Épreuve écrite de SCIENCES de la VIE et de la TERRE

Banque Agro Veto. Session 2010
Rapport sur les concours A TB
Épreuve écrite de SCIENCES de la VIE et de la TERRE
Concours
Nb cand.
Moyenne
Ecart type
Note
la plus basse
Note
la plus haute
TB ENSAENITA
83
10,83
3,09
3
19,5
TB ENV
45
11,68
3,51
3
19,5
TB ARCH
BIO
65
10,77
3,31
3
19,5
L'épreuve consistait à étudier quelques aspects du développement du mésoderme. Dans une première
partie, il était demandé de démontrer, à l'aide de ses connaissances et des huit documents fournis, que la
mitose, la migration cellulaire et la communication intercellulaire sont trois phénomènes essentiels à la
formation du mésoderme. Plan, introduction et conclusion étaient ainsi attendus. Dans une deuxième
partie, seule une analyse des documents, ayant trait à la formation des somites, était demandée. Celle-ci
devait aboutir à la construction d'un schéma bilan.
Répartition des notes :
Les notes s'étalent de 3 à 19,5. L'épreuve a mis en évidence des candidats qui présentent des lacunes
dans la méthode de l'analyse des documents ainsi que dans leurs connaissances et leur compréhension
du développement embryonnaire (notes en deçà de 08,5/20). D'autres candidats ont globalement
compris le sujet mais analysent de façon incomplète les documents ou se sont concentrés sur la
première partie du sujet sans aborder la deuxième (notes entre 9,5/20 et 11,5/20). Enfin les candidats
de note supérieure à 12/20 ont globalement compris les mécanismes sous-jacents au développement
embryonnaire, et arrivent à mener des analyses de documents correctement. Ces analyses peuvent
toutefois être très inégales entre les documents abordés par un même candidat, expliquant ainsi la
diversité des notes.
Forme :
L'introduction, brève, doit définir les termes du sujet (le mésoderme), présenter la problématique et
annoncer le plan. La conclusion doit résumer les grandes idées mises en évidence dans le
développement (et donc, entre autres dans l'analyse des documents) et ouvrir le problème. Le schéma
bilan est un résumé, sous forme de schéma, des conclusions principales obtenues par l'analyse de
documents.
Si l'introduction a globalement bien été menée, la conclusion est trop souvent considérée comme une
redite de l'introduction et évacue ainsi le résumé attendu, qui doit être concis tout en étant précis.
L'ouverture, relativement fréquente, s'est souvent appuyée sur la thématique de la deuxième partie. Le
schéma bilan, demandé en deuxième partie, a été esquissé dans la moitié des copies seulement.
La présentation générale des devoirs s'est révélée correcte. Toutefois certains candidats présentent
des faiblesses en orthographe et utilisent des structures grammaticales incorrectes. Il est à rappeler que
ces fautes peuvent défavoriser les candidats car elles les empêchent d'exprimer clairement leurs idées.
Enfin, trop peu de copies utilisent un vocabulaire précis et rigoureux, adapté au thème scientifique
abordé. Par exemple, les termes « macromères », « micromères », « induction », « régionalisation »,
« témoin » ont peu été utilisés. Les candidats doivent faire des efforts pour mieux maîtriser ce
vocabulaire spécifique. Cela leur permettrait d'être plus précis, plus concis et plus complet dans leurs
interprétations (une idée vague et générale ne peut remplacer deux idées précises).
Éléments de correction :
Partie 1 : La formation du mésoderme : exploitation de documents et connaissances.
Les documents 1.1 permettaient d'aborder le rôle des mitoses dans la mise en place d'un organisme
pluricellulaire et l'établissement des trois feuillets embryonnaires, notamment le mésoderme. Les
documents 1.2 donnaient lieu de traiter les mécanismes cellulaires associés à la mise en place des trois
feuillets, et plus précisément du mésoderme. Les documents 1.3 permettaient de mettre en évidence
l'induction embryonnaire du mésoderme et le rôle des gradients dans la régionalisation dorso-ventrale.
Le document 1.1.A présente deux phases de cycles cellulaires durant la segmentation, marquées par un
changement de rythme des cycles. Durant les premiers cycles, le nombre de cellules augmente de façon
exponentielle (échelle logarithmique). Après la transition blastuléenne (changement de pente), le
ralentissement des cycles cellulaires s'explique par une augmentation de la durée des phases G1 et G2.
Le document 1.1.B présente la carte des territoires présomptifs chez le Xénope au stade morula, soit 32
cellules : le mésoderme est mis en place à partir des deux assises de micromères les plus proches des
macromères. Ces micromères participent de façon inégale à la formation du mésoderme. En outre ils
engendrent quelques cellules qui interviennent dans les feuillets ectodermique et endodermique.
Le document 1.2.A permet de légender des cellules en bouteilles, situées entre les micromères et les
macromères. L'invagination se fait au niveau de l'encoche blastoporale. On peut également identifier le
blastocœle, l'archentéron, des plaquettes vitellines, le mésoderme, l'endoderme, l'ectoderme, la lèvre du
blastopore.
Le document 1.2.B permet d'identifier sur le toit du blastocœle des cellules mésodermiques en cours de
migration. Elles présentent des points de contact cellule-matrice extracellulaire et des filopodes.
Dans les expériences 1 à 4 du document 1.3, l'expression du gène EF1α sert de témoin de charge. Il
calibre l'expérience. Des témoins positifs (comme la piste 1 de l'expérience 1) et témoins négatifs
(comme la piste 2 de l'expérience 1) pouvaient également être identifiés.
L'expérience 1 démontre que l'ensemble des blastomères végétatifs induit le mésoderme à partir des
cellules de la calotte animale.
L'expérience 2 met en évidence la transcription sélective des gènes mésodermiques dorsaux lorsque la
calotte animale est mise en présence de macromères de la région végétative dorsale (régionalisation
dorso-ventrale du mésoderme induit). En outre, on montre que les protéines Xnr sont nécessaires à
l'induction du mésoderme, ce qui n'est pas le cas des protéines de la voie BMP-activine.
L'expérience 3 montre que la protéine Xnr ajoutée au milieu de culture de la calotte animale suffit à
induire le mésoderme (inducteur moléculaire).
L'expérience 4 met en évidence la localisation de l'expression des gènes Xnr et Vg principalement dans
la région végétative et non dans la calotte animale. Cette expression est plus intense dans la région
dorsale que ventrale, formant ainsi un gradient dorso-ventral d'ARNm (et donc de protéines Xnr et Vg).
Ce gradient de concentration de Xnr explique la régionalisation dorso-ventrale du mésoderme de
l'expérience 3.
Partie 2 : Du mésoderme aux somites : analyse de documents et schéma bilan.
Cette partie traitait de la somitogenèse. Le rôle du gène Lfng était abordé avec les documents 2.1 et 2.2
et le rôle du gène Hes7 avec les documents 2.3 et 2.4.
Sur le document 2.1, les souris mutantes sont plus petites et présentent une queue plus courte, des
vertèbres tassées et des côtes déformées. Lfng intervient donc dans le développement de l'axe
antéropostérieur, et notamment dans le développement du squelette axial (documents A, B et C). Les
mutants présentent des somites soudés. Ces mutants expriment le gène Uncx4.1 en plus faible quantité
et de façon plus diffuse que les somites des souris sauvages. Lfng intervient donc dans
l'individualisation des somites (somitogenèse). Son expression est nécessaire à l'expression du gène
Uncx4.1 dans la partie postérieure des somites.
Document 2.2. On observe que Lfng ne s'exprime pas dans les somites mais dans le mésoderme présomitique. Le triangle rouge pointe toujours le même groupe de cellules. A t=30min, ce groupe de
cellules exprime Lfng mais ne l'exprime plus à t=60min. Or à t=60min, la barre verte, qui désigne le
dernier somite formé, se situe au niveau du triangle rouge. Ainsi à t=60min, le groupe de cellules
associées au triangle rouge correspond à un somite qui vient de se former. Ce somite se situe de façon
plus postérieure que le somite indiqué à t=0min par la barre verte. De même les cellules situées à
t=0min dans les zones d'expression médiane et caudale du mésoderme pré-somitique présentent une
intensité changeante et migrent au cours du temps : à partir de t=60min, elles prennent respectivement
les positions antérieures et médianes au sein du mésoderme pré-somitique. Le patron d'expression de
Lfng est donc cyclique.
Document 2.3.A. Les trois zones de transcription de Hes7 (zones antérieures, médianes et caudales au
sein du mésoderme pré-somitique) correspondent respectivement aux trois zones où la protéine Hes7
est présente en faible quantité. Il y a donc contrôle négatif de la protéine Hes7 sur sa propre expression.
Le document 2.3.B. complète le précédent : la protéine Hes7 exerce un contrôle négatif sur sa propre
expression et sur l'expression de Lfng.
Document 2.4.A. La protéine Hes7 sauvage inhibe l'expression du gène rapporteur, et donc l'expression
de son propre gène. Les protéines Hes7 mutées au sein du domaine hélice double hélice (bHLH)
n'inhibent pas (ou peu) l'expression du gène rapporteur. Elles ont une activité inhibitrice réduite. Hes7
est donc un facteur de transcription (de type bHLH), inhibant sa propre expression.
Le document 2.4.B montre que Hes7 intervient dans l'individualisation des somites (et dans
l'expression de Uncx4.1). C'est l'expression régionalisée dans le mésoderme pré-somitique de Hes7, et
donc de Lfng, qui permet l'individualisation des somites (les mutants présentent une expression diffuse
de ces gènes et un défaut d'individualisation des somites).
Un schéma bilan montrant le contrôle de la somitogenèse par les gènes étudiés était attendu.
Conclusion :
La maîtrise des connaissances dans le domaine du développement embryonnaire, la compréhension des
phénomènes d'induction et d'expression génétique étaient nécessaires à la réalisation de cette épreuve.
Il en est de même pour la maîtrise des outils relatifs à l'analyse de documents, la connaissance des
principales techniques et expériences en sciences du vivant. Dans les analyses de documents
proprement dites, les candidats doivent faire particulièrement attention à dissocier formellement leur
analyse des documents de la retranscription de leur cours. Les connaissances servent d'appui à la
réflexion (ou permettent de compléter les documents comme il l'était demandé dans la première partie).
Les candidats utilisant des connaissances mal maîtrisées et plaquées sur certains documents, ont été
amenés à formuler des interprétations erronées.
Enfin, nombre de documents ont été interprétés partiellement par les candidats. Le jury rappelle que les
candidats doivent légender de la façon la plus complète les documents (et les orienter si nécessaire).
Chaque description doit être interprétée. Un document peut comporter plusieurs observations et donc
impliquer plusieurs déductions.
Cette épreuve a ainsi permis de distinguer les candidats ayant une bonne maîtrise de leurs
connaissances et de bonnes capacités d'analyse de documents, de candidats à qui il manque, sans doute,
du recul face à leurs connaissances et de la méthode dans l'analyse de documents.
Correctrice : Mme GOUDARD
Banque Agro Veto. Session 2010
Rapport sur les concours A TB
Épreuve orale de SCIENCES ET VIE DE LA TERRE
Concours
Nb cand.
Moyenne
Ecart type
Note
la plus basse
Note
la plus haute
TB ENSAENITA
59
11,37
3,26
5
20
TB ENV
25
11,56
3,3
6
18
TB ARCH
BIO
44
11,45
2,79
7
18
Pour la session 2010, le jury de SVT constate avec satisfaction que les candidats, dans leur grande
majorité, sont bien préparés à l’épreuve orale, dont ils connaissent parfaitement les modalités. En
témoignent leurs prestations au tableau : plans structurés, schémas explicites et colorés, ainsi que la
maîtrise de l’exposé de cours à l’aide de phrases bien construites et logiquement articulées.
Rappelons que lors de l'interrogation orale, l'ensemble des sujets proposés couvre la totalité des
programmes des deux années de classe préparatoire. Le candidat tire au sort un papier comportant deux
sujets de cours différents et choisit celui des deux qu'il va traiter; puis un sujet de travaux pratiques lui
est imposé.
Les sujets de cours ont un libellé bref (par exemple: la pompe cardiaque, la sédimentation carbonatée,
altération des roches et conséquences, surfaces d'échanges chez les êtres vivants, de la fleur au fruit,
etc…) et visent à tester l'aptitude du candidat à restituer de mémoire des connaissances sous forme de
synthèses organisées. Pour certains sujets des documents sont fournis; le candidat peut recevoir une
liste des acides aminés, des réactions de la glycolyse, du cycle de Krebs ou de Calvin, un arbre
phylogénétique, etc.
Les sujets de TP sont variés: manipulations pratiques (préparations et/ou observations au microscope,
réalisation de dissections simples), reconnaissance raisonnée d'échantillons (roches, animaux,
végétaux), analyses de documents (photos de dissections, clichés de microscopie électronique à
commenter et légender, représentations d'arbres phylogénétiques, etc.). Le candidat prépare pendant 30
minutes sur un large tableau; craies, feutres de couleurs et papier de brouillon sont mis à sa disposition.
Les 5 dernières minutes du temps de préparation sont notifiées au candidat. Sa prestation orale dure 15
minutes. Cette durée d'exposition, fortement recommandée, est prise en compte dans l'évaluation.
L'utilisation du tableau requiert, pour être optimale, de séparer le plan des illustrations. L'écriture est
lisible et soignée. La quantité et la qualité de l'illustration sont évaluées. Les schémas doivent être de
taille suffisante, accompagnés de légendes pertinentes et lisibles, munis de titres explicites.
L'introduction sert à définir les termes du sujet, à en préciser les limites, à poser une problématique,
puis à préciser, à l'aide du plan construit, la ligne directrice de l'exposé à venir.
La conclusion propose une rapide synthèse des idées principales et se termine par une ouverture
pertinente en liaison avec le sujet traité.
L'introduction et la conclusion ne doivent pas être négligées par le candidat puisqu'elles sont la
première et la dernière impression qu'il donne à l'examinateur. Elles sont élaborées lors du temps de
préparation et non improvisées.
Le plan, quant à lui, nécessite une construction solide et, si possible, astucieuse. Il convient de
privilégier la concision des titres, d'indiquer des sous-parties et des mots-clés bien choisis. La qualité
du plan révèle l'aptitude à dominer le sujet par la judicieuse hiérarchisation des idées. Le jury apprécie
l'effort de conception d'un plan étoffé et l'originalité de sa conception.
Les transitions entre parties indiquent la cohérence et la maîtrise du développement. Il importe de ne
pas les négliger.
La durée d'exposition est de 15 minutes exactement. Il est vivement conseillé de s'entraîner pendant
l'année en temps limité et de se munir d'une montre le jour de l'épreuve.
L'exposé oral reflète la capacité du candidat à exprimer clairement, à expliquer avec conviction et à
exploiter astucieusement ses connaissances. Il convient de regarder l'examinateur pendant l'épreuve,
d'illustrer ses propos en utilisant les schémas réalisés et de suivre le plan proposé au tableau.
L'interrogation qui suit l'exposé oral consiste d'abord à questionner pendant 10 minutes le candidat.
L'examinateur ne cherche en aucun cas à tendre des pièges, mais veut tout d'abord faire mobiliser par le
candidat des concepts oubliés ou partiellement traités, ou encore éclaircir tel ou tel point de l'exposé.
Peu à peu les questions deviennent plus ouvertes et débordent sur d'autres parties du programme (y
compris éventuellement sur le sujet que le candidat avait préalablement rejeté -souvent à regret- au
moment du tirage au sort).
Enfin les 5 dernières minutes sont consacrées aux travaux pratiques. L'examinateur pose des questions
variées, plus ou moins ouvertes, sur l'objet mis à la disposition du candidat ("Que pouvez-vous me dire
à propos de ceci? (dissection d'écrevisse)", "Réalisez une préparation microscopique de sporanges à
partir de cette fronde de fougère, puis commentez vos observations", "A partir de la matrice de
caractères, choisissez en argumentant, l'arbre phylogénétique le plus cohérent", "Quel lien peut exister
entre ce paysage (chaos granitique), cette roche (granite) et cette autre roche (arène)?", etc. Il est
conseillé de bien réviser aussi les TP de première année.
Parmi les insuffisances constatées :
- la persistance du rejet presque systématique par les candidats des sujets portant sur l'établissement
de phylogénies (« approche phylogénétique de la diversité du vivant », 4 heures de cours en
première année) et sur le cycle biogéochimique du carbone (18 heures de cours en seconde année)
est très regrettable;
- malgré la connaissance de détails précis concernant certains mécanismes moléculaires (par exemple
enzymes de la réplication), des difficultés de mise en cohérence des concepts essentiels en biologie
apparaissent au cours des entretiens (relations entre enzymes et évolution par exemple);
- le vocabulaire n’est pas toujours utilisé à bon escient, l’étymologie souvent ignorée et l’orthographe
est trop souvent approximative ;
- les schémas et les textes écrits au tableau ne sont pas toujours assez lisibles ;
- certains plans ne couvrent pas la totalité du sujet;
- les connaissances des TP (surtout de première année) sont parfois très superficielles.
Parmi les aspects encourageants :
- une augmentation croissante du niveau des meilleurs candidats, qui possèdent des connaissances
scientifique solides associées à une aisance verbale et sont capables de répondre à des questions
nécessitant la mise en cohérence d’idées a priori disparates;
- une volonté de donner le meilleur de soi-même, y compris dans des circonstances difficiles.
Conclusion
Le nombre de candidats ne cesse d’augmenter chaque année, ce qui est témoigne du succès de cette
filière (63 candidats inscrits à l’oral en 2010). Les résultats restent hétérogènes (note maximale : 20,
note minimale : 05). Le jury insiste à nouveau, non seulement sur l'exigence de précision des
connaissances scientifiques, mais aussi sur la nécessité de les replacer dans une réflexion cohérente qui
leur donne du sens. Ce travail méthodique, intense et exigeant devrait continuer à porter ses fruits.
Pour finir, nous insistons tout particulièrement sur la nécessité impérieuse d’acquérir davantage de
maîtrise sur les thèmes suivants, jusqu’à présent trop superficiellement connus des candidats :
« approche phylogénétique de la diversité du vivant » et « cycle biogéochimique du carbone ».
Examinatrice : Mme Salviat