Biologie-Géologie
BCPST 1
C. Perrier et J.-F. Beaux
A. Bouffier, L. Bougeois, P. Carrère
T. Darribère, J. Démaret-Nicolas
A. Emond, S. Maury, O. Monnier
T. Soubaya, A. Vergnaud, A. Woehrlé
Dunod
PréfaceV
RemerciementsVI
Présentation des auteursVII
Présentation de l'ouvrageXIV
Biologie
Partie SV-A
L'organisme vivant en lien avec son environnement
2
Chapitre 1 Regards sur un organisme métazoaire : un bovidé
3
1 Place de la vache au sein des métazoaires3
2 Les fonctions de nutrition d'un organisme hétérotrophe5
3 La production de nouveaux individus par la reproduction sexuée12
4 Des Interactions multiples avec son environnement15
Chapitre 2 Regards sur un organisme angiosperme : une fabacée
34
1 Place de la luzerne au sein de la lignée verte34
2 La nutrition chez un organisme autotrophe36
3 La production de nouveaux individus39
4 Des Interactions multiples avec son environnement40
5 Importance des fabacées dans les agrosystèmes42
TP 1 La souris
53
1 Morphologie de la souris55
2 Anatomie des organes de la nutrition55
3 Anatomie de l'appareil urogénital57
4 Histologie58
TP 2 Un téléostéen
61
1 Morphologie d'un téléostéen61
2 Appareil cardiorespiratoire62
3 Dissection de la cavité abdominale64
4 Histologie du tégument65
TP 3 Le criquet
66
1 Morphologie du criquet66
2 Appareil digestif68
3 Appareil respiratoire trachéen69
4 Histologie du tégument70
TP 4 La moule
71
1 Morphologie de la moule71
2 Ouverture de la cavité palléale72
3 Appareil respiratoire branchial72
Partie SV-B
Interactions entre les organismes et leur milieu de vie
74
Chapitre 3 La respiration : une fonction en interaction directe avec le milieu
75
1 Des flux diffusifs à travers les surfaces d'échanges respiratoires75
2 Convection externe et entretien des gradients de diffusion82
3 Transport des gaz respiratoires par le sang86
Chapitre 4 Nutrition des angiospermes en lien avec le milieu
104
1 Absorption d'eau et d'ions du sol104
2 Échanges gazeux avec l'atmosphère109
3 Distribution et utilisation des assimilats photosynthétiques111
TP 5 L'appareil végétatif des angiospermes
130
1 L'appareil racinaire : relations avec le sol130
2 Les tissus conducteurs : corrélations au sein de la plante 13133
3 L'appareil caulinaire : relations avec l'atmosphère134
4 Organisation d'une structure de réserve138
Partie SV-C
La cellule dans son environnement
140
Chapitre 5 Les cellules au sein d'un organisme
141
1 La place des cellules au sein des organismes pluricellulaires141
2 Les matrices extracellulaires, des composants des tissus144
3 Les relations cytoplasme-membrane-matrice147
4 Les interactions avec d'autres organismes du milieu148
Chapitre 6 Organisation fonctionnelle de la cellule
164
1 Les compartiments de la cellule eucaryote et leur coopération164
2 Les bactéries et leur organisation fonctionnelle169
3 Le cytosquelette et ses rôles structuraux et dynamiques172
Chapitre 7 Membranes et échanges membranaires
185
1 Les membranes cellulaires : des mosaïques fluides185
2 Diversité des échanges transmembranaires187
3 Les facteurs contrôlant la perméabilité d'une membrane191
4 Transports cytotiques : exocytose et endocytose193
TP 6 Observation de cellules aux microscopes
210
1 Observation de cellules eucaryotes210
2 Observation de cellules bactériennes218
3 Observation d'interactions entre bactéries et cellules racinaires219
Partie SV-D
L'organisation fonctionnelle des molécules du vivant
222
Chapitre 8 Les constituants du vivant
223
1 Des constituants minéraux ou organiques223
2 Propriétés de l'eau, constituant majeur des organismes226
3 Groupements fonctionnels et propriétés physico-chimiques des molécules organiques230
Chapitre 9 Les grandes familles biochimiques
243
1 Les lipides243
2 Les oses et les polyosides247
3 Les nucléotides et les acides nucléiques255
4 Les acides ?-aminés et les protéines258
TP 7 Méthodes d'étude des protéines
289
1 Extraction et purification des protéines289
2 Détermination de la localisation et de la fonction d'une protéine295
Partie SV-E
Le métabolisme cellulaire
300
Chapitre 10 L'approvisionnement en matière organique
301
1 La matière organique : une forme d'énergie nécessaire à la cellule302
2 Le cycle de Calvin dans les cellules autotrophes : réduction du C02 en matière organique304
3 La phase photochimique de la photosynthèse : conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique (ATP et pouvoir réducteur)307
4 La chimiosynthèse : synthèse de matière organique à partir d'énergie chimique312
5 Le prélèvement de matière organique par une cellule hétérotrophe314
Chapitre 11 Le devenir de la matière organique
328
1 La constitution de réserves : stockage de la matière organique328
2 L'anabolisme : synthèse de nouvelles biomolécules330
3 Le catabolisme énergétique : étapes cytosoliques331
4 Le catabolisme énergétique : étapes mitochondriales335
Chapitre 12 Les enzymes et la catalyse des réactions
351
1 Les enzymes : des biocatalyseurs351
2 Les enzymes : des protéines qui se lient au substrat354
3 Les enzymes : des biocatalyseurs contrôlables357
4 Équipement enzymatique et spécialisation des cellules ou organites361
TP 8 Caractérisation d'une enzyme
367
1 Cinétique de la peroxydase : étude de l'efficacité d'une enzyme367
2 Effet des inhibiteurs compétitifs et non compétitifs370
Partie SV-F
Génomique structurale et fonctionnelle
374
Chapitre 13 Génome des cellules et des virus, transmission de l'information génétique
375
1 La connaissance des génomes375
2 Le génome des bactéries379
3 Le génome des eucaryotes380
4 Les virus, diversité structurale et génomique386
5 Cycle cellulaire et réplication du matériel génétique389
6 Les divisions cellulaires : mitose et méiose393
Chapitre 14 L'expression du génome
409
1 La transcription : synthèse d'ARN à partir d'une matrice d'ADN409
2 La maturation des ARN412
3 La traduction des ARNm en polypeptides414
4 L'adressage et la maturation des protéines419
5 Le détournement de la machinerie d'expression des génomes par les virus422
Chapitre 15 Le contrôle de l'expression génétique
431
1 Diversité des influences conduisant aux phénotypes432
2 Contrôle de la transcription par modification de la chromatine437
3 Contrôle de l'initiation de la transcription440
4 Contrôle post-transcriptionnel par Interférence ARN442
5 L'établissement du phénotype et son hérédité443
TP 9 Les divisions cellulaires
457
1 La mitose : transmission conforme des chromosomes aux cellules filles457
2 La méiose : passage de la phase diploïde à la phase haploïde459
TP 10 Méthodes d'étude des gènes et de leur expression
461
1 Interpréter des résultats d'électrophorèse d'ADN461
2 Exploiter des résultats de séquençage464
3 Étudier l'expression des gènes465
Partie SV-G
Reproduction
472
TP 11 La fleur des angiospermes
473
1 Comprendre l'organisation florale473
2 Identifier le genre d'une fleur476
3 Relier caractères floraux et modes de pollinisation477
Partie SV-J
Populations et écosystèmes
482
Chapitre 16 Les populations et leur démographie
483
1 Les paramètres démographiques d'une population483
2 La variation démographique et sa modélisation486
3 Les facteurs de la variation démographique490
Chapitre 17 Les écosystèmes
500
1 Organisation des écosystèmes500
2 Diversité des relations interspécifiques et ses conséquences510
3 Fonctionnement des écosystèmes519
4 La dynamique des écosystèmes524
TP 12 Les populations et leur démographie
552
1 Étude expérimentale du modèle logistique552
2 Modélisation informatique des variations d'effectifs d'une population554
TP 13 Les écosystèmes
558
1 La diversité spécifique d'une prairie558
2 Influence de la fertilisation azotée sur la production primaire561
3 Production d'un écosystème et stockage de carbone562
Partie SV-K
Évolution et phylogénie
564
Chapitre 18 Classer la biodiversité
565
1 Principes d'établissement d'une classification565
2 L'approche phylogénétique cladistique569
TP 14 Reconstruction phylogénétique
580
1 Construire et utiliser un cladogramme580
2 Construire un phénogramme583
Sujets de synthèse
584
Corrigés des QCM et exercices
612
Géologie
Partie ST-A
La carte géologique et ses utilisations
TP 15 Les cartes géologiques au 1/50 000
643
1 Lire une carte géologique643
2 Réaliser une coupe géologique648
3 Identifier une structure géologique650
4 Réaliser un schéma structural655
5 Exploiter les systèmes d'informations géographiques 657
TP 16 Les roches et minéraux de la lithosphère
658
1 Identifier les minéraux constituant les roches658
2 Identifier les roches de la lithosphère661
3 Quelques exemples de gisements de roches665
TP 17 La carte de France au millionième
666
1 Vue d'ensemble de la géologie à l'échelle de la France666
2 Analyse d'un bassin sédimentaire : le Bassin parisien669
Partie ST-B
La structure de la planète terre
674
Chapitre 19 La structure de la planète Terre
675
1 Une structure interne en enveloppes concentriques675
2 Chimie et minéralogie des enveloppes internes679
3 Le géotherme et sa construction683
4 Des enveloppes externes fluides stratifiées685
Partie ST-C
La dynamique des enveloppes internes
696
Chapitre 20 Bilan thermique et conséquences
697
1 Un flux géothermique inégalement réparti697
2 Diverses sources de chaleur interne à la Terre698
3 Les modes de transfert de chaleur au sein du globe699
4 Convection mantellique et mouvement des plaques700
Chapitre 21 La lithosphère en équilibre sur l'asthénosphère
708
1 La notion de pesanteur708
2 Gravimétrie et distribution des masses internes710
3 La notion d'isostasie712
4 Équilibre isostatique et mouvements verticaux713
5 Ondulations du géoïde marin et leurs interprétations715
Chapitre 22 La géodynamique de la lithosphère
720
1 Les dorsales : limites latérales de plaques sièges de la formation de la croûte océanique720
2 Les failles transformantes : limites latérales coulissantes724
3 Les marges actives : limites latérales de plaques sièges de la disparition de la lithosphère océanique725
4 Des plaques lithosphériques en mouvement728
TP 18 La dynamique de la lithosphère
734
1 Analyse de cartes structurales des océans : exemple de l'Océan Indien734
2 Mouvements verticaux de la lithosphère740
Partie ST-D
Les déformations de la lithosphère
744
Chapitre 23 Rhéologie de la lithosphère
745
1 Déformations et contraintes746
2 Le comportement mécanique des roches : élastique, plastique, fragile748
3 Les failles et la déformation discontinue750
4 Les structures liées à la déformation continue751
5 Le comportement mécanique de la lithosphère755
Chapitre 24 Les séismes : origine et conséquences
765
1 La détermination de l'énergie dégagée par un séisme765
2 La détermination des déplacements liés à un séisme766
3 La détermination du jeu des failles actives : les mécanismes au foyer768
4 La détermination de l'aléa et du risque sismiques768
TP 19 Structures, déformations, contraintes tectoniques : quelques objets naturels
777
Partie ST-E
Le phénomène sédimentaire
784
Chapitre 25 Modelés des paysages et transferts de matériaux en surface
785
1 Facteurs à l'origine du modelé des paysages785
2 Processus d'altération chimique : hydrolyse et dissolution788
3 Processus d'érosion et d'entraînement de matière792
Chapitre 26 La sédimentation des particules et des solutés
803
1 Environnements de dépôt et bassins sédimentaires803
2 La sédimentation détritique : dépôts de particules en suspension805
3 La sédimentation chimique et biochimique des solutés810
Chapitre 27 La diagenèse
822
1 Les transformations de la diagenèse822
2 La diagenèse des sédiments détritiques823
3 La diagenèse des sédiments carbonatés824
TP 20 Le phénomène sédimentaire
827
1 Analyse du modelé des paysages : importance des facteurs intrinsèques et climatiques827
2 Analyse de formations superficielles : moraines et terrasses alluviales831
3 Analyse des roches détritiques et de la géométrie au niveau d'un delta834
4 Analyse de roches carbonatées et reconstitution d'un environnement835
5 Analyse et reconnaissance des roches sédimentaires836
Partie ST-H
La mesure du temps : outils et méthodes
840
Chapitre 28 Échelle stratigraphique et datation absolue
841
1 Caractériser des intervalles de temps841
2 Établir des coupures dans les temps géologiques844
3 Dater de manière absolue846
4 Relier chronologie relative et chronologie absolue848
TP 21 Quelques méthodes de datation
852
1 Biozones à ammonites et informations stratigraphiques852
2 Chronologie relative et absolue853
3 Reconstituer une histoire à partir d'un schéma structural854
Biogéosciences
Partie BC-C
Le climat de la terre
856
Chapitre 29 Composition et structure verticale de l'atmosphère et de l'océan
857
1 Composition et structure de l'atmosphère terrestre857
2 Composition et structure de l'océan861
Chapitre 30 Circulations atmosphériques et océaniques
869
1 Bilan énergétique des enveloppes fluides869
2 Circulation dans la troposphère870
3 La circulation océanique874
TP 22 Circulation océanique
882
1 Circulation de surface et biogéochimie de l'océan882
2 Circulation profonde : mise en évidence et caractéristiques886
Corrigés des QCM et exercices
889
Fiches méthode
897
Bibliographie
907
Index
909