Savoirs Scientifiques

1. Ressources de la Terre et protection

• Eau : cycle de l’eau : évaporation → condensation → précipitations → ruissellement et infiltration. Les nappes souterraines se renouvellent lentement ; l’eau douce utilisable est rare.
• Sol : milieu vivant (débris minéraux, humus, eau, air, organismes), formé en des siècles et dégradé par l’érosion et le surpâturage.
• Roches : magmatiques (refroidissement du magma), sédimentaires (dépôt de débris en couches, parfois fossiles), métamorphiques (transformées par chaleur et pression).

• Séismes et volcans se concentrent aux limites des plaques tectoniques ; les fossiles marins en montagne témoignent de soulèvements.

2. Atmosphère et climat

• Couches : troposphère (météo, environ 0 à 12 km), stratosphère (couche d’ozone), mésosphère, thermosphère.
• L’effet de serre est naturel ; le réchauffement actuel est son renforcement par les gaz issus des activités humaines.
• La météo (état instantané) se distingue du climat (moyenne sur environ 30 ans).

3. Système solaire

• Planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars (telluriques), puis Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune (géantes).
• Jour et nuit : rotation de la Terre ; saisons : inclinaison de l’axe et révolution ; phases de la Lune : fraction éclairée visible ; éclipses : alignement Soleil–Terre–Lune.
• La Lune est un satellite naturel ; la Terre en possède un.

4. Lire des données plutôt que mémoriser des résultats

Une question de ce domaine donne un schéma, une coupe ou un tableau et demande une conclusion : à quelle profondeur le sol s’appauvrit-il en argile ? quelle roche a refroidi lentement ? pourquoi la température moyenne a-t-elle augmenté ? La réponse se déduit des données, non d’une phrase apprise.

1. La matière et ses changements d’état

• Pendant un changement d’état d’un corps pur, la température reste constante.
• Masse volumique ρ = m / V ; un corps flotte dans l’eau si ρ < 1 g/cm³.
• Mélanges homogènes ou hétérogènes ; séparation : filtration, décantation, évaporation, distillation.
• Combustion : combustible + dioxygène (+ chaleur) → CO₂ + eau + chaleur.

2. Électricité

• Circuit simple : générateur, interrupteur, récepteur, fils. Il fonctionne s’il est fermé.
• En série : un seul chemin ; en dérivation : branches indépendantes.
• Conducteurs (métaux, solutions ioniques) / isolants (bois, plastique, liège).
• U = R · I ; P = U · I ; E = P · t.
• Règles de sécurité : prises, appareils humides, câbles abîmés.

3. Énergie

• Formes : chimique, électrique, lumineuse, thermique, cinétique, potentielle.
• Conversions : lampe (électrique → lumière + chaleur), panneau solaire (lumière → électrique), alternateur (cinétique → électrique).
• L’énergie se conserve ; une partie est dégradée en chaleur (rendement).
• Énergies renouvelables (soleil, vent, eau) et non renouvelables (pétrole, charbon, gaz).

4. Forces et mouvement

• Une force peut modifier le mouvement ou déformer un corps ; se mesure en newtons.
• Poids P = m · g ; vitesse v = d / t ; pression p = F / S.
• Levier : F · d₁ = R · d₂.

5. Lumière et son

• La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène, dans le vide à 300 000 km/s.
• Réflexion, réfraction, dispersion ; formation des ombres.
• Le son est une vibration qui exige un milieu ; vitesse dans l’air environ 340 m/s.

6. Technologie

• Un objet technique répond à un besoin ; on distingue sa fonction, ses constituants et ses matériaux.
• Machines simples : levier, poulie, plan incliné.
• Démarche de projet : besoin → cahier des charges → solution → essai → amélioration.

1. Système nerveux

• Arc réflexe : récepteur → nerf sensitif → moelle épinière → nerf moteur → muscle ; réponse rapide, involontaire, sans passer d’abord par le cerveau.
• Acte volontaire : l’ordre vient du cortex cérébral.
• Les neurones transmettent l’influx par synapses (neurotransmetteurs).

2. Système musculaire et squelette

• Un muscle squelettique se contracte puis se relâche ; il ne peut que tirer. Il est relié à l’os par un tendon.
• Les muscles fonctionnent par paires antagonistes (biceps fléchit, triceps étend) : quand l’un se contracte, l’autre se relâche.
• L’effort accroît le besoin en dioxygène et en glucose des muscles : la fréquence cardiaque et respiratoire augmentent.
• Le squelette soutient, protège (crâne, cage thoracique) et sert de leviers.

3. Hygiène de ces fonctions

• Sommeil suffisant, activité physique régulière, alimentation équilibrée.
• Protection contre les chocs et les bruits excessifs ; éviter alcool et drogues qui altèrent la transmission nerveuse.

1. Les micro-organismes

2. Contamination

• Voies : air (toux), contact, eau et aliments souillés, vecteurs (moustiques), sang et rapports non protégés.
• Prévention : lavage des mains, eau potable, cuisson, hygiène alimentaire, vaccination, protection des plaies.

3. Les défenses de l’organisme

• Vaccin : prévention ; stimule la production d’anticorps et de cellules mémoire sans maladie.
• Sérum : traitement ou protection immédiate par des anticorps tout faits, de durée courte.
• Antibiotique : tue ou freine les bactéries (jamais les virus) ; à prendre selon la prescription, pour éviter les résistances.

1. Forme de l’épreuve telle qu’elle est apparue

2. Répartition des domaines

Les trois domaines pèsent à peu près autant (quatre questions chacun), ce qui correspond à la pondération du descriptif. Aucun domaine ne peut donc être négligé.

3. Types de questions récurrents

• Lire un document puis conclure : lame mince (grenue ou microlitique), courbe immunitaire, tubes d’enzymes. On ne retient que la déduction que le document permet, non ce qu’on sait par ailleurs.
• Propositions « à moitié justes » : début exact, fin fausse (H⁺ plus nombreux… et pH supérieur à 7). Lire la proposition jusqu’au bout avant de cocher.
• Propositions inversées : même description avec deux rôles permutés (cellulaire/humorale, marcottage/greffage, météo/climat).
• Termes voisins : grenue/microlitique, plutonique/volcanique, conduction/convection, force de contact/force à distance, diploïde/haploïde.
• Savoir simple en habit de situation : loi d’Ohm, gravitation, échelle de pH, dont les propositions renversent la relation ; une mémorisation exacte est indispensable.

4. Méthode en quatre temps

1. Cerner la demande : déduction ou principe ? demande-t-on la bonne ou la fausse proposition ?
2. Lire le document avant les propositions : noter ce qu’on voit (grands cristaux jointifs, deux courbes qui montent ensemble…).
3. Formuler soi-même la réponse puis la comparer, pour ne pas être influencé par les formulations.
4. Éliminer les propositions voisines : écarter toute proposition qui contient une partie fausse, même si le reste est juste.

5. Ce qu’il faut maîtriser dans cette unité

• Les chapitres 18.7 à 18.11 couvrent les questions des deux sessions ; chacun se termine par les « pièges ».
• Les vingt-quatre questions réelles figurent dans la banque, avec leurs propositions d’origine.
• Résoudre toute la banque en temps limité (environ deux minutes par question), puis classer ses erreurs par type de piège.

1. Respiration de l’insecte : l’air arrive directement aux cellules

L’air entre par les stigmates (orifices latéraux), passe dans les trachées puis dans les trachéoles très fines qui atteignent chaque cellule et chaque muscle. Le dioxygène diffuse directement vers les cellules, sans passer par le sang ; le CO₂ suit le trajet inverse.

Piège : une proposition ajoute « puis atteint le sang » avant les muscles ; une autre inverse les deux gaz (CO₂ entrant). Juste : O₂ entre, directement vers les muscles.

2. Révolution cardiaque et ses phases

• Grande circulation : ventricule gauche → aorte → organes → veines caves → oreillette droite.
• Petite circulation : ventricule droit → artère pulmonaire → poumons → veines pulmonaires → oreillette gauche.
• Les valves empêchent le reflux du sang ; elles sont à l’origine des « bruits du cœur ».

Piège : croire que l’ordre des figures de l’énoncé est l’ordre des phases. Raisonner sur ce qui se voit (sens des flèches, état des valves) et non sur l’ordre des dessins.

3. Enzymes : spécificité et expérience témoin

• Une enzyme est une protéine qui accélère une réaction sans être consommée ; elle est spécifique d’un substrat (amylase → amidon, pepsine → protéines, lipase → lipides).
• Son action dépend de la température (optimum vers 37 °C dans l’organisme, détruite par l’ébullition) et du pH (pepsine en milieu acide, amylase salivaire près de la neutralité).
• Le tube témoin (albumine seule) montre que l’albumine ne se dégrade pas sans enzyme.
• HCl n’est pas une enzyme : il fournit l’acidité nécessaire à la pepsine.

Piège : attribuer à l’expérience un résultat qu’elle n’a pas testé. Une expérience sans amidon ne prouve pas que l’amylase dégrade l’amidon.

4. Immunité spécifique et lecture de la courbe du VIH

• Non spécifique : barrières (peau, mucus), inflammation, phagocytose ; sans reconnaissance d’un antigène précis.
• Spécifique : reconnaît un antigène précis ; humorale (LB → plasmocytes → anticorps) et cellulaire (LTc détruisent les cellules infectées).
• La présence d’anticorps spécifiques et de LTc dans la courbe du VIH indique une réponse spécifique à la fois cellulaire et humorale.
• Le VIH infecte les LT4 qui coordonnent la réponse : l’immunité s’effondre peu à peu et laisse place aux maladies opportunistes (stade SIDA).
• Le vaccin exploite la mémoire immunitaire ; le sérum apporte des anticorps prêts à l’emploi, de façon temporaire.

Piège : inverser les rôles (les anticorps relèvent de l’humorale, les LTc de la cellulaire).

1. Reproduction sexuée et asexuée

2. Les trois techniques végétatives

Piège : faire correspondre les noms à l’ordre des figures. Demandez-vous : la branche est-elle reliée à la mère ? a-t-elle été coupée puis enracinée ? a-t-on associé deux plantes ?

3. Pollinisation, fécondation, germination

• Pollinisation : transport du pollen de l’anthère au stigmate (vent, insectes).
• Fécondation : fusion du noyau mâle et de l’oosphère dans l’ovaire → œuf → embryon.
• Après la fécondation : l’ovaire devient fruit, l’ovule devient graine.
• Germination : eau + dioxygène + température convenable ; l’aliment vient des réserves de la graine.

4. Le caryotype humain

• Les cellules du corps sont diploïdes : 2n = 46 (23 paires : 22 paires d’autosomes + 1 paire sexuelle).
• Les gamètes sont haploïdes : n = 23 (un chromosome de chaque paire).
• La femme est XX, l’homme XY.
• La cellule mère des gamètes est diploïde (avant la méiose).
• Relations : chromosome → porte des gènes → ADN. La fécondation rétablit 2n.

Piège : confondre « cellule mère des gamètes » et « gamète », ou XY (mâle) et XX (femelle).

1. Roches magmatiques : lire une lame mince

Règle : grands cristaux sans verre = refroidissement lent = plutonique grenue. Verre et microlites = refroidissement rapide = volcanique microlitique. Les roches sédimentaires se forment par dépôt (couches, fossiles) ; les roches métamorphiques par chaleur et pression sans fusion complète.

2. Le sol et ses horizons

• Horizon humifère : riche en humus (matière organique décomposée) et en êtres vivants.
• Horizon lessivé : perd argile et sels entraînés par l’eau d’infiltration.
• Horizon d’accumulation : reçoit ce qui a été entraîné de l’horizon supérieur.
• Roche mère : source minérale du sol.

Le sol se forme en des siècles et se dégrade vite : érosion, salinisation, surpâturage. On le protège par le couvert végétal et les terrasses.

3. Météo, climat, effet de serre, réchauffement

Pièges : « l’effet de serre est artificiel » (faux, il est naturel) ; « gaz de la thermosphère » (faux, troposphère) ; « l’ozone est la cause du réchauffement » (faux, l’ozone filtre les ultraviolets).

4. Terre, Lune, Soleil

• Jour et nuit : rotation de la Terre sur elle-même (24 h).
• Saisons : inclinaison de l’axe (23,5°) et révolution autour du Soleil (un an).
• Phases de la Lune : variation de la fraction éclairée visible au cours de sa révolution (29,5 jours).
• Éclipse de Lune : la Terre est entre le Soleil et la Lune ; totale si la Lune entre tout entière dans le cône d’ombre (alignement parfait), partielle si seule une partie entre, de pénombre si elle ne traverse que la pénombre.
• Éclipse de Soleil : la Lune est entre le Soleil et la Terre.

Piège : confondre les phases de la Lune (rien à voir avec l’ombre de la Terre) et les éclipses, ou le cône d’ombre et la pénombre.

1. Forces : de contact et à distance

Caractéristiques d’une force : point d’application + direction (droite d’action + sens) + intensité (en newtons). Un corps suspendu en équilibre sous deux forces : T = P, mêmes droites d’action et sens opposés. Le point d’application de la tension est le point de contact du fil avec le corps ; celui du poids est G.

2. Masse et poids

• La masse m (kg) est invariable, quel que soit le lieu.
• Le poids P (N) est une force : P = m × g, g ≈ 10 N/kg sur Terre et ≈ 1,6 N/kg sur la Lune.
• La masse se mesure avec une balance, le poids avec un dynamomètre.

3. Gravitation universelle

Loi de Newton : F = G · M₁ · M₂ / d² avec G = 6,67×10⁻¹¹ N·m²·kg⁻². La force est proportionnelle aux deux masses et inversement proportionnelle au carré de la distance : si la distance double, la force est divisée par quatre. Les deux forces réciproques entre deux astres ont la même intensité et des sens opposés.

4. Pression et vitesse

• Pression p = F / S (Pa = N/m²). Réduire la surface augmente la pression (clou, couteau) ; l’augmenter la diminue (raquettes à neige).
• Vitesse v = d / t. Conversion : 1 m/s = 3,6 km/h.
• Mouvement uniforme : d proportionnelle à t, graphe en droite passant par l’origine.

5. Transferts thermiques

Piège : la chaleur n’est pas la température ; pendant l’ébullition, la température reste constante et l’énergie sert au changement d’état.

1. Électricité

• Loi d’Ohm : la tension aux bornes d’un conducteur ohmique est égale au produit de sa résistance par l’intensité qui le traverse.
• En série : un seul chemin, si une lampe grille le circuit est ouvert ; en dérivation : branches indépendantes, montage de la maison.
• Un isolant n’a pas de porteurs de charge libres, il n’est pas « sans électrons ».
• Sur la facture : kWh, avec 1 kWh = 1000 Wh = 3,6×10⁶ J.

Piège : contrôler les unités : V = Ω·A, W = V·A, Wh = W·h. Une relation inversée se trahit à l’analyse des unités.

2. Solutions : pH, acidité, basicité

Le lien qui résume tout : pH petit ↔ beaucoup de H⁺ ↔ acide. La dilution rapproche le pH de 7.

3. Mélanges et miscibilité

• Deux liquides miscibles donnent un mélange homogène (eau + alcool) ; non miscibles, un mélange hétérogène à deux couches (eau + huile).
• L’agitation donne une émulsion temporaire (gouttelettes) ; au repos, les phases se séparent.
• Techniques : filtration (solide non dissous), évaporation (récupérer un soluté), distillation (récupérer le solvant), décantation (séparer un dépôt ou deux liquides par versement doux).

4. Lumière

• Réflexion : angle de réflexion = angle d’incidence, mesurés par rapport à la normale.
• Réfraction : changement de direction de la lumière en passant d’un milieu transparent à un autre.
• Dispersion : séparation des couleurs car l’indice de réfraction varie avec la couleur.
• Arc-en-ciel : réfraction, dispersion et réflexion interne dans des gouttelettes d’eau, le Soleil étant derrière l’observateur.
• Le son exige un milieu ; la lumière non.

Piège : « réflexion totale » ou « réfraction dans l’atmosphère » pour expliquer l’arc-en-ciel : les deux sont incomplets. Il faut réfraction et dispersion dans les gouttelettes.