Corrigé de sciences

Ecole Normale de l’Enseignement Privé
Concours d’entrée interne
Session Novembre 2007
Corrigé de sciences
1ère partie : Sciences physiques (15 points)
Les mélanges et solutions
L'usage de la calculatrice est autorisé.
Les calculs doivent être détaillés pour une prise en compte des procédures lors de la
correction.
Les formules nécessaires à la résolution des problèmes de sciences-physiques sont
récapitulées dans le document 1.
¾ Question 1 : (3 points)
Deux récipients vides d'une capacité d'un litre sont posés sur chacun des deux plateaux d'une
balance de Roberval. Les deux récipients étant identiques, la balance est en équilibre.
On remplit ces deux récipients à ras bord, l’un d’alcool à 90° et l’autre d’eau. Pour que
l'équilibre soit maintenu, on rajoute sur le plateau supportant le flacon d'alcool trois
masses pesant respectivement 100 g, 50 g et 20 g. Le dispositif est représenté par le schéma
du document 2.
Calculez la masse en gramme d'1 Litre d’alcool à 90° ainsi que la masse volumique de ce
liquide, exprimée en g/cm3.
En déduire la densité.
Soit 1 l d'eau pèse 1000g Æ 1000 = x masse d'un litre d'acool +170 Æ x masse d'un litre d'acool = 1000 -170
Æ x masse d'un litre d'acool = 830 soit 1 litre d’alcool à 90° pèse 830 g.
Soit 0,830g/cm3 de masse volumique pour l’alcool à 90°
Calcul de la densité de l’alcool à 90° .0, 830/1= 0.83Æd = 0,83
¾ Question 2 : (2 points)
Approche qualitative de la densité
On fabrique un densimètre artisanal avec un tronçon de paille auquel on fixe une boulette de
pâte à modeler. Le principe de fonctionnement de cet instrument est le suivant. L'enfoncement
du densimètre est inversement proportionnel à la densité du liquide dans lequel il est plongé.
On plonge le densimètre dans l’eau douce et l'on mesure la hauteur entre la base du
densimètre et la surface du liquide. La mesure de hauteur H = 4,6 cm
On plonge le densimètre dans l’huile. La mesure de hauteur entre la base du densimètre et la
surface du liquide est ici de 5,2 cm
On plonge le densimètre dans l’eau saturée en sucre (saccharose). La mesure de hauteur entre
la base du densimètre et la surface du liquide est ici de 3,6 cm.
Le document 3 récapitule cette approche expérimentale de la mesure de densité des liquides.
Classer les liquides par ordre de densité décroissante.
eau saturée en sucre Æeau douce Æhuile
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¾ Question 3 : (3 points)
Approche quantitative de la densité au densimètre
A la lecture du document 3, calculez la densité de l'eau saturée en sucre ainsi que celle de
l'huile.
d huile = 4,6/ 5,2 = 0,88
d eau saturée en sucre = 4.6/3.6 = 1,28
¾ Question 4 : (3 points)
Approche quantitative de la densité par calcul de la masse volumique
50 ml d’eau ont une masse de 50g
50 ml d’huile ont une masse de 44g
50 ml d’eau saturée en sucre (saccharose) ont une masse de 64g
Calculer la densité de l'eau, de l'eau saturée en sucre ainsi que celle de l'huile.
Au centième près, trouve-t-on les mêmes valeurs qu'avec le densimètre ?
d eau = masse volumique eau / masse volumique eau =1 Æd eau = 1
d huile = 44/0,05/1000 = 0,88
d eau saturée saccharose = 64/0,05/1000 = 1,28
les valeurs sont identiques au centième près.
¾ Question 5 : (2 points)
Si l'expérience de mesure de densité de l'alcool à 90° avait été menée avec le densimètre
artisanal employé précédemment, quelle hauteur H alcool aurait-on mesurée ?
0,83 = 4,6 / H alcool Æ H alcool = 4,6/0,83 = 5,5 Æ H alcool = 5,54cm
¾ Question 6 : (2 points)
On utilise une fiole pour conditionner de l'essence de Niaouli. On pèse la fiole à vide puis
remplie d’eau. On trouve 80 g, puis 180 g.
On pèse ensuite la fiole pleine d'essence de Niaouli et l'on trouve 173 g.
Quelle est la masse de 1litre d'essence de Niaouli ?
180 – 80 = 100 soit 100g d'eau Æ volume fiole 0,1l ou 0,1 cm3
0,1 cm3 d'essence de niaouli pèse 93 g (173 – 80 )
1 cm3 d'essence de niaouli soit 1 litre pèse 930 g
2ème partie : Sciences de la Vie & de la Terre (15 points)
Problème : Comment est codée l'information génétique ?
Activité 1 : comparaison de deux portions d'ADN.
Préambule :
L'Acide DésoxyriboNucléique, dont l'abréviation est ADN, est une macromolécule constituée
de deux brins liés et enroulés. On parle de double hélice. Chaque brin d'ADN est un
assemblage de nucléotides. Un nucléotide se compose toujours d'un acide phosphorique, d'un
sucre appelé désoxyribose et d'une base azotées parmi quatre possibles. Les deux brins d'ADN
sont liés l'un à l'autre par des associations spécifiques de bases azotées adénine-thymine,
guanine-cytosine. La structure de l'ADN est universelle.
¾ Question 1 : (1,5 point)
D'après la lecture du document 1, quelle hypothèse nous amène à émettre cette comparaison ?
On émet l'hypothèse que l'information génétique portée par le gène serait codée par l'ordre des
bases azotées.
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Activité 2 : un exemple de mutation.
D'après l'étude des documents 1et 2
¾ Question 2 : (1 point)
Comparez les globules rouges des deux photographies.
Un globule rouge normal est rond et biconcave. Un globule rouge d'un individu atteint de
drépanocytose a une forme de faucille.
¾ Question 3 : (1 point)
Comparez les séquences d'acides aminés de l'hémoglobine normale et de l'hémoglobine
anormale.
Le 6ème acide aminé de l'hémoglobine anormal est différent.
¾ Question 4 : (3 points)
Quelles sont les conséquences de ces différences ? ? Comment appelle t'on ce phénomène ?
C'est ce changement d'acide aminé qui provoque la déformation des globules rouges et la
drépanocytose. (1.5)
On nomme ce phénomène, mutation génétique. (1.5)
¾ Question 5 : (1 point)
L'hypothèse que vous avez formulée en question 1 est-elle validée ?
Une mutation génétique entraîne des modifications dans la protéine codée par le gène, notre
hypothèse est donc validée.
Activité 3 : Une mutation a-elle toujours des conséquences ?
Les mutations sont des phénomènes très rares qui se produisent une fois sur un million, pourtant
certains agents peuvent augmenter cette fréquence. On parle alors d'agents mutagènes (UV, rayons X
…)
D'après l'étude des documents 2 à 6.
¾ Question 6 : (2 points)
Le rayonnement ultraviolet est un agent mutagène, c'est-à-dire qu'il peut modifier le génome
de certains êtres vivants. Que pensez-vous de cette affirmation ? Justifiez votre réponse.
Cette affirmation est fondée. L'étude du document 3 nous indique que l'exposition aux UV d'une
culture de levure augmente la proportion de mutants. Plus l'exposition est longue plus le taux de
mutants est importants.
¾ Question 7 : (2 points)
Quelle est la principale cause des cancers ?
La principale cause des cancers sont les mutations sur les cellules du corps.
¾ Question 8 : (2 points)
Quelles mutations peuvent être transmises à la descendance ? Que peuvent-elles entraîner
chez la descendance ?
Lorsque les mutations affectent les cellules reproductrices, elles peuvent être transmises à la
descendance. La descendance pourra alors développer une maladie génétique.
¾ Question 9 : (1,5 point)
Une mutation est-elle toujours un accident dangereux ?
Comme nous le montre les documents 4 et 5, les mutations n'entraînent pas toujours de maladie.
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3ième partie : Analyse de production d'élèves (10 points)
Une émergence des représentations sur le volcanisme a été menée auprès d'enfants du
primaire. Les documents 1 & 2 en reprennent quelques extraits.
¾ Question 1 : (1 point)
Quelle est la notion abordée dans les documents ?
Le volcanisme ou les volcans
¾ Question 2 : (3 points)
A la lecture du document intitulé " Extrait d'un questionnaire sur les représentations
d'enfants", donnez selon vous les numéros correspondant à deux élèves dont les
représentations comportent des éléments inexacts. Justifiez vos réponses.
Les élèves n°1, 4 et 5 ont des représentations comportant des éléments inexacts. Le
fonctionnement du volcan décrit par l'élève n°1 est confondu avec une grotte habitée par les
hommes. Le point commun entre tous les 3 est cette confusion entre chaleur (énergie
thermique élevée) et le feu (combustion). Ce sont deux réalités physiques différentes.
¾ Question 3 : (1 point)
La nature dangereuse des volcans est-elle exprimée clairement par l'ensemble des enfants ?
Justifiez votre réponse.
Non, seul l'élève n°5 en fait explicitement mention.
¾ Question 4 : (2 points)
Quel stéréotype fait ressortir l'analyse des dessins d'enfants ?
Le stéréotype du volcan en forme de cône est présent dans ces quatre dessins d'enfants.
¾ Question 5 : (2 points)
Selon vous que peut bien vouloir signifier l'allumette sur le dessin d'Hubert ? Y a t-il une
corrélation avec vos réponses à la question 2? Justifiez votre réponse.
L'allumette renvoie au feu. Cela signifie qu'il y a du feu dans le volcan, ou même bien qu'un
volcan s'allume telle une bougie. Il y a bien une constante dans cette confusion entre chaleur
et combustion (feu).
¾ Question 6 : (1 point)
Marie-Josée utilise un mot pour un autre dans ses légendes. Quel est-il? Quel est le terme
exact?
Elle utilise savane à la place de lave.
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