espèce 1 Espèce 3 Espèce 4 Espèce 5

85. Une grande partie des plantes an-giospermes sont pollinisées par des ani-maux. Associe les descriptions de fleursci-dessous à leur pollinisateur.I. Des fleurs possédant souvent des motifs ultra-

violets, au parfum agréable, et ouvertes pen-dant le jour.

II. Des fleurs grandes et résistantes, rouges vif,sans parfum, produisant beaucoup de nectaret ouvertes pendant le jour.

III. Des fleurs grandes et résistantes, au parfum in-tensif, produisant beaucoup de nectar et ou-vertes pendant la nuit.

IV. Des fleurs brunes-rouges, au parfum de viandeputrescente et sans nectar.

V. Des fleurs blanches, au parfum intensif, possé-dant du nectar caché dans de longs tubes finset ouvertes pendant la nuit.

a. Abeillesb. Papillons de nuitc. Mouchesd. Chauves-sourise. OiseauxA. Ia, IIe, IVcB. Ie, IIIb,VcC. IIb, IIIe, IVdD. IIc, IVa, Vd

86. L’illustration montre le nombre degros rats kangourous granivores Dipodo-mys spp. (1), de petites espèces de ron-geurs granivores (2) et de souris insec-tivores Onychomys spp. (3) capturés de-puis 1977 dans le désert de Chihuahuaen Amérique du Nord. Toutes les sur-faces expérimentales ont été fermées pardes clôtures semi-perméables qui inter-disaient le passage à tous les plus grosanimaux. Pendant l’hiver 1988, les trousdes clôture de la moitié des surfaces ex-périmentales ont été réduits de sorte àbloquer les gros rats kangourous aussi,puis tous les rats kangourous ont été re-tirés de ces surfaces expérimentales. Eva-lue la justesse des affirmations suivantesau sujet des populations de petits ani-maux dans le désert de Chihuahua.

Dipodomys spp.

Rongeurs granivores

controlCapturedesDipodomys

Onychomys spp.

AnnéeDébut de l'expérience

Nom

bre

d'in

div

idu

s p

ar

péri

od

e d

e c

ap

ture

1

2

3

A. Il existe une dépendance négative de la den-sité entre la taille de la population de petitsrongeurs granivores et les souris insectivores.

B. Les rats kangourous sont en concurrence avecles rongeurs granivores.

C. Un comportement territorial agressif des ratskangourous envers les petits mammifères peutêtre exclu.

D. L’absence de rats kangourous a diminué letaux intrinsèque de croissance de la popula-tion des rongeurs granivores.

87. En juin 2010, des spécialistes ontinventorié toutes les espèces qu’ils onttrouvées en 24 heures sur une surfaced’1 km2 à Mörel en Haut-Valais. Au total,ils ont catalogué plus de 1’300 espècesdont plus de 500 plantes vascularisées.Cette valeur est remarquablement élevéepour la Suisse. Quel(s) facteur(s) se rap-portant à la surface étudiée favorise(nt)le grand nombre d’espèces au km2 ?A. La présence de différents sorte de roches (sili-

cate / calcaire)B. Une structure de paysage à petite échelle

(haies, blocs de pierre, murs, etc.)C. La présence de différentes expositions (face

nord / face sud)D. Un relief prononcé avec différentes altitudes

(730-1250 m)

Systematique

88. Les chiens, les renards, les chacals etles hyènes ont été classés par rapport àla présence (+) ou l’absence (-) de septcaractères phénotypiques (I-VII). Les ré-sultats sont présentés dans le tableau.En te basant uniquement sur les donnéesprésentées, quel arbre décrit le plus pro-bablement les relations phylogénétiquesau sein de ces cinq espèces ?

Chien

Loup

Renard

Chacal

Hyène

A

Chien

Renard

Chacal

Loup

Hyène

B

Chien

Loup

Renard

Chacal

Hyène

C

Chien

Loup

Renard

Chacal

Hyène

D

Caractères

I II III IV V VI VII

+ + + + + + +

++++

+ + +

+ + + + + +

+

- - -

----

-

- - - - - -

Chien

Renard

Chacal

Loup

Hyène

89. Associe les combinaisons de carac-tères suivants avec les organismes cor-respondants.I. Des ampoules de Lorenzini pour la percep-

tion des champs électriques et des différencesde température, un squelette cartilagineux, unstigmate (spiraculum) pour respirer.

II. Des cellules musculaires épithéliales spéciali-sées, des nématocystes, un corps construit se-lon une symétrie radiaire.

III. Des dents vomériennes, des côtes atrophiées,une métamorphose pendant l’ontogenèse.

IV. Les extrémités postérieurs recouvertesd’écailles, les organes respiratoires venti-lés par des sacs pulmonaires, la mâchoiresupérieure et la mâchoire inférieure mobiles.

V. Des organes de sécrétion fins et tubulaires quifinissent entre l’intestin moyen et l’intestin pos-térieur, un corps en trois parties, une paired’antennes.

VI. Des poumons en feuillets, des mandibules àl’origine en trois parties, aujourd’hui en deuxparties, un jabot aspirateur.

a. Les coraux boules (Faviidae)b. La grenouille rousse (Rana temporaria)c. La mouche domestique (Musca domestica)d. La mygale rose du Chili (Grammostola rosea)e. Le requin blanc (Carcharodon carcharias)f. Le rouge-queue à front blanc (Phœnicurus

phœnicurus)A. If, IIa, IVe, VIcB. Ib, IId, IIIe, VaC. IId, IIIf, IVb, VIaD. Ie, IIIb, IVf, VId

90. Le schéma suivant est une repré-sentation actuelle de l’arbre phylogéné-tique des animaux basé sur des analysesde séquences d’ARN. Les lettres dansl’arbre représentent les caractéristiquesapomorphes des taxons subséquents. Re-lie les caractères apomorphes aux lettres.

I. Blastopore embryonal qui constituera l’anusII. Blastopore embryonal qui constituera la

boucheIII. Corps en trois parties (tête, tronc, queue) avec

un endosquelette osseuxIV. Deux feuillets embryonnaires (diploblastique)

et symétrie radiaireV. Exosquelette ou cuticuleVI. Notochorde (chorda dorsalis)VII. PluricellularitéVIII. Trois feuillets embryonnaires (triploblastique)

et symétrie bilatérale

F

E

A. AI, BIV, CVIII, DII, EVII, FVB. AVII, BII, EVIII, FV, GVI, HIIIC. AV, CI, DIV, FII, GVI, HIIID. BIV, CI, DV, FII, GIII, HVI

91. Considère le cladogramme suivant.Combien de groupes monophylétiquesayant au moins trois espèces membrespeux-tu former ?

A B C D E

HG

F

I

A. 1B. 3C. 2D. 4

Scenario tumeurs malignes

Les tumeurs malignes (cancer) repré-sentent aujourd’hui un grand problèmemédical ; trouver de nouveaux médica-ments est le but de beaucoup de cher-cheurs. Zhang et al. (2008) ont testé l’ef-fet de médicaments déjà connus sur descellules tumorales.

92. Souvent, les tumeurs malignesmanque d’O2. Les cellules tumoraless’y adaptent entre autres en modifiantl’activité du facteur induit par l’hypoxie1 (HIF-1). HIF-1 régule l’expression debeaucoup de gènes en réaction à unmanque d’O2. Parmi les gènes suivants,lesquels seront selon toi stimulés parHIF-1 ?A. VEGF (facteur de croissance de l’endothélium

vasculaire)B. FATP4 (protéine de transport des acides gras

4)C. CS (citrate synthase)D. HK1 (hexokinase 1)

93. L’image te montre comment HIF-1αest régulé par la présence d’O2. HIF-1se compose de deux sous-unités : HIF-1αet HIF-1β. Les autres abréviations signi-fient : PHD = prolyl hydroxylase, OH =groupement -OH, Ac = groupement acé-tyl, VHL = protéine von-Hippel-Lindau,Ub = ubiquitine, CBP/p300 = coactiva-teurs de la transcription, HRE = hypoxiaresponsive element. Dans beaucoup decarcinomes du rein, la protéine von-Hippel-Lindau (VHL) est mutée et n’estplus fonctionnelle. Ceci a pour consé-quence que. . .A. HIF-1α CBP/p300 ne peut plus se lier.B. HIF-1α est dégradé plus rapidement en pré-

sence de beaucoup d’O2.C. HIF-1β s’accumule dans les cellules.D. HIF-1α n’est plus dégradé, même en présence

normale d’O2.

PRÉSENSE RÉDUITE D'O2PRÉSENCE NORMALE D'O2

PHD

Protéasome

HIF-1α

HIF-1α

OH OHAc

VHL

HIF-1α

OH OHAc

VHL

VHL

HIF-1α

OH OHAc

Ub Ub Ub

Ub

Ub

Ub

OH

OH

OH

fragments de HIF-1α non fonctionels

α-cétoglutarat, O2

succinate, CO2

HIF-1α

PHD

α-cétoglutarate, O2

succinate, CO2

HIF-1α

CBP/p300

HIF

-1β

HIF

-1α

CB

P/p

30

0 HIF

-1β

Transcription du gène

HRE

HIF

-1β

HIF

-1α

CB

P/p

30

0

gène cible

CBP/p300

Liaison

Liaison empêchée

94. Zhang et al. (2008) ont inséré dansdes cellules de foie humain deux plas-mides codant pour l’enzyme luciférasecomme gène rapporteur, une fois la lu-ciférase de la luciole (LL), une fois cellede la pensée de mer (LP). La lucifé-rase catalyse la transformation de luci-férine en oxyluciférine, réaction qui émetde la lumière. La LP sur le plasmide 2est toujours exprimée. Le plasmide 1contient en plus un hypoxia responsiveelement (HRE) auquel HIF-1 se lie et aug-mente ainsi le taux de transcription. LaLL sur le plasmide 1 est donc plus for-tement exprimée en présence de HIF-1 (induit par un manque d’O2). Dansle diagramme suivant montre le rap-port de l’activité de LL sur celle deLP mesuré en présence normale d’O2

ainsi qu’en situation de manque d’O2

avec et sans ajout de 17-N-allylamino-17-déméthoxygeldanamycine (17-AAG)à différentes concentrations. Laquelledes affirmations suivantes est corrected’après ces informations ? 17-AAG. . .A. inhibe l’absorption d’O2 par la cellule.B. inhibe l’activité de la luciférase de la pensée

de mer.C. stimule l’activité de la luciférase de la luciole.D. inhibe l’activité d’HIF-1.

95. Avec l’aide du système décrit ci-dessus, Zhang et al. ont découvert entreautres que la digoxine, une molécule ex-traite de la digitale (Digitalis), inhibel’activité de HIF-1. La digoxine est pres-crite en cas d’insuffisance cardiaque (lecœur n’arrive plus à pomper le vo-lume sanguin nécessaire) et inhibe laNa+/K+-ATPase. A cause de l’échangeurNa+/Ca2+, la concentration intracellu-laire de Ca2+ augmente, ce qui aug-mente la contractilité (force de contrac-tion, force du coup) des cellules mus-culaires cardiaques. Si la courbe E re-présente la pression et le volume dansle ventricule gauche d’un cœur en in-suffisance cardiaque pendant un cyclecardiaque (systole + diastole), quellecourbe attends-tu après un traitement àla digoxine réussi ? Pour t’aider, réfléchisquelles étapes représentent la diastole,lesquelles la systole, la fréquence car-diaque restant stable.

96. Pour trouver à quel niveau l’activitéde HIF-1 est inhibée par la digoxine,Zhang et al. ont tout d’abord déterminéla quantité de mRNA dans les cellules(Fig. A). Dans une deuxième expérience,

pre

ssio

n d

ans

le v

entr

icu

le g

auch

e

volume dans le ventricule gauche

D

C

E

B

A

ils ont ajouté aux cellules MG132, un in-hibiteur du protéasome qui détruit HIF-1α et ont ensuite testé à l’aide d’un wes-tern blot, si HIF-1α était toujours pré-sent dans les cellules ; l’actine β sert decontrolle (Fig. B). De quelle manière est-ce que HIF-1 est inhibé ?

A. Inhibition de la dégradation de HIF-1α par leprotéasome.

B. Inhibition de la dégradation de l’ARNm de HIF-1α.

C. Inhibition de la transcription de l’ARNm deHIF-1α.

D. Inhibition de la traduction de l’ARNm de HIF-1α.

97. Dans l’expérience suivante, les cel-lules ont été incubées avec de la cyclo-heximide (inhibiteur général de la syn-thèse protéique), de la rapamycine (inhi-biteur sélectif de la traduction de l’ARNmde HIF-1α), de la digoxine et commecontrôle sans agent (-). D’une part, lesprotéines totales présentes dans les cel-lules ont été mises en évidence par unwestern blot, d’autre part, seules les pro-téines synthétisées après l’addition del’agent sont mises en évidence (Fig. A).Dans une deuxième expérience, seul HIF-1α nouvellement synthétisé est mis enévidence (Fig. B). Les chiffres dans l’illus-tration se lisent de la manière suivante :les protéines nouvellement synthétiséesdans les cellules de contrôle corres-pondent à 100% (1) ; la digoxine réduit lasynthèse protéique de 19% (0.19), ainsi,seuls 81% (0.81) sont encore synthéti-sés. Regarde l’illustration attentivement.Laquelle des affirmations suivantes estcorrecte ? (Conseil : Elle confirme l’hypo-thèse faite plus haut. . . )

total des protéines présentes protéines nouvellementsynthétisées

1 0.92 1.01 1 0.81 0.15

- digoxine cyclo- heximide

- digoxine cyclo- heximide

A

HIF-1α

-rapa-

mycinecyclo-

heximidedigoxine

1 0.31 0.12 0.27

B

A. La cycloheximide inhibe la synthèse de novo deHIF-1α beaucoup moins que la synthèse pro-téique totale.

B. La digoxine inhibe bien plus fortement la syn-thèse de novo de HIF-1α que la synthèse pro-téique totale.

C. La cycloheximide inhibe la synthèse protéiquetotale beaucoup moins que la digoxine.

D. La digoxine inhibe la synthèse de novo HIF-1αbeaucoup moins que la cycloheximide.

98. La traduction de l’ARNm de HIF-1αpeut être inhibée par la protéine ki-nase mTOR. Dans son état actif, mTORprovoque finalement la phosphorylationde RPS6 (ribosomal protein S6), ainsi, laquantité de RPS6 phosphorylée (P-RPS6)permet d’estimer l’activité de mTOR. L’ac-tine β sert de contrôle (traitement avecD=digoxine, R=rapamycine, - = cellulesde contrôle sans traitement). Que peux-tu conclure du graphique suivant ?

O2 20% 1% 20% 1%

- DR- DR -D R- D R

HIF-1α

P-RPS6

RPS6

actine β

lignée cellulaire 2lignée cellulaire 1

A. La digoxine inhibe HIF-1α via mTOR.B. mTOR est inactif dans les cellules de contrôle.C. Un manque d’O2 empêche la phosphorylation

de RPS6.D. La rapamycine inhibe HIF-1α via mTOR.

99. Finalement, Zhang et al. ont étudiél’effet de la digoxine sur la croissancede cellules tumorales in vitro et in vivo(chez des rats). In vitro, ils ont étudié descellules tumorales qui contenaient soitun plasmide codant pour HIF-1α (plas-mide avec HIF-1α), soit un plasmide vide.HIF-1α est constamment exprimé dansles cellules, indépendamment de la di-goxine. La moitié des cellules ont été trai-tées avec de la digoxine, l’autre moitiénon (-). Evalue la justesse des affirma-tions suivantes. Admets que la variancedes valeurs est négligeable.

plasmide vide / -plasmide vide / digoxineplasmide avec HIF-1α / -plasmide avec HIF-1α / digoxine

Nom

bre

de c

ellu

les

x 1

0⁴

Nom

bre

de c

ellu

les

x 1

0⁴

Temps (h) à 20% O2 Temps (h) à 1% O2

A. L’action de la digoxine est au moins en partieindépendante de HIF-1α.

B. L’action de la digoxine est au moins en partiedépendante de HIF-1α.

C. La digoxine peut inhiber la croissance cellu-laire.

D. HIF-1α peut activer la croissance cellulaire.

Scenario Marmota algebraicus

100. Imagine qu’il existe dans les Alpessuisses une sous-espèce de marmottes(Marmota algebraicus). Tu étudies unemaladie métabolique récessive liée auchromosome X et tu peux construirel’arbre généalogique suivant. Quelle estla probabilité que l’animal marqué par” ? “ soit malade ?

?

A. 1.000B. 0.125C. 0.250D. 0.500

101. La moitié des individus de cette po-pulation ont la maladie génétique men-tionnée. Les animaux malades meurentavec une probabilité uniforme entre lanaissance et la première année. L’autremoitié des individus est en pleine forme.Ces animaux survivent tous la pre-mière année et meurent de vieillesseavec une probabilité uniforme avant leurdeuxième anniversaire. Quelle est l’es-pérance de vie d’un nouveau-né dont onne sait pas s’il est atteint par la maladie ?A. 1.0 annéeB. 2.0 annéeC. 1.5 annéeD. 0.5 année

102. La même population a un taux denatalité constant et pas de prédateur.Quelle structure a la pyramide des âges ?

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Âge

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Âge

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Âge

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Âge

A B

C D

103. Dans une autre population, à l’in-térieur d’une génération, tu observes larépartition suivante des génotypes : 60%AA, 20% Aa et 20% aa. Détermine la fré-quence allélique de A et a.A. f(A)=0.75, f(a)=0.25B. f(A)=0.6, f(a)=0.4C. f(A)=0.8, f(a)=0.2D. f(A)=0.7, f(a)=0.3

104. Les individus aa ne sont pas fé-conds. Tous les autres individus se re-produisent sans préférences entre eux.Quelle proportion de aa non fécondsattends-tu dans la génération suivante ?A. 0.0000B. 0.2520C. 0.1252D. 0.3200

105. Tu trouves un tas d’excréments decette marmotte spéciale (Marmota alge-braicus). Le tas d’excréments est légère-ment radioactif, avec une durée de demi-vie de 100 ans. Quand le tas d’excré-ments n’aura plus qu’un sixième de sonactivité de départ ?A. 258 ansB. 300 ansC. 173 ansD. 339 ans

106. Sur l’image, tu aperçois le déroule-ment approximatif de la taille de la po-pulation. A quel moment la populationcroît-elle le plus fortement ?

Temps

Taill

e de

la p

opul

atio

n

A

B

C

D

Scenario parasitisme

107. Afin de se propager, un parasite uti-lise souvent un deuxième hôte appelévecteur. Pour maintenir son cycle de vie,un tel parasite est sous pression de sélec-tion pour garder le vecteur qu’il a infectéen vie. Quelle(s) stratégie(s) peux-tu at-tendre du parasite en question ?A. Des parasites de la même espèce qui pénètrent

plus tard sont repoussés par la mobilisation demécanismes de défense non spécifiques.

B. Chez les vecteurs suceurs de sang, les pa-rasites infectent surtout les organes sensorielscomme les antennes, les yeux et les poils sen-soriels.

C. Une inhibition partielle de certains stades pa-rasitaires a lieu suite à des modifications del’homéostasie du vecteur.

D. Chez les vecteurs suceurs de sang, la multipli-cation des parasites n’a pas lieu après le pre-mier repas sanguin.

108. En épidémiologie, on classe les dif-férents stades d’infection d’un hôte endifférentes catégories. Entre ces caté-gories, on définit des taux de surviece qui permet une saisie mathématiqued’une tel modèle stochastique. L’imagesuivante montre un tel modèle pour unparasite hypothétique. Admettons quel’homme soit le seul hôte de ce parasiteet qu’il n’est pas possible de contrôler lesvecteurs. Le taux d’infection est de 5%.On considère que i est assez faible pourêtre négligé. Quelle catégorie de vec-teurs devrait-on si possible isoler com-plètement pour rompre avec le minimumd’effort le développement cyclique du pa-rasite le plus efficacement ?A. IVB. IIIC. VD. I

Hôte potentiel négatif non immunisé

Exposé au vecteur négatif

Infecté positif patent (phase de reproduction du parasite) positif

Hôte potentiel négatif immunisé

Guérison positif

Phase latente positif, parasite présent, pas de

symptôme

Taux de naissance

I

II III IV

VII V

VI

hf

g e

a d

i

b c

109. Comment pourrait-on théorique-ment endiguer une épidémie (apparitionplus fréquente d’une maladie dans unlaps de temps court) causée par un telparasite ?A. Réduction de dB. Augmentation de eC. Réduction de bD. Augmentation de c

110. Au cours d’une étude dans la sa-vane au Nigéria, on a déterminé laprévalence, c’est-à-dire le nombre d’in-dividus infectés par l’agent infectieuxde la malaria, Plasmodium falciparum(en pourcent) dans une population depersonnes autochtones pour différentesclasses d’âge au cours des saisons (SP :saison des pluies, SS : saison sèche). Enplus, on a regardé au microscope la den-sité des gamontes (cellules qui formentles gamètes, importantes pour la propa-gation) et les trophozoïtes (phase de vievégétative dans les érythrocytes) en fonc-tion des saisons et pour les différentesclasses d’âge. Attention, il s’agit d’unereprésentation logarithmique. Quelle af-firmation est fausse ?A. Les trophozoïtes sont proportionnellement plus

fortement influencés par la saison sèche queles gamontes.

B. Avec l’âge, la probabilité de propagation duplasmodium devient plus faible.

C. Les enfants de 1 à 4 ans sont dans 90% descas parasités.

D. A la fin de la saison des pluies, les gamontesaugmentent d’un facteur 60 en comparaisonavec la saison sèche dans la plus haute classed’âge.

0.1

1

10

100

Den

sité

[%]

8% SP

3% SS

0.6% SP

0.04% SS

Trophozoïtes

Gamontes

Trophozoïtes

Gamontes

< 1 > 4429-4319-289-185-8

< 1 > 4429-4319-289-185-8

100

10

1

Pou

rcen

tage

de

pers

onne

s in

fect

ées

[%]

Classe d'âge [année]

40% SP

20% SS

8% SP

2% SS

Scenario Chrysomele des racines

111. La chrysomèle des racines du maïs(Diabrotica virgifera virgifera)est un co-léoptère dont les larves, comme sonnom l’indique, s’attaquent aux racines demaïs. La femelle pond les œufs dans lesol entre juin et septembre. Si du maïsest de nouveau cultivé sur cette surface,les larves peuvent, dès le mois de mai del’année suivante, manger les jeunes ra-cines de maïs et ainsi se développer etformer en 7 à 11 semaines des adultesqui vont pondre à leur tour. Quellesconséquences directes peut-on attendrechez les plantes de maïs atteint par lachrysomèle du maïs ?A. Diminution du flux du phloème en direction

des racines.B. Diminution de la capacité d’absorption de

CO2 par cm2 de feuille.C. Diminution de la stabilité de la plante.D. Diminution de la capacité d’absorption de ni-

trates.

112. Tu décides d’étudier plus précisé-ment le mode de déplacement des chry-somèles et tu fais une étude sur trois ans.Quelle conclusion peux-tu tirer des ré-sultats présentés dans l’image ci-dessoussur le développement des larves de chry-somèles (points blancs) dans les champsde maïs (carrés noirs) au cours de testrois ans d’observation ?

T1 T2 T3 3 km3 km3 km

A. Les adultes peuvent passer l’hiver dans l’épi demaïs.

B. Le taux d’infestation augmente sur une mêmesurface si du maïs est de nouveau semé.

C. Le adultes peuvent voler sur plus de 8km parannée.

D. Les œufs peuvent survivent deux ans dans lesol.

113. Les Etats-Unis sont fortement tou-chés par ce ravageur. Ils ont développéplusieurs stratégies de lutte comme l’uti-lisation de maïs transgénique ou une ro-tation maïs-soya-maïs. Sachant que lesoya est une légumineuse, quelles consé-quences peut-on attendre avec ce chan-gement ?A. Une adaptation génétique du soja due à une

absorption de gènes des racines de maïs.B. Une diminution de la quantité de nitrates né-

cessaire pour la croissance du maïs.C. Un ralentissement de l’acidification des sols.D. Une augmentation de la quantité de néma-

todes ( Steinernema carpocapsae), prédateurnaturel de la chrysomèle.

114. En Suisse, la chrysomèle des racinesdu maïs est à l’heure actuelle un orga-nisme de quarantaine, c’est-à-dire que sides pièges capturent dans un champ demaïs donné des chrysomèles, les servicesphytosanitaires interdisent la culture dumaïs deux fois de suite dans un rayonde 10 km autour du champ concerné. Cesmesures n’auraient que peu d’efficacitécontre la pyrale du maïs, un lépidoptèreravageur présent en Suisse, qui passel’hiver au 5ème stade larvaire en dia-pause dans la base des tiges et se trans-forme en nymphes au printemps dans lesrésidus de maïs. Pourquoi ?A. Les larves de pyrale peuvent parcourir jus-

qu’à 2 km sous terre au printemps et atteindred’autres champs de maïs.

B. Les adultes qui ont passé l’hiver nourrissent leslarves qui n’ont pas de jeunes plantes de maïsà disposition avec du maïs des champs voisins.

C. La pyrale n’a pas besoin de jeune maïs auprintemps pour se nymphoser et atteindre l’âgeadulte.

D. Les larves de pyrale restent en diapause uneannée entière en cas d’absence de maïs et senymphosent l’année d’après.

Scenario Girafe

Tu appartiens à un groupe de chercheursqui étudient les girafes. Vous voulez fixerun émetteur au cou des girafes d’un parcnaturel africain et devez pour cela en-dormir les animaux. Alors que tu sur-veilles de près ses paramètres vitaux, turemarques que la girafe adulte a unepression artérielle environ deux fois su-périeure à celle que tu attendrais pourun animal de cette taille avec un couplus court. La girafe est en bonne santé,la pression artérielle élevée (hypertonie)est physiologique.

115. La pression que le cœur doit pro-duire pour irriguer tous les tissus corpo-rels avec de l’O2 doit lutter contre troisforces : la pression hydrostatique, la vis-cosité sanguine et la résistance périphé-rique. Quelle réponse explique la pres-sion artérielle de la girafe relativementhaute en lien avec son long cou ?A. Une viscosité sanguine plus grande.B. La musculature rigide du cou.C. Une pression hydrostatique plus grande.

D. Une résistance périphérique plus faible.

116. On pensait à l’époque que les gi-rafes devaient avoir un cœur plus gros encomparaison avec les animaux de taillesemblable pour pouvoir pomper le sangjusque dans la tête. De nouvelles étudesont montré que ce n’est pas le cas, les gi-rafes ont un cœur de taille normale pourleur masse corporelle. Quelles particula-rités a donc le cœur des girafes ?A. Epaississement des parois des ventricules ;

augmentation du volume pompé ; augmenta-tion de la fréquence cardiaque.

B. Epaississement des parois des ventricules ;augmentation du volume pompé ; diminutionde la fréquence cardiaque.

C. Amincissement des parois des ventricules ;augmentation du volume pompé ; diminutionde la fréquence cardiaque.

D. Amincissement des parois des ventricules ; di-minution du volume pompé ; augmentation dela fréquence cardiaque.

117. La girafe n’a pas seulement un longcou mais aussi de longues jambes. Dansles vaisseaux sanguins remplis de sangdes jambes règne une haute pression hy-drostatique P (P = densité du sang ×gravitation × hauteur de la colonne desang). Quel problème t’attends-tu à trou-ver le plus vraissemblablement à causede ça chez les girafes ?A. Des problèmes de sabots.B. Des œdèmes dans les jambes.C. Des problèmes pour se lever.D. Des extrémités froides.

118. Quel graphique correspond lemieux à la répartition de l’épaisseur dela peau des girafes ?

A B

C D

Scenario ecologie des forets

119. S. Beyeler, un chercheur de l’ETHZürich, s’est intéressé au dépérissementdes forêts de pins sylvestres (Pinus syl-vestris) en Valais. Ces forêts représentent12% des forêts du canton entre 450met 1’200m d’altitude et une des consé-quences de ce dépérissement, très mar-qué depuis les années 1990, est une di-minution de la protection contre les ava-lanches. Une des causes possibles decette évolution est la forte évapotranspi-ration des forêts actuelles et par consé-quent un manque d’eau. Comment peux-tu expliquer une plus forte évapotranspi-ration annuelle d’une forêt ?A. Une diminution de la pluviométrie.B. Une augmentation de l’humidité relative

moyenne.C. Une hausse de la température moyenne.D. Un âge moyen des arbres plus élevé pour une

même densité.

120. En comparant l’état des forêts avecdes données vieilles de 100 ans, S. Beye-ler a constaté que les aiguilles des pinsétaient récoltées au râteau et servaientde litière aux animaux de rente. Quelle(s)conséquence(s) la récolte des aiguilles depin et d’une partie de l’humus a eu surl’écosystème des forêts de pins sylvestre ?A. Une acidification accélérée des sols.B. L’élimination de la régénération naturelle.C. Une augmentation de l’érosion des sols.D. Une élévation de la teneur en nitrate des sols.

121. Les pins sylvestres disparaissentnotamment au profit de feuillus commele chêne pubescent (Quercus pubescens)qui sont aussi bien adaptés au climatsec du Valais. On a constaté que nonseulement la quantité de pluie a une in-fluence sur l’écologie de ces forêts, maisaussi la répartition de ces pluies notam-ment au printemps et en été. En effet,s’il pleut assez au printemps, certainsfeuillus peuvent mieux gérer le stress hy-drique que les pins sylvestres. Quels in-dices confirment cette hypothèse ?

ChênePin

100

80

60

40

20

0

-20

-40

-60

J J A S O N D J F M A M J J A S

Rép

onse

en

term

e de

cro

issa

nce

à la

plu

ie [%

]

A. Une différence dans leur évolution écologique.B. Les conifères ne peuvent pas renouveler leurs

feuillages chaque année.C. Une différence de temps lorsque les espèces

débute leur croissance.D. Une pause dans la croissance du chêne pu-

bescent lors de la sécheresse.

122. Les cerfs ont aussi une influencesur l’écologie des forêts valaisannes. Enbroutant les jeunes arbres en hiver, ils li-mitent la régénération des forêts. Com-ment expliques-tu que les cerfs privilé-gient les pins sylvestres en hiver et lesfeuillus au printemps ?A. La sève élaboré se trouvant dans les cellules

criblées, celle des pins sylvestres est plus faci-lement atteignables que celle se trouvant dansles tubes criblés des feuillus.

B. La digestibilité des feuillus est plus faible en hi-ver et plus grande au printemps que celle despins sylvestres.

C. Le système racinaire de pins sylvestres est plusen surface que celui des feuillus et donc plusfacile à atteindre en grattant le sol gelé.

D. Les feuillus ne dépassant souvent pas 1m dehaut, ils sont recouverts de neige en hiver maisplus au printemps.

123. Quel conseil donnerais-tu aux ingé-nieurs forestiers du canton du Valais pourlimiter le dépérissement de leurs forêtsde pins sylvestres ?A. Irriguer les forêts entre le 10 juillet et le 10

août.B. Limiter la prolifération des feuillus.C. Abattre les arbres de plus de 50 ans.D. Fixer des protections en caoutchouc sur les

bourgeons des conifères.

Feuille de réponses du 2eme tour des Olympiades Suisses de Biologie 2013

Prénom Nom

Biologie cellulaire

1. A© B© C© D©2. A© B© C© D©3. A© B© C© D©4. A© B© C© D©5. A© B© C© D©6. A© B© C© D©7. A© B© C© D©8. A© B© C© D©9. A© B© C© D©10. A© B© C© D©11. A© B© C© D©12. A© B© C© D©13. A© B© C© D©14. A© B© C© D©15. A. V© F©

B. V© F©C. V© F©D. V© F©

16. A. V© F©B. V© F©C. V© F©D. V© F©

17. A. V© F©B. V© F©C. V© F©D. V© F©

18. A. V© F©B. V© F©C. V© F©D. V© F©

Anatomie etphysiologievegetales

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Anatomie etphysiologie animales

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Feuille de réponses du 2eme tour des Olympiades Suisses de Biologie 2013

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Comportement

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Genetique etevolution

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Ecologie

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Systematique

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Scenario Marmotaalgebraicus

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Scenario parasitisme

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Scenario Chrysomeledes racines

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Scenario Girafe

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Scenario ecologiedes forets

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