3.1 Textes officiels 3.2 Programme 3.3 Modalités et objectifs des épreuves pratiques 3.4 Modalités, objectifs et grilles d’évaluation des épreuves orales 3.5 Matériels et ouvrages mis à la disposition des candidats pour les épreuves orales
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3.1 TEXTES OFFICIELS Les modalités relatives à la section sciences de la viesciences de la Terre et de l’Univers de l’agrégation externe sont définies par l’arrêté du 15 juillet 1999 (J.O. N° 175 du 31 juillet 1999, page 11467).3.2 PROGRAMME Le programme a été publié au Bulletin Officiel de l’Education Nationale, n°26 du 6 Juillet 2000 Le programme de l'agrégation de sciences de la vie- sciences de la Terre et de l'Univers (SV-STU) en considérant les trois secteurs du champs disciplinaire: - secteur A : biologie et physiologie cellulaires, biologie moléculaire; leur intégration au niveau des organismes; - secteur B: biologie et physiologie des organismes et biologie des populations, en rapport avec le milieu de vie; - secteur C: sciences de la Terre et de l'Univers, interactions entre la biosphère et la planète Terre comporte trois éléments: - le programme de spécialité ire, sur, définissant le secteur, du niveau de la maîtrise universita lequel porte la 1èreépreuve d'admissibilité et les 1ère et 3èmeépreuves d'admission, -le programme de connaissances générales, du niveau des classes terminales du lycée et du premier cycle universitaire, sur lequel porte les 2èmeet 3èmeépreuves d'admissibilité et les 2èmeet 4èmeépreuves d'admission, - le programme annexe de questions d'actualité lequel peut porter la 4 surème épreuve d'admission. Le programme de connaissances générales de chaque secteur fait partie du programme de spécialité du secteur. En conséquence, il apparaît en premier dans le texte qui suit. Les sciences de la vie sont présentées de façon groupée, la répartition entre secteur A et B est indiquée à la fin de la présentation générale des sciences de la vie. Les multiples facettes des SV-STU ne peuvent pas toutes être connues d'un candidat. Le programme limite donc le champ d'interrogation possible en occultant certaines questions et/ou en réduisant leur volume. Dans de nombreux cas, des exemples apparaissent qui s emblent les plus appropriés, ce qui n'exclut pas d'en choisir d'autres en connaissant ceux qui sont explicitement indiqués. PROGRAMME DE CONNAISSANCES GENERALES SCIENCES DE LA VIE Outre la présentation des connaissances à posséder pour le concours, le programme général de SV doit être consulté en ayant présent à l'esprit trois impératifs: - l'observation des objets et des phénomènes, héritée de l'Histoire Naturelle et/ou des Sciences Naturelles, est une obligation, - la démarche expérimentale nécessaire à l'explication des phénomènes, doit être présente à tous les niveaux d'étude, - la conceptualisation à partir des données précédentes qui s'applique à l'ensemble de la discipline, se doit d'être d'actualité tout en connaissant les limites éventuelles dans
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certains domaines et, dans quelques cas, des éléments d'histoire des sciences et d'épistémologie. Il s'agit d'une discipline expérimentale. A cet égard, l'utilisation de systèmes -modèles, simplifiés, est requise. Cette démarche implique la connaissanc e des particularités du modèle en relation avec la question posée mais, dans la majorité des cas, il est exclu de connaître l'ensemble de la biologie de l'organisme et/ou de l'organe retenu même si les limites éventuelles à la généralisation des connaissa nces est à retenir. Dans cette démarche expérimentale, des méthodes et/ou des techniques de base et utilisables dans les établissements d'enseignement sont à posséder parfaitement. Pour d'autres approches plus modernes et/ou difficiles à mettre en œ uvre dans les établissements, les principes généraux doivent être connus que ce soit en vue des explications fournies dans la présentation d'une question, en limitant éventuellement la portée des observations en raison de l'aspect technique et/ou méthodologique, mais aussi afin d'être à même d'utiliser au mieux les multiples documents disponibles actuellement, très souvent accessibles aux élèves, provenant des matériels et/ou des techniques les plus modernes. Les connaissances élémentaires de physique, chimie et mathématiques représentent également un pré-requis pour les candidats. Le programme de connaissances générales comporte sept rubriques: 1 - La cellule, unité structurale et fonctionnelle du vivant 2 - L'organisme, une société de cellules 3 - Plans d'organisation du vivant. Phylogénie 4 - L'organisme dans son milieu 5 - Biodiversité, écologie, éthologie, évolution 6 - L'utilisation du vivant et les biotechnologies 7 - Eléments de biologie et de physiologie dans l'espèce humaine La répartition entre les secteurs A et B est la suivante: - secteur A : rubriques 1, 2, 6, 7 - secteur B : rubriques 3, 4, 5, 7. On ne s'étonnera donc pas de trouver des répétitions de thèmes et/ou d'exemples. Dans ce dernier cas, le choix du même exemple placé à plusieurs endroits du programme permet de l'alléger. 1. La cellule, unité structurale et fonctionnelle du vivant Méthodes et/ou techniques à connaître au moins sur le principe: microscopies, spectrophotométrie, immunochimie, immunofluorescence, électrophorèse, hybridation moléculaire, immunoempreinte, cytométrie de flux, séquençage, cristallographie, patch clamp, radio-isotopes, autoradiographie Notions Contenus Précisions - Limites 1-1 Eléments de physico-chimie du vivant1-1-1 Constitution de la matière-Atomes, moléculesIsotopes. Radioactivité. Molécules marquées- Liaisons chimiquesCovalente, ionique, hydrogène. Energie-Propriétés de l'eau et de groupes fonctionnelsAcide, base, alcool, amine; pH, pK, tampon,- Polarité des moléculesEquation de Henderson-Hasselbach
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1-1-2Principales molécules biologiques- GlucidesGlucose, saccharose, amidon, glycogène- LipidesAcides gras, glycérolipides, noyau stérol-Acides aminés et protéines, nucléotides etacides nucléiques-Composés héminiquesChlorophylle, hémoglobine, cytochrome-Notion d' interactions intra et inter -molécu-laires1-1-3Thermodynamique élémentaire-L'énergie et ses formes. Energie interne. Prise en considération de la différence entre les Variation d'énergie libreconditions standards et les conditionsin vivo-Cinétique des réactions. Loi d'action demasse. Potentiel d'oxydoréduction1-2.Organisation fonctionnelle de la cellule1-2-1 Les membranes cellulaires-Organisation et dynamique des membran esComposition, structure, fluidité, trafic vésiculaire-Echanges transmembranairesÉchanges selon le(s) gradient(s) et contre le(s) gradient(s). Protéines membranaires ( principe détail des structures et Lede fonctionnement. de la diversité n'est pas au programme général): canaux ioniques, transporteurs (exemples du glucose: SGLT, Glut et de l ' eau: aquaporines), pompes ( Na+-K+/ATP dépendante) , translocation de protons1-2-2La compartimentation cellulaire-Noyau, reticulum endoplasmique, Golgi,vacuole, lysosome, mitochondrie, chloroplaste1-2-3Le cytosquelette-Eléments constitutifs-Trafic intracellulaireTransport axonal. Cyclose (les mécanismes moléculaires ne sont pas au programme -Motilitégénéral)Contraction de la fibre musculaire squelettique. Flagelle (les mécanismes molé-culaires du mouvement ne sont pas au programme général)1-3.Le métabolisme cellulaire1-3-1 Bioénergétique- Valeur" énergétique des substratsGlucose, acides gras" -Variation d'énergie libre d ' hyd rolyse et rôle Couple ADP/ATP. Prise en compte de la des nucléotides phosphates dans les transferts différence entre les conditions standards et les énergétiquesconditionsin vivo-Coenzymes d'oxydo-réductionréduites et oxydées du NAD et duFormes NADP-Origine de l ' ATP Phosphorylations liées au substrat (glycolyse)
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Couplage transfert d'électrons, translocation de Gradient de protons et ATP synthase.protons et synthèse d ' ATPChaîne respiratoire et oxydation phospho-ylante. Chaîne photosynthétique et photo-r végétaux supérieurs)- Utilisation de l 'ATPTableau schématique1-3-2Enzymes et catalyse enzymatique-Enzymes, coenzymes-Vitesse de réaction, relations vitesse - Cinétique de Michaelis-Menten, cinétique substrat, affinité , vitesse maximale, spécificitéallostérique, représentations graphiquesLa classification des enzymes n'est pas au programme-Contrôle de l'activité (modulateurs, phospho- Exemple des systèmes enzymatiques de rylation)- Isoenzymessquelettique et dans le foie1-3-3Voies métaboliques-Anabolisme et catabolismeReprésentation schématique-Les grands types de réactionsTransfert de groupement, oxydo-réduction, réarrangement, clivage, condensation-Voies principales.Composés initiaux et terminaux, bilans, Cycle de réduction photosynthétique du principales étapes, localisations intracellulairecarbone (cycle de Calvin) et synthèse de et tissulairel'amidon, glycogénogenèse, glycogénolyse, gluconéogenèse, glycolyse, cycle des acides tricarboxyliques (cycle de Krebs), ß-oxydation, fermentation alcoolique et fermentation lactique-Régulation du débit des voies métaboliquesExemple de la glycogénolyse et de la gselycoly1-4.La cellule et son information génétique1-4-1 Le support de l'information génétiqueADN, support de l'information génétiqueL' --L'ADN dans la celluleDiversité des structures et de leur localisation (chromosomes, plasmide, ADN des organites)-Le gène, unité d'information génétique-Organisation génér ale des génomes chez les Structure des chromosomes, centromères, procaryotes et les eucaryotestélomères, chromatine, caryotypes. ADN codant et non codant1-4-2 Stabilité de l'information génétique-Réplication de l'ADNPrincipe de fonctionnement de l'ADN polymérase, son activité d'autocorrection-MitoseRépartition conservative de l'information génétique, les mécanismes de l'interaction entre chromosomes et cytosquelette ne sont pas au programme général-RéparationCas des dimères de thymine1-4-3 Dynamique et variabilité de l'infor-mation génétique-Méiose 30
-MutationsMutations ponctuelles, chromosomiques (voir7-6-3)-Réarrangement des gènesExemple des immunoglobulines (les mécanismes ne sont pas au programme général)-La conjugaison chez les bactériesLes mécanismes moléculaires ne sont pas au programme général1-4-4 L'expression des gènes et son contrôlechez les eucaryotes-Transcription, traductionLes grandes étapes; le détail des mécanismes moléculaires n'est pas au programme général-Maturation des ARN messagersCas de l'épissage-Maturation des protéinesExemple d'une hormone ou d'une enzyme-Contrôle hormonal de l'expression du génomeExemple de l'hormone thyroïdienne-Allèlisme, dominance et récessivité1-5. Le cycle cellulaire-Différentes étapes du cycle : G1, S, G2,mitose, cytodiérèsedu passage phase G2 - phase MExemple -Le contrôle du cycle cellulaireLes mécanismes moléculaires ne sont pas au -La mort cellulaire, ses modalitésprogramme général1-6 Diversité des types cellulaires1-6-1 Particularités des cellules procaryotes-Organisation , comparaison avec une cellule Exemples :Escherichia coli/ un plasmocyteeucaryote-Diversité bactérienne:* métabolismeOn insistera sur la diversité des métabolismes. Les mécanismes moléculaires de ces métabolismes ne sont pas au p ogramme r *plasticité génétiquegénéralRésistance aux antibiotiques1-6-2 Organisation fonctionnelle de quelques Cellule du parenchyme palissadique foliaire, cellules différenciéescellule du phloème, spermatozoïde, cellules musculaires squelettique et cardiaque. (Autres cellules citées dans le programme général)1-6-3 Totipotence, différenciation cellulaireExemple d'une cellule méristématique cauli-naire1-7 Systèmes biologiques subcellulairesLes virusCycle du bactériophage. Virus de la mosaïque du tabac. Virus de l'immunodéficience acquise humaine (structure, génome viral et cycle réplicatif)
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2. L'organisme, une société de cellulesNotions Contenus Précisions - Limites 2-1 La notion d'organisme-Principes d'organisation : les colonies de Exemple: Nostoccellules, l 'état coenocytique, l' état pluricellu- Exemple: Caulerpalaire-Jonctions et matrices cellulaires animales et ( voir 1)végétales-Tissus, organes, compartimentationDéfinitions à partir d'un nombre limité - pris dans les règne animal et d'exemples des Mé azoairLiquide es s extracellulair t es:végétalnature, localisation, mise en mouvement, Liquide interstitiel, coelomique, hémolymphe, fonctions sang. Exemple de mise en mouvement: circulation des mammifères (voir 7-2-3)-Lignées germinale et somatique2 2 L'origine de l'œ uf-2-2-1 Gamétogenèse-Aspects chromosomiques. Méiose ( 1-4-3)Gamétogenèse méiotique: amphibiens, gamé-togenèse non méiotique: angiospermes-Aspects cytologiques (enveloppes et réserves)Exemples: amphibiens, insectes2-2-2 Rapprochement des gamètes, méca- Exemples: oursins, angiospermes, espèce nismes cellulaire et moléculaires de la fécon- humaine (voir 7-4)dation2-2-3 Transmission des gènes-cas des diploïdes d'allèles, ségrégationTransmission d'un couple de plusieurs couples d'allèles-détermination du sexeLevures, drosophile, espèce humaine (voir7-4)2-3La construction des organismes(biologie du développement)2-3-1 Les gènes du développement etDrosophile, amphibiens, Arabidopsisl'acquisition des plans d'organisation2-3-2 Les migrations cellulaires au cours du Mouvements gastruléens chez les amphibiensdéveloppement2-3-3 Différenciation et dédifférenciationLignée érythroblastique chez les mammifères, cellulaireséléments conducteurs chez les angiospermes chez lesLa calogenèse et la rhizogenèse angiospermes2-3-4 La croissanceCroissance discontinue: les insectesCroissance des vertébrés: l'os long (voir 7-2-1)Croissance des angiospermes: méristèmes, cambiums et histogenèse , rôle de l'auxine