EXAMEN de MECANIQUE ANALYTIQUE, L1 CIP janv 2010

aucun document autorise (sauf dictionnaire francais ↔ allemand), calculatrice autoriseetotal: 20 points

Le texte des enonces est d’abord donne en francais, gefolgt von der Aufgabenstellung in Deutsch.Points pour les exercises/Punkte pro Aufgabe: 1: 7, 2: 7, 3: 6

1. Deux particules de masse m sont reliees par un baton totalement rigide, sans masse et de longueur2ℓ. Le centre du baton est contraint de se deplacer sur un cercle de rayon R. On admet que lemouvement est contraint au plan xy.a) Faites un dessin qualitatif du systeme. Combien des degres de liberte a le systeme ?b) Trouvez le lagrangien et les equations de mouvement, en utilisant des coordonnees generalisees.c) Comment interpretez-vous vos resultats ? Voyez-vous une relation avec des lois de conservation ?

Zwei Teilchen der Masse m sind durch einen vollkommen starren, masselosen Stab der Lange 2ℓverbunden. Der Mittelpunkt des Stabes ist gezwungen, sich auf einem Kreis mit Radius R zubewegen. Die Bewegung ist auf die xy-Ebene beschrankt.a) Skizzieren Sie qualitativ das System. Wieviele Freiheitsgrade gibt es ?b) Bestimmen Sie die Lagrangefunktion und die Bewegungsgleichungen, wobei verallgemeinerteKoordinaten zu verwenden sind.c) Wie lassen sich Ihre Ergebnisse deuten ? Sehen Sie einen Zusammenhang mit Erhaltungssatzen ?

2. On considere le fonctionnel (ici, y = y(x) et y = dy

dx)

J(y, y, x) =∫ b

adx f(x)

√

1 + y2

Resolvez l’equation d’Euler associee pour une fonction f(x) arbitraire. Discutez ensuite les casspeciaux f(x) =

√x et f(x) = x.

Man betrachte das Funktional (hier ist y = y(x) und y = dy

dx.)

J(y, y, x) =∫ b

adx f(x)

√

1 + y2

Losen Sie die zugehorige Eulersche Gleichung fur eine beliebige Funktion f(x). Diskutieren Sieanschließend die Spezialfalle f(x) =

√x und f(x) = x.

3. On considere deux ressorts avec coefficients de raideur k1 et k2, et de masse negligeable et attachea un mur solide. On les arrange, soit en serie, soit en parallele, voir les figures. On admet que labille a l’extremite des ressorts a la masse m. Nous admettons que la bille ne peut se deplacer quedans la direction x.

Man betrachte zwei Federn der Steifigkeit k1 und k2 und vernachlassigbarer Masse, die an einemEnde an einer festen Wand befestigt sind. Wir arrangieren diese Federn in Reihenschaltung oderin Parallelschaltung (vgl. Abbildung). Die Kugel am Ende der Federn habe die Masse m und wirsetzen voraus, daß sich die Kugel nur entlang der x-Achse bewegen kann.

Ecrivez le lagrangien et ensuite les equations de mouvement (equations d’Euler-Lagrange) pources deux systemes. Comment est le mouvement dans les deux cas ?

On peut remplacer les deux ressorts couples par un seul ressort effectif de raideur k. Exprimez k

en fonction de k1 et de k2 dans les deux cas.

k1

a)

k2

k k1 2m m

xx

y

b)

Indication: pour le cas b), on peut introduire une particule fictive, de masse nulle, a l’endroitou se termine le premier ressort. Ecrivez ainsi deux equations d’Euler-Lagrange et utilisez-en uneafin d’eliminer la particule fictive.

Bestimmen Sie die Lagrangefunktion und die Bewegungsgleichungen (Euler-Lagrange Gleichun-gen) fur beide Systeme. Wie ist in beiden Fallen die Bewegung ?

Man kann die gekoppelten Federn durch eine einzige effektive Feder der Steifigkeit k ersetzen.Drucken Sie, fur beide Falle, k durch k1 und k2 aus.

Hinweis: fur den Fall b) kann man ein fiktives Teilchen der Masse Null am Ende der ersten Federeinfuhren. Bestimmen Sie zwei Euler-Lagrange Gleichungen und verwenden Sie eine davon, umdas fiktive Teilchen zu eliminieren.

EXAMEN de ONDES, L1 CIP janv 2010

aucun document autorise (sauf dictionnaire francais ↔ allemand), calculatrice autoriseetotal: 20 points

Le texte des enonces est d’abord donne en francais, gefolgt von der Aufgabenstellung in Deutsch.Points pour les exercises/Punkte pro Aufgabe: 1: 8, 2: 12

1. En physique chimique, on considere souvent des molecules adsorbees a une surface. Le spectredes frequences de vibrations peut eventuellement renseigner sur al structure de telles molecules.

Nous considerons une molecule, formee de deux atomes des masses m1 et m2 et qui se place surune surface plane comme indique dans la figure, ou z decrit l’hauteur sur la surface.

Dans le cadre des mouvements de faible amplitude autour de la position d’equilibre, on remplacerales forces entre les atomes et avec la surface par des ressorts effectifs, de raideur k et K.

Calculez les frequences angulaires ω2 et les modes individuelles dans ce cadre.

Indication: pour le faire, il faut d’abord trouver la lagrangien du systeme et en deduire lesequations de mouvement (il y en a combien ?). Ensuite, un ansatz exponentiel donnera uneequation pour les ω2 sous forme d’une equation caracteristique.

1 2

kK

z

In der physikalischen Chemie betrachtet man oft auf Oberflachen adsorbierte Molekule. DieVibrationsfrequenzspektren konnen eventuell Informationen uber die Molekulstruktur enthalten.

Wir betrachten ein aus zwei Atomen der Massen m1 und m2 bestehendes Molekul, das aufeiner ebenen Flache wie in der Abbildung angedeutet plaziert wird, wobei z die Hohe uber derOberflache bedeutet.

Solange man nur Bewegungen mit kleiner Amplitude um die Gleichgewichtspositionen herumbetrachtet, kann man die Krafte zwischen den Atomen und mit der Oberflache durch effektiveFederkrafte (mit Steifigkeit k und K) ersetzen.

Berechnen Sie die Kreisfrequenzen ω2 und die einzelnen Bewegungsmoden in diesem Rahmen.

Hinweis: um dies durchzufuhren, muß man zunachst die Lagrangefunktion des Systems bestim-men und daraus die Bewegungsgleichungen ableiten (wieviele gibt es ?) Danach lieft dann einExponentialansatz eine Gleichung fur ω2, und zwar in Form einer charakteristischen Gleichung.

2. Le molecule d’ethine (ou acetylene) est un des hydrocarbures les plus simples et se construit apartir de deux atomes d’hydrogene (H) et deux atomes de carbone (C) qui s’arrangent dans unechaıne linaire, voir la figure.

Nous nous interessons a ses oscillations de faible amplitude autour des positions d’equilibre desatomes. Dasn ce cadre, on peut remplacer les veritables forces entre les atomes par des ressortseffectifs, dont les raideurs k, K sont aussi indiques dans la figure.(a) Combien des degres de liberte a-t-on dans ce systeme ?

(b) Trouvez le lagrangien L et les equations de mouvement. Dans la suite, on nommera ηi,i = 1, 2, 3, 4 les ecarts par rapport aux positions dequilibre.(c) Afin de simplifier les calculs, on va d’abord effectuer un changement de variables, comme suit:si l’on reflete le systeme par la ligne en pointillee dans la figure, il revient sur lui-meme et on peutconstater une symetrie. Afin d’y profiter, on peut introduire les nouvelles variables:

ζ1 :=1√

2(η1 − η4) , ζ2 :=

1√

2(η2 − η3) , ζ3 :=

1√

2(η2 + η3) , ζ4 :=

1√

2(η1 + η4) (1)

Si l’on effectue le reflexion par la ligne pointillee, comment se transforment-ils les variables ζi ?Classez ces variables en deux secteurs, dites de parite positive et negative.(d) Exprimez le lagrangien L a l’aide des ζi et obtenez des nouveau les equations de mouvement.Pouvez-vous constater une simplification ?(e) Effectuez, pour chaque secteur de parite separamment, un ansatz exponential afin de determinerles frequences angulaires ω2 et les modes individuelles du mouvement.

CH C H

1 2 3 4

x

k K k

Das Athinmolekul (oder Azetylen) ist eines der einfachsten Kohlenwasserstoffe und baut sich auszwei Wasserstoffatomen (H) und zwei Kohlenstoffatomen (C) auf, die in einer linearen Ketteangeordnet sind, vgl. die Abbildung.

Wir interessieren uns fur die Ozillationen mit kleiner Amplitude um die Gleichgewichtslage derAtome. In diesem Rahmen kann man die veritablen Krafte zwischen den Atomen durch effektiveFederkrafte mit den Steifigkeiten k, K ersetzen, wie es in der Abbildung angedeutet ist.(a) Wieviele Freiheitsgrade gibt es im System ?(b) Bestimmen Sie de Lagrangefunktion und die Bewegungsgleichungen. Im Folgenden werdendie Auslenkungen um die Gleichgewichtslage mit ηi, i = 1, 2, 3, 4 bezeichnet.(c) Um die Rechnungen zu vereinfachen, fuhre man zunachst eine Variablentransformation wiefolgt durch: falls man das Molekul an der gepunkteten Linie spiegelt, wird es auf sich selbstzuruckgefuhrt und man hat einen Symmetrie. Um diese auszunutzen, kann man die neuen Vari-ablen einfuhren:

ζ1 :=1√

2(η1 − η4) , ζ2 :=

1√

2(η2 − η3) , ζ3 :=

1√

2(η2 + η3) , ζ4 :=

1√

2(η1 + η4) (2)

Wenn man die Spiegelung an der gepunkteten Linie durchfuhrt, wie transformieren sich die Vari-ablen ζi ?Teilen Sie so die Variablen in zwei Sektoren ein, die Sektoren gerader und ungerader Paritat

genannt werden.(d) Drucken Sie die Lagrangefunktion L mit Hilfe der ζi aus und bestimmen Sie von Neuem dieBewegungsgleichungen. Haben sich die Dinge wirklich vereinfacht ?(e) Fuhren Sie, fur jeden Paritatssektor getrennt, einen Exponentialansatz durch, um so die Kreis-frequenzen ω2 und die einzelnen Bewegungsmoden zu bestimmen.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D’EXAMEN

DIPLOME Licence Physique-Chimie Durée du sujet 2 heures Epreuve de Mécanique du Point Nom des rédacteurs : F. Favier, T. Gourieux,

E. Aubert. Documents autorisés Session de Janvier X Documents non autorisés Date Janvier 2009 X Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

I) Questions de cours 1) i) Donner la relation générale reliant une force conservative et son énergie potentielle

associée. ii) Rappeler l’expression des composantes du vecteur gradient en coordonnées

cartésiennes. 2) i) Donner sous forme de schéma la définition du système de coordonnées cylindriques

(on fera apparaitre les coordonnées ainsi que les vecteurs de base cylindriques). ii) Donner l’expression du vecteur position dans la base cylindrique. 3) Démonstration de cours

Donner l’énoncé du théorème de l’énergie cinétique. Démontrer ce théorème en partant de la deuxième loi de Newton.

II) Energies potentielle et mécanique : Questionnaire à choix multiple. Pour chaque question, recopiez sur votre copie uniquement le numéro de la question et la lettre correspondant à la réponse que vous jugez correcte (pas de justification demandée). Pour chaque question, il y a toujours une réponse exacte, et une seule. Afin d'éviter les réponses données au hasard, il sera retiré, au-delà de 3 réponses fausses, 1 point par réponse fausse. Il est donc préférable de s'abstenir de répondre plutôt que de donner des réponses au hasard. 1) La formulation mathématique de l’énoncé du théorème du moment cinétique est :

a) ,Od M O Fdt

b)

,O

dM O F

dt

c) .OdOM m v

dt

d) il n’existe pas un tel théorème

2) Dans la base cylindrique et en utilisant les coordonnées cylindriques , le vecteur , ,r z

E

a pour expression :

a)

1

E

rE

zE

z

b)

E

rE

E

z

c)

1

E

rE

E

z

d)

1

E

rE

rE

z

3) Dans la base polaire et en utilisant les coordonnées polaires ,r , le vecteur vitesse a pour

expression : a) . .rv r u u

b) . . .rv r u r u

c) . . .rv r u r u

d) . . .r

drv u r

du

4) Dans la base polaire et en utilisant les coordonnées polaires ,r , le vecteur accélération a

pour expression :

a) . . 2. . . .ra r r u r r u b) . .ra r u u

c) 2. . 2. . . .ra r r u r r u d) 2. . 2. . .ra r r u r u

5) Dans le cas d’un problème à force (accélération) centrale on démontre que l’on obtient la loi des aires ; cette loi a pour expression mathématique (en utilisant les coordonnées polaires) : a) b) 2. constanter 2. 0r c) d) il n’existe pas de loi des aires 2. constanter III) Problème Mouvement hélicoïdal Un point matériel M est animé d’un mouvement défini par les équations :

.cos .

.sin .

.

x t a t

y t a t

z t b t

dans un système d’axes orthonormés directs Oxyz de base , ,i j k

et où a, b et sont des

constantes positives. 1) Nature du mouvement a) Ecrire les équations cartésiennes de la trajectoire de M sous la forme x f z ,

. y f z

b) Ecrire l’équation de la projection de cette trajectoire sur le plan xOy

b) Caractériser en quelques mots les mouvements projetés sur les axes et sur le plan xOy.

2) Vecteur vitesse

a) Calculer les composantes du vecteur vitesse v

dans la base , ,i j k

.

b) Déterminer l’expression de la norme du vecteur vitesse v v

.

c) Calculer l’angle formé entre ce vecteur vitesse et la direction Oz ; en déduire que cet angle est indépendant du temps.

d) En se rappelant que la vitesse s’écrit ds

vdt

, déterminer l’expression explicite de

l’abscisse curviligne en fonction du temps t et de a, b et (on choisira l’origine des abscisses telle que ). 0 0s t

e) Rappeler la définition du vecteur de la base de Serret-Frenet et déterminer ses

composantes dans la base , ,i j k

en fonction du temps t et de a, b et .

f) Rappeler la définition du vecteur n

de la base de Serret-Frenet et déterminer ses

composantes dans la base , ,i j k

en fonction du temps t et de a, b et .

g) Rappeler la définition du vecteur b

de la base de Serret-Frenet et déterminer ses

composantes dans la base , ,i j k

en fonction du temps t et de a, b et .

3) Vecteur accélération

a) Calculer les composantes du vecteur accélération a

dans la base , ,i j k

.

b) Déterminer l’expression de la norme du vecteur accélération a a

.

c) Rappeler les expressions générales des composantes tangentielle a et normale

de l’accélération en fonction de et du rayon de courbure R. na

a

v d) Montrer que a est nulle et en déduire que est indépendante du temps. na

e) Déterminer l’expression du rayon de courbure R en fonction de a, b et et montrer que celui-ci est indépendant du temps.

4) Rayon de torsion a) Qu’elle est l’information apportée par la connaissance du rayon de torsion T d’une

courbe ? b) Déterminer l’expression du rayon de torsion en fonction de a, b et et montrer que

celui-ci est le même pour tout point de la trajectoire. On rappelle les formules de Serret-Frenet :

1.

dn

ds R

1 1

.dn

bds R T

.

1

.db

nds T

UNIVERSITE HENRI POINCARE - NANCY IFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

DIPLOME : LPC (L1PC-S1)Epreuve de : Atomistique et Liaisons ChimiquesSession de : janvier 2010Date :Horaire :

SUJET D’EXAMEN

CODE APOGEE : LCPC1U04C1Duree du sujet : 1h30

Nom du coordinateur : G. MonardCalculette autorisee

Documents non autorises

Exercice 1

1. Ecrire les structures de Lewis des molecules suivantes en y detaillant, si besoin, toutes lesformes mesomeres :

NO−, HNO, NO−2 , HNO2, NO−3 , et HNO3

2. Etablir la geometrie des trois molecules neutres autour de l’atome d’azote en utilisantle modele VSEPR (type AXnEm, figure de repulsion, forme de la molecule et anglescaracteristiques entre les liaisons). Indiquer dans chaque cas l’hydridation de cet atomed’azote.

Exercice 2

Soit un atome de berylium Be :

1. Quelle est sa configuration electronique a l’etat fondamental ?

2. Calculer selon le modele de Slater rappele en annexe du sujet l’ecrantage d’un electronpositionne dans une orbitale 1s du berylium. Calculer l’ecrantage d’un electron positionnedans une orbitale 2s ?

3. Donner, toujours selon le modele de Slater, les valeurs des energies des orbitales ato-miques 1s et 2s.

4. Calculer l’energie de l’atome de berylium dans son etat fondamental selon le modele deSlater.

5. Sachant que l’energie experimentale d’un atome de berylium vaut -399.70 eV, calculerl’erreur relative du modele de Slater par rapport a la valeur experimentale.

6. Calculer l’energie d’un ion Be+ selon le modele de Slater.

7. Quel est le potentiel d’ionisation du berylium selon le modele de Slater ?

8. Sachant que le potentiel d’ionisation experimental du berylium vaut 9.34 eV, calculerl’erreur relative du modele de Slater par rapport a la valeur experimentale.

9. D’apres les deux erreurs relatives calculees precedemment, qu’en concluez-vous sur lavalidite du modele de Slater ?

1

Exercice 3

On considere l’atome de carbone (C) ainsi que la molecule diatomique C2 :

1. Quelle est la configuration electronique a l’etat fondamental de l’atome de carbone ?

2. Quel est le nombre d’electrons de valence et de cœur de l’atome de carbone ?

3. Les orbitales moleculaires des electrons de valence (OM Φ1...8) de la molecule diatomiqueC2 ont pour expression :

Φ1 = 0.657(2sa)−0.261(2paz )+0.657(2sb)+0.261(2pb

z )

Φ2 = 0.622(2sa)+0.335(2paz )−0.622(2sb)+0.335(2pb

z )

Φ3 = 0.707(2pay)+0.707(2pb

y)

Φ4 = 0.707(2pax)+0.707(2pb

x)Φ5 = 0.261(2sa)+0.657(2pa

z )+0.261(2sb)−0.657(2pbz )

Φ6 = 0.707(2pax)−0.707(2pb

x)Φ7 = 0.707(2pa

y)−0.707(2pby)

Φ8 = −0.335(2sa)+0.622(2paz )+0.335(2sb)+0.622(2pb

z )

ou 2sa, 2pax , 2pa

y , et 2paz sont les orbitales atomiques de valence du premier carbone, et

2sb, 2pbx , 2pb

y , et 2pbz sont les orbitales atomiques de valence du deuxieme carbone.

Les energies de ces OM (en eV) sont reportees dans le tableau suivant :

Φ1 Φ2 Φ3 Φ4 Φ5 Φ6 Φ7 Φ8

-30.856 -14.879 -11.168 -11.168 -3.106 1.031 1.031 4.848

Indiquer pour chacune des OM Φ1. . . Φ8 a quel type d’OM elle correspond (σ ou π ?,liante ou anti-liante).

4. Dessiner le diagramme des orbitales moleculaires en prenant soin : de nommer et classerles OM par ordre d’energie croissante, de respecter (grossierement au besoin) les ecartsenergetiques et de placer les electrons de valence dans leurs OM respectives 1.

5. A partir du diagramme des OM, donner la configuration electronique de C2.

6. La molecule C2 est-elle paramagnetique ou diamagnetique (justifiez) ?

7. Calculer l’ordre de liaison dans la molecule C2

8. Calculer la difference d’energie en eV entre l’orbitale moleculaire occupee par des electronsla plus haute en energie et l’orbitale moleculaire sans electron la plus basse en energie.Calculer la longueur d’onde qu’aurait un photon qui permettrait d’effectuer le transfertd’un electron entre ces deux OM.

Donnees : 1 eV = 1,6 .10−19 J ; h = 6,626 .10−34 J.s ; c = 3 .108 m.s−1 ;

1On ne demande pas ici de representer la forme des OM.

2

La-Lu

57-71

Ac-Lr

89-103

Tc

Lr

Pm

Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No

BhRf Db Sg Hs Mt

1

2

3

4

5

6

7

1.00791 4.00262

20.1801014.0077

39.9481835.45317

18.998915.9998

83.8036

131.2954

(222)86

12.0116

C

10.811

B

5

26.982

Al

13 28.086

Si

14 30.974

P

15 32.065

S

16

6.941

Li

3 9.0122

Be

4

22.990

Na

11 24.305

Mg

12

39.098

K

19 40.078

Ca

20 44.956

Sc

21 47.867

Ti

22 50.942

V

23 51.996

Cr

24 54.938

Mn

25 55.845

Fe

26 58.933

Co

27 58.693

Ni

28 63.546

Cu

29 65.39

Zn

30 69.723

Ga

31 72.64

Ge

32 74.922

As

33 78.96

Se

34 79.90435

85.468

Rb

37 87.62

Sr

38 88.906

Y

39 91.224

Zr

40 92.906

Nb

41 95.94

Mo

42

132.91

Cs

55 137.33

Ba

56

138.91

La

57

178.49

Hf

72 180.95

Ta

73 183.84

W

74

(223)

Fr

87 (226)

Ra

88

(227)

Ac

89

(98)43 126.90

I

53101.07

Ru

44 102.91

Rh

45 106.42

Pd

46 107.87

Ag

47 112.41

Cd

48

186.21

Re

75 190.23

Os

76 192.22

Ir

77 195.08

Pt

78 196.97

Au

79 200.59

Hg

80 204.38

Tl

81 207.2

Pb

82 208.98

Bi

83 (209)

Po

84 (210)

At

85

114.82

In

49 118.71

Sn

50 121.76

Sb

51 127.60

Te

52

H He

NeN

ArCl

FO

Kr

Xe

Rn

Br

IA

IIA

IIIB IVB VB VIB VIIB IB IIB

IVA VA VIA VIIA

VIIIB

VIIIA1

54

2

3

13 14 15 16 17

18

6 7 8 9 10 11 12

IIIA

6

7

174.97

Lu

71140.12

Ce

58

232.04

Th

90 231.04

Pa

91 238.03

U

92

140.91

Pr

59 144.24

Nd

60

(262)103

(145)61

(237)93 (244)94 (243)95 (247)96 (247)97 (251)98 (252)99 (257)100 (258)101 (259)102

150.36

Sm

62 151.96

Eu

63 157.25

Gd

64 158.93

Tb

65 162.50

Dy

66 164.93

Ho

67 167.26

Er

68 168.93

Tm

69 173.04

Yb

70

(264)107(261)104 (262)105 (266)106 (277)108 (268)109

10.811

B

5

13 IIIA

Copyright EniG. (eni@ktf-split.hr)© 1998-2002

(281)

Uun

110 (272)

Uuu

111 (285)

Uub

112 (289)

Uuq

114

HYDROGÈNE HÉLIUM

NÉONAZOTE

ARGONCHLORE

FLUOROXYGÈNE

KRYPTON

XÉNON

RADON

CARBONEBORE

ALUMINIUM SILICIUM PHOSPHORE SOUFRE

LITHIUM BÉRYLLIUM

SODIUM MAGNÉSIUM

POTASSIUM CALCIUM SCANDIUM TITANE VANADIUM CHROME MANGANÈSE COBALT NICKEL CUIVRE ZINC GALLIUM GERMANIUM ARSENIC SÉLÉNIUM BROME

RUBIDIUM STRONTIUM YTTRIUM ZIRCONIUM NIOBIUM MOLYBDÈNE

CÉSIUM BARYUM

LANTHANE

HAFNIUM TANTALE TUNGSTÈNE

FRANCIUM RADIUM

ACTINIUM

TECHNÉTIUM IODERUTHÉNIUM RHODIUM PALLADIUM ARGENT CADMIUM

RHÉNIUM OSMIUM IRIDIUM PLATINE OR THALLIUM PLOMB BISMUTH POLONIUM ASTATE

INDIUM ETAIN ANTIMOINE TELLURE

PÉ

RIO

DE

GROUPE

FER

MERCURE

Lanthanides

Actinides

LUTÉTIUMCÉRIUM

THORIUM PROTACTINIUM URANIUM

PRASÉODYME NÉODYME

LAWRENCIUM

PROMÉTHIUM

NEPTUNIUM PLUTONIUM AMÉRICIUM CURIUM BERKÉLIUM CALIFORNIUM EINSTEINIUM FERMIUM MENDELÉVIUM NOBÉLIUM

SAMARIUM EUROPIUM GADOLINIUM TERBIUM DYSPROSIUM HOLMIUM ERBIUM THULIUM YTTERBIUM

BOHRIUMRUTHERFORDIUM DUBNIUM SEABORGIUM HASSIUM MEITNERIUM

http://www.ktf-split.hr/periodni/fr/

Lanthanides

Actinides

TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

BORE

NOMBRE ATOMIQUE

NOM DE L'ÉLÉMENT

SYMBOLE

MASSE ATOMIQUE RELATIVE (1)

NUMÉRO DU GROUPECHEMICAL ABSTRACT SERVICE

(1986)

NUMÉRO DU GROUPERECOMMANDATIONS DE L'IUPAC

(1985)

UNUNNILIUM UNUNUNIUM UNUNQUADIUMUNUNBIUM

(1) Pure Appl. Chem., , No. 4, 667-683 (2001)73

Editor: Michel Ditria

La masse atomique relative est donnée aveccinq chiffres significatifs. Pour les éléments quin'ont pas de nucléides stables, la valeur entreparenthèses indique le nombre de masse del'isotope de l'élément ayant la durée de vie laplus grande.

Toutefois, pour les trois éléments Th, Pa et Uqui ont une composition isotopique terrestreconnue, une masse atomique est indiquée.

Le modele de Slater

Contrairement a l’atome d’hydrogene et aux ions hydrogenoıdes, l’energie totale d’un atome a plusieurselectrons n’est pas calculable de maniere analytique simple. John C. Slater a developpe dans les annees1929-1930 un moyen calculatoire simple pour retrouver ces energies : le modele de Slater. Cette theorieempirique est basee sur les hypotheses suivantes :– pour tout atome polyelectronique, chaque electron d’une sous-couche n, l constitue avec le noyau

de charge Z un systeme hydrogenoıde fournissant une contribution −IZ∗n,l

2

n2 (avec I = −13.6eV) al’energie totale de l’atome.

Z∗n,l est appelee la charge nucleaire effective “vue” par l’electron de la sous-couche n, l. Il est differentde Z car les autres electrons localises sur la couche n, l ainsi que dans les sous-couches inferieuresecrantent le noyau (effet d’ecran). On a donc Z∗n,l < Z, soit Z∗n,l = Z−σn,l avec σn,l la constanted’ecran (> 0).

– l’energie totale de l’atome est egale a la somme algebrique des contributions de chaque couple

electron-noyau : E =e∑

iεi = ∑

n,lgn,lεn,l =−∑

n,lgn,lI

Z∗n,l2

n2

(avec gn,l le nombre d’electron dans une sous-couche n, l).

– J.C. Slater propose un moyen simple d’evaluer σn,l : la constante d’ecran est la somme de contribu-tions elementaires (les coefficients d’ecran) calculees selon :

electron electron faisant ecranconsidere 1s 2s,2p 3s,3p 3d 4s,4p 4d

1s 0.302s,2p 0.85 0.353s,3p 1 0.85 0.35

3d 1 1 1 0.354s,4p 1 1 0.85 0.85 0.35

4d 1 1 1 1 1 0.354 f 1 1 1 1 1 1

2

UNIVERSITE HENRI POINCARE FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : Licence Physique Chimie Spécialité Chimie organique UE Chimie générale LCPC1U04 Décembre 2009

Nom du rédacteur : P. GERARDIN Documents non autorisés Calculettes non autorisées Durée de l'épreuve : 1h30 Enoncé de 2 pages

Exercice 1 Représenter le (cis)-1,2-diméthylcyclohexane et le (trans)-1,4-diméthylcyclohexane dans leur conformation la plus stable. Justifier votre réponse en faisant apparaître les interactions stériques responsables de la déstabilisation de la conformation la moins stable. Combien de conformations peuvent exister ?

Exercice 2 Représenter les molécules dont le nom est indiqué ci-dessous : a) (S)-pentan-2-ol b) (R)-2-chloro-2-méthyl-3-(1-methylethyl)hexane c) heptanoate de methyl d) (Z)-2-chloropent-2-ène Préciser la formule brute de chacune des molécules précédentes ainsi que le nombre de stéréoisomères auxquels elles peuvent donner lieu.

Exercice 3

Me

Me

Me

Me

a) b) c)

CH2OH

OHH

CH2OH

OHHd)

CH3

OH

H

H

HH

Indiquer et préciser la configuration absolue des atomes de carbone asymétrique présents dans chacune des molécules représentées ci-dessus. Indiquer si les molécules précédentes sont chirales en justifiant clairement votre réponse. Exercice 4 Pour chacune des molécules ci dessous, donner les représentations manquantes.

a)

b)

c)

CH2OH

OHH

CH2OH

OHH

en représentation de Cram? en représentation cavalière?

........................ .......................

H

HOOC OHH

OHHOH2C en représentation de Fischer? en représentation cavalière?

........................ .......................

H

Cl OHH

HH en représentation de Fischer? en représentation de Cram?

........................ .......................

Exercice 5 L’acide tartrique de formule brute C4H6O6 correspond à la formule HOOC-CHOH-CHOH-COOH. - Combien de formes stéréoisomères peuvent-elles exister? - Représenter tous les stéréoisomères de l’acide tartrique en décrivant les relations stéréochimiques existant entre chacun de ces composés (énantiomère ou diastéréoisomère). - Attribuer la configuration absolue de chacun des carbones asymétriques de ces stéréoisomères. - Est-il possible de séparer les stéréoisomères précédents? En faisant réagir le mélange d’acides (R,R) et (S,S) tartrique avec la cinchonine (amine naturelle existant sous forme énatiomèriquement pure), Pasteur parvint en 1853 a séparer les sels diastéréoisomères par cristallisation fractionnée. Les acides tartriques énantiomères sont ensuite obtenus facilement par acidification du mélange. Expliquer

Cinchonine

Exercice 6 Classer en justifiant votre réponse les composés suivants par ordre d’acidité décroissante. CH3COOH, CF3COOH, CF3CH2OH, CH3CH2OH, CH3OH Exercice 7 Le chlorure de benzyle (I) et le chlorure de paraméthoxybenzyle (II) sont traités dans l’éthanol pour conduire aux éthers correspondants selon un mécanisme de type SN1 :

CH2ClEtOH

X

I : X=HII : X = OCH3

CH2OEt

X

- Tracer le diagramme énergétique de ces deux réactions. - Expliquer en justifiant votre réponse pourquoi le chlorure de paraméthoxybenzyle réagit mieux que le chlorure de benzyle.

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45 # 56 4789

# 9

L1 PC : UE d’ouverture, le globe terrestre

Examen 1ère

session, janvier 2009

Cécile FABRE Durée une heure sans document, sans calculatrice

RENDRE LES FIGURES AVEC VOTRE COPIE

Les brouillons ne seront pas corrigés. La rédaction doit être faite au stylo, le crayon papier n’est pas

valable pour une copie d’examen. Le crayon peut à la rigueur être utilisé pour les schémas, à

l’exception des légendes, ainsi que des annotations portées sur ces schémas.

Vous devez fournir une copie propre, des explications claires et des schémas soignés. Vous devrez

notamment respecter les indications suivantes :

- vocabulaire scientifique précis - syntaxe claire - respect de l’orthographe et de la grammaire - rédaction sans abréviation

ETUDE DE DOCUMENTS 14 points

Le document 1 présente la répartition des principaux tremblements de terre enregistrés à la

surface du globe. Sur ce document et en justifiant votre choix, vous devez :

1. Associer à une zone géographique chacun des différents contextes géodynamiques

suivants : A subduction, B collision, C coulissage, D océanisation, E rides

océaniques, F point chaud

2. Sur le document 1, délimiter les différentes plaques lithosphériques et les numéroter,

les nommer sur votre copie de rédaction.

3. Identifier les zones colorées en bleu clair.

Le document 2 présente les variations des teneurs en gaz de CO2 et CH4 de l’atmosphère

terrestre. Vous devez :

4. Préciser l’échelle des abscisses

5. Commenter et expliquer les évolutions des teneurs des gaz

6. Tracer sur le document les variations que l’on peut attendre de la température, par

rapport à la température actuelle. Justifiez votre réponse.

7. Rappeler comment il a été possible de connaitre la composition de l’atmosphère

passée.

QUESTIONS DE COURS 6 points

8. Quels sont les âges de l’Univers, de notre galaxie, la nommer et de la Terre ?

9. Nommez un grand bassin versant à l’échelle du globe

10. Quel est l’âge maximal de la croûte océanique ? justifier votre réponse.

Document 1

Document 2

UNIVERSITE DE NANCY I

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME L1SM Cursus Intégré Nom des rédacteurs : M. Dossot

Epreuve : UE LPC1U07

Epreuve de Chimie des Solutions

Durée du sujet : 1 heure

Documents autorisés

Session de Janvier 2010 Documents non autorisés

Date Calculatrices autorisées

Horaire Calculatrices non autorisées

Toutes les réponses doivent être soigneusement justifiées.

Aucune formule non démontrée ne sera acceptée.

Exercice 1 :

On réalise le mélange à 25°C de deux solutions :

⇒ V1 = 200 mL d’une solution 1 d' ammoniaque (base faible) NH3 de concentration c1 = 0,020

mol L-1

.

⇒ V2 = 400 mL d’une solution 2 de chlorure d’ammonium (acide faible) NH4Cl de concentration

c2 = 0,015 mol L-1

.

On suppose qu'après le mélange, le volume final est V1+V2. On appelle solution 3 le mélange

obtenu.

a) Calculez, en précisant vos hypothèses et en les justifiant, le pH de la solution 1 d'ammoniaque.

b) Quel nom donne-t-on à la solution 3 ?

c) Quelles sont les concentrations initiales (juste après le mélange) de NH3 et NH4+ dans la

solution 3 ?

d) Calculez, en précisant vos hypothèses et en les justifiant, le pH de la solution 3.

e) Quelles sont les concentrations finales de NH3 et NH4+

dans la solution 3 ?

Données : pKa(NH4+/NH3) = 9,2 ; pKe(25°C) = 14.

Exercice 2 :

On réalise une pile comprenant une électrode de zinc (Zn) plongeant dans une solution à

C1 = 0,1 mol. L-1

de nitrate de zinc (Zn2+

, 2 NO3-) et une électrode d'argent (Ag) plongeant dans

une solution à C2 = 0,1 mol. L-1

de nitrate d'argent (Ag+, NO3

-).

a) Faire un schéma de la pile en indiquant les polarités des électrodes, les demi-réactions

électroniques mises en jeu aux électrodes, le sens de parcourt des électrons et le sens

conventionnel du courant. Un pont salin ayant comme électrolyte NH4+, NO3

- relie les deux

compartiments.

b) La pile fonctionnerait-elle si on remplaçait le pont salin par un fil de platine (justifiez la

réponse) ?

c) Calculer la fém de la pile à 298 K.

Données à 298 K : E° ( Ag+/Ag ) = + 0,80 V/ENH ; E° ( Zn

2+/Zn ) = - 0,76 V/ENH.

Exercice 3.

Le potentiel standard du couple (MnO4-/Mn

2+) vaut E0 = +1,51 V/ENH.

a) Quel est le nombre d'oxydation de Mn dans MnO4-? Dans Mn

2+?

b) Ecrire la demi-équation électronique associée à ce couple.

c) Donner l'expression théorique et calculer le potentiel de Nernst E de ce couple pour des

concentrations de 0,2 mol L-1

en MnO4-, 0,5 mol L

-1 en Mn

2+ et un pH = 4.

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I

FACULTE DES SCIENCES

EXAMEN DE JANVIER 2010

Licence LCMA - 1ère année Durée du sujet : 3HAnalyse 1 - Semestre d’automne Responsable : G. EguetherCalculatrices non autorisées Documents non autorisés

Exercice 1

Calculer la dérivée n−ième de la fonction f définie sur ] 0, +∞ [ par

f(x) =1√

x.

On exprimera le résultat final avec des factorielles.

Exercice 2

Soit f une fonction définie et continue sur [u, v ] , dérivable sur ]u, v [ , telle que f(u) = f(v) = 0,et soit a un nombre réel n’appartenant pas à [u, v ] .En introduisant la fonction g définie sur [u, v ] par

g(x) =f(x)

x − a,

montrer qu’il existe c dans ]u, v [ tel que

f ′(c) =f(c)

c − a.

Faire un dessin illustrant le résultat obtenu.

Exercice 3

Calculer les intégrales

I =

π/4∫

0

dx

cos x(sin x + cos x)et J =

1∫

0

x arctan x dx .

T.S.V.P

1

Exercice 4

Pour tout x réel on pose

f(x) = x2e−x2

et F (x) =

2x∫

x

f(t) dt .

a) Etudier les variations de f .

b) Montrer que F est impaire.

c) Calculer F ′(x) pour tout x réel et étudier son signe.

d) Montrer que pour x ≥ 1, on a

0 ≤ F (x) ≤ x3e−x2

.

En déduire la limite de F à +∞.

e) Trouver un encadrement analogue de F (x) lorsque 0 < x < 1/2 et en déduire qu’au voisinagede 0 on a F (x) = (x2).

f) Donner l’allure de la courbe représentative de F .

Exercice 5

Etudier au voisinage de 0 la courbe paramétrée par

x(t) = 1 + t ln(1 + t) et y(t) = t2(

1 −t

3

)

ch t

et faire le dessin correspondant.

Exercice 6

Etudier et représenter la courbe paramétrée par

x(t) =t

1 − t2et y(t) =

t2

1 − t.

On précisera en particulier les trois asymptotes de la courbe et la position de la courbe parrapport à l’asymptote oblique.

2

PCM – UHP Nancy 1 - January 2010

I.

Note / 20 Note / 80 APPRECIATIONS EXPLIQUANT LA NOTE CHIFFREE:

GreenGreenGreenGreen means go means go means go means go

I Décidez si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses. Inscrivez V ou F dans l’espace prévu à cet effet. (22 points)

Attention ! Barème dégressif pour cet exercice ___ 1- Au Royaume-Uni, les voitures à elles seules génèrent un quart des gaz à effets de serre.

___ 2- Le gouvernement britannique vient d’adopter officiellement une mesure qui vise à diminuer les émissions nocives provenant des transports d’ici 2050.

___ 3- Cette mesure va générer 1,2 millions d’emplois d’ici 2020.

___ 4- Le domaine des énergies ‘vertes’ regorge de personnel qualifié.

___ 5- Rolls Royce et BAE Systems sont de très bons exemples de compagnies ‘vertes’.

___ 6- Les mesures gouvernementales ne vont s’appliquer qu’aux plus grosses firmes de transport routier dans un premier temps.

___ 7- Le Département de l’Energie britannique privilégie le choix des voitures électriques à l’avenir, telles que le modèle ‘Aptera’.

___ 8- Malgré l’absence d’infrastructure adéquate, Jeff Hardy, du Centre de Recherche sur l’Energie à Londres, est optimiste car le Royaume-Uni est déjà en mesure à l’heure actuelle de fournir l’énergie nécessaire à tous les véhicules électriques futurs du pays.

___ 9- Les piles à combustibles représentent le procédé énergétique le plus efficace à ce jour mais restent d’un coût élevé, ce qui freine leur utilisation massive.

___ 10- Il existe aujourd’hui un tout nouveau procédé qui permet de créer des carburants ‘verts’ pour les avions à partir de CO2.

___ 11- Quant aux trains ‘verts’, ils sont également inclus dans les projets gouvernementaux pour désengorger le trafic aérien des vols intérieurs courts.

UNIVERSITE HENRI POINCARE

NANCY 1 FACULTÉ DES SCIENCES

Diplôme : L1- M/SPI/I & L1- PC- sujet commun

Année : 2009-2010

Matière :ANGLAIS

Date : janvier 2010

Sujet : P.Collin-Metzger

PCM – UHP Nancy 1 - January 2010

II Replacez les mots de liaison suivants, extraits du texte, en fonction de leur ordre logique d’apparition dans le texte et traduisez-les en contexte: (16 points)

as – despite – even – for instance – nevertheless – what’s more – while – yet

- ……………………… = ……………………… - …………………….. = ……………………. - ……………………… = ……………………… - …………………….. = ……………………. - ……………………… = ……………………… - …………………….. = ……………………. - ……………………… = ……………………… - …………………….. = …………………….

III Vocabulaire. (42 points)

A] Trouvez les équivalents anglais des mots suivants dans les paragraphes délimités : (10 points)

1- to give (offer)( intro) = ………………………... 6- entire (l.70 à 80) = ………………………….

2- to announce (l.1 à 10) = ……………………….. 7- aim (l.80 à 90) = ……………………………

3- to change (l.10 à 20) = ………………………… 8- an apparatus (l.110 à 120) = ………………...

4- additional (l.10 à 20) = ………………………… 9- a hurdle (l.130 à 140) = ……………………

5- big (l.40 à 50 ) = ………………………………. 10- tight (l.140 à 150) = ………………………..

B] Trouvez les antonymes anglais des mots suivants dans les paragraphes délimités : (10 points)

1- tiny (l.20 à 30) ≠ ………………………………..

2- a lack (l.20 à 30) ≠ ……………………………...

3- narrow (l.30 à 40) ≠ …………………………….

4- small (l.40 à 50) ≠ ………………………………

5- to drop (l.160 à 170) ≠ ………………………….

C] Traduisez les mots/groupes de mots suivants extraits du texte : (10 points)

1- greenhouse gas (l.7) : ……………………………………………………………………………....

2- sustainable development (l.51) : …………………………………………………………………...

3- funding (l.52) : ……………………………………………………………………………………..

4- meet the CO2 reduction target (l.89-90) : ………………………………………………………….

5- a fuel cell (l.118) : ………………………………………………………………………………….

D] Trouvez l’équivalent anglais des mots suivants dans les paragraphes délimités : (12 points)

1- façonner (col.1) : …………………….... 7- les cultures (col.4): ………………………………….

2- une menace (col.1): …………………… 8- les déchets (col.4): ………………………………….

3- le réservoir (col.3): ……………………. 9- alimenter (en énergie) (col.4) : ……………………...

4- actuellement (col.3): ………………….. 10- la croissance, l’expansion (col.6): …………………

5- disponible (col.3): …………………….. 11- une usine (col.6): …………………………………..

6- lancer (col.3): …………………………. 12- dépendant (col.6): ………………………………….

THE INSIDER

Green means go From electric cars that resemble spaceships to fuels made using atmospheric carbon dioxide, the quest for greener transport offers some surprising vistas. Is this all wishful thinking, or is there a real career to be made out of providing green energy for the transport industry? Catherine de Lange investigates

SOCIETY has tended to be shaped by its modes of transport, from the horse and cart to the car and the plane. Now, though, our world and its transport systems are being shaped by the threat from climate change. In the UK, transport alone accounts for around a quarter of greenhouse-gas emissions, so the big question is how we can make it green.

This challenge has become more pressing since the government released its white paper on energy and climate change in July. With slashing emissions by 80 per cent by 2050 now an official target, the focus of transport research has shifted from miles per hour to miles per gallon, says Roger Kemp, professor of engineering at Lancaster University.

This shift has been helped by the white Have your say

What will transport look like in 50 years? "Planes might skim the ocean's surface and fly from harbour to harbour, like the Ekranoplan concept developed by the Russians during the cold war" John Barton, director of technology transfer at Air Fuel Synthesis in Uxbridge, Middlesex "Cars might travel down the motorway with no drivers, tracked by satellite, using biofuel or electricity to travel long distances" Barry Potier, co-founder of Resourcing Solutions, a renewable-energy recruitment consultancy in Ruscombe, Berkshire "Ferry speeds will be reduced and smoking funnels will be replaced with the whine of a fuel cell-powered electric motor whose waste product -water - can be safely discharged over the side" Tristan Smith, mechanical engineering research assistant at University College London

paper's focus on green transport, and boosted by its prediction that an estimated 1.2 million extra green energy jobs will be created by 2020. "Green energy for transportation is a huge marketplace," says Barry Potier from Resourcing Solutions, a recruitment consultancy based in Ruscombe, Berkshire, that specialises in renewable energy.

To sustain this marketplace, the UK will need a strong base in terms of expertise. Combine this with the fact that there is a real shortfall in people with the technical skills required, says Potier, and those who have the qualifications can have their pick of the jobs. "Energy should be the career of choice for all scientists, technicians and engineers at the moment – it's a no-brainer," adds Kemp.

So where should you begin? In such a broad industry the options can be overwhelming, so focus on getting a grounding in an applied science or engineering, advises Tristan Smith, a mechanical engineering research assistant at University College London. "Employers are looking for excellent knowledge of first principles, rather than someone who can just 'talk the talk' ".

It doesn't necessarily pay to start with the greenest companies either. Large engineering firms, such as Rolls-Royce or BAE Systems, might not be the poster boys of sustainable development at the moment, says Smith, but they do have the funding and graduate training schemes to give you the best start.

All transport methods will be affected by the government's target, with the Royal Society saying that "radical" changes in how we travel and the way we fuel our vehicles will be needed. So which area should you specialise in?

Road transport is ahead of the game, having received some of the biggest investments for green projects. Steven Chu, the US Secretary of Energy, has stated his belief in the "inevitable transition to electricity as the energy for our personal transportation". Even Google is investing

in green cars, bankrolling the futuristic Aptera – which not only looks good, but runs off electricity too. ...... despite this support there is still a

long way to go. "Your electric car is only as green as your electricity supply," says Jeff Hardy, from the UK Energy Research Centre in London. One of the biggest challenges will be to make sure the electricity we use to charge our cars is low-carbon. ...... , we will need a whole new

infrastructure to charge them – think exchanging your battery when you stop at a service station rather than filling the tank. This infrastructure just doesn't exist yet. Then there is all the energy needed to run the new system: "Switching 23 million cars to electric, that requires quite a large extra chunk of electricity that we don't currently produce," says Hardy. According to Smith, these challenges are no bad thing. "If we are going to meet any of our CO2 reduction targets, there's so much for engineers to get stuck into. For anyone who enjoys a challenge, this is the most exciting time since the industrial revolution."

…… electricity for cars is seen as a winning

"Employers are looking for knowledge of first principles, rather than someone who can just 'talk the talk"

investment, biofuels are more contentious. A recent study by the European Commission predicts that, of all the renewables, biofuels will offer the most career opportunities in the future. Yet confidence in this energy source is far from universal, as producing biofuel would involve encroaching on agricultural land. …… if you could power all cars with it, no one would be able to eat, argues Kemp. …… these doubts, there is cash

available for research. This year the Biotechnology and Biological Sciences Research Council invested £27 million in biofuels by launching the

New Scientist September 2009 PCM – UHP Nancy1

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To search more opportunities go to www.NewScientist Study.com

Sustainable Bioenergy Centre, a partnership between academia and industry. There is still hope for biofuels, says Hardy, because there is a lot of interest in what comes next – second and third-generation technologies which move us away from crops as a fuel source and towards using agricultural waste, …… . Using fuel cells to power vehicles is another exciting and hotly debated prospect. "A fuel cell gives us the highest efficiency device for producing electricity that we know of. It produces very low emissions too, so it's efficient and it's clean," says Nigel Brandon,

Save the planet while looking chic in Google's electric car

director of the Energy Futures Lab at Imperial College London. …… , issues such as refuelling and ensuring the energy comes from renewable sources are proving problematic, as is the fact that fuel cells are still expensive to produce. "We need to work to make those fuel cells cheaper, and to do so we need to develop new materials," says Brandon. All these obstacles stand between fuel-cell cars and the mass market. So is it a career dead end

for young scientists? Not according to Brandon. "We absolutely

have to address our emissions from the transport sector and there are very few ways we can do it," he says. "For young scientists and engineers in the years ahead there are tremendous opportunities to make a contribution. The challenges are there and fuel cells are part of the solution."

Green Flying It's not just road traffic that needs to become greener. Flights are on the increase, with "startling growth" predicted for the next 20 or 30 years, says Hardy. "It is also incredibly difficult to decarbonise because you have very strict regulations," he says. So can we really make aviation green? Yes, says John Barton, director of technology transfer for Air Fuel Synthesis in Uxbridge, Middlesex. They are working on a method for capturing atmospheric C02 and combining it with hydrogen to make petrol, diesel and kerosene. The plan is to build pilot plants to demonstrate the technology, which could ultimately be installed on aircraft. "This is an excellent area for young scientists to work in," says Barton. "There are many avenues to explore, from different physical and chemical ways of capturing C02 to fuel production technologies."

Rail is still one of the greenest modes of travel, with electric trains becoming greener the electricity grid decarbonises. And the number of electrified lines is due to increase. The government recently announced that £ 1.1 billion will be spent on electrifying the line from London to south Wales, and is planning to create more high-speed rail links as an alternative to domestic and short-haul flights. "That means big potential for jobs in the future," says Hardy. "If the government becomes more serious about high-speed rail then there are all sorts of challenges - track work, engines, cables - so a lot of engineering needs to be done."

The world will depend on scientists to help wean us off the internal-combustion engine on which we have grown so reliant, says Smith. "We need to rethink everything from commuting to work to the synthetic fibres that are used to make your office chair," he argues. …… engineering goes, there aren't many careers with such a great feel-good factor, as Barton points out: "I'm doing something good for the world, building the future and doing something new. It's a very exciting time."

Catherine de Lange is a science writer based in London

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Licence 1, semestre 2 Informatique pour les scientifiques

Janvier 2010 durée : 2 heures Documents autorisés

L’énoncé comprend deux pages. Le barème est indicatif. Les exercices sont indépendants, en revanche, les questions desexercices peuvent ne pas l’être. La concision, la clarté et la lisibilité des réponses sont de rigueur (il en sera tenu compte lors de lacorrection). Par exemple, il est demandé que les algorithmes soient soigneusement indentés et que les notations décrites en courssoient respectées.

Les exercices 1 et 2 d’une part et 3 et 4, d’autre part, doivent être rédigés sur des copies séparées (un correcteur pour lesexercices 1 et 2, un autre correcteur pour les exercices 3 et 4).

Ex. 1. (7 points)Un rationnel est représenté par deux entiers p et q, où q est non nul. On le note

p

q, p s’appelle le numérateur et q, le dénominateur.

Cet exercice vise à donner une implantation informatique des rationnels. On utilisera une notation mathématique classiquepour les entiers (0, +, −, etc.).

Q1 (1 pt) On veut représenter le type rationnel représentant les rationnels, par un enregistrement à deux champs : num et dénom(numérateur et dénominateur). Par exemple, écrire_num(−6,écrire_dénom(35,zéro)) est une représentation du rationnel− 635

. zéro est une constante de type rationnel de valeur01

. Autrement dit, lire_num(zéro) vaut 0 et lire_dénom(zéro)vaut 1. Les opérations primitives sur le type rationnel sont donc les constructeurs zéro, écrire_num et écrire_dénom et lesaccès lire_num et lire_dénom.

Écrire les profils de ces opérations primitives.

Q2 (2 pts) Écrire un jeu d’axiomes liant ces opérations primitives.

Q3 (1 pt) Deux rationnels peuvent être égaux en ayant des numérateurs et dénominateurs différents. Par exemple,− 23

=4− 6

.

De façon générale, on aa1

b1=

a2

b2si et seulement si a1 × b2 = a2 × b1 (où × dénote la multiplication entre entiers).

Écrire un jeu d’axiome(s) pour l’égalité entre rationnels.

Q4 (1 pt) Soita1

b1et

a2

b2deux rationnels. Leur somme et leur produit sont définis par :

a1

b1+

a2

b2=

a1 × b2 + a2 × b1

b1 × b2

a1

b1× a2

b2=

a1 × a2

b1 × b2

Écrire un jeu d’axiome(s) pour la somme de deux rationnels.Écrire un jeu d’axiome(s) pour le produit de deux rationnels.

Q5 (1 pt) En s’appuyant sur les opérations ci-dessus, écrire un algorithme pour la somme des éléments d’un tableau de rationnels.

Q6 (1 pt) Comment modifier l’algorithme de la question précédente pour avoir le produit des éléments d’un tableau de rationnels?

Ex. 2. (3 points)Soit le type liste des listes dont les éléments sont des caractères. Il est muni des opérations primitives habituelles : cons,l_vide, est_vide, prem et reste.

Soit le types arbre des arbres binaires dont les éléments sont de type typélt. Il est muni des opérations primitives habi-tuelles : cons, a_vide, est_vide, racine, filsG et filsD.

Notons qu’il y a deux opérations cons et deux opérations l_vide et que l’ambiguïté est levée par le contexte : cons(x,L) estnécessairement une liste alors que cons(r,G,D) est nécessairement un arbre (2 ou 3 paramètres, respectivement) ; est_vide(X)est un booléen et il s’agit de l’opération est_vide sur les listes si X est une liste et sur les arbres si X est un arbre.

Q1 (1 pt) Un chemin est une liste dont les éléments sont tous l’un des deux caractères ’G’ et ’D’ (pour « gauche » et « droite »,respectivement). Par exemple (’G’ ’D’ ’G’ ’D’ ’D’) est un chemin. L’opération est_chemin teste si une liste est un chemin.

Définir l’opération est_chemin soit par un jeu d’axiome(s), soit par un algorithme (au choix).

Q2 (2 pts) Soit L un chemin et A un arbre. L va permettre de sélectionner un sous-arbre de A : il suffit de suivre le chemin L enprenant les directions (gauche ou droite) successives de L pour parcourir l’arbre A. Par exemple, si L = (’G’ ’D’ ’D’), alorssous_arbre(L,A) = filsD(filsD(filsG(A))).

Décrire un exemple.Donner un jeu d’axiome(s) pour l’opération sous-arbre.

Ex. 3. (4 points)Un palindrome est une chaîne de caractères qui se lit de la même façon dans les deux sens (de gauche à droite et de droite àgauche). Par exemple, "ANNA" et "RADAR" sont des palindromes.

Q1 (2 pts) Écrire l’algorithme de la fonction est_palindrome qui prend en paramètre une chaîne de caractères ch et qui retourneVRAI si et seulement si ch est un palindrome.

On notera longueur(ch) le nombre de caractères de ch et ch[i] le ième caractère de ch (0 6 i 6 longueur(ch)− 1).

Q2 (1 pt) Traduire cet algorithme en C.

Q3 (1 pt) Soit la fonction en_majuscule qui à une chaîne de caractères ch1 associe la chaîne de caractères ch2 de mêmenombre de caractères et telle que si ch1[i] est une lettre minuscule, alors, ch2[i] est la lettre majuscule correspondante et sinon,ch2[i] est égal à ch1[i]. Par exemple, si ch1 prend les valeurs "Radar", "OTTO" et "aBc123", en_majuscule(ch2) prendrarespectivement les valeurs "RADAR", "OTTO" et "ABC123".

Soit la fonction est_palindrome_modulo_casse qui teste si une chaîne est un palindrome, modulo la casse (i.e., la diffé-rence majuscules-minuscules). Par exemple, est_palindrome_modulo_casse("Anna") retourne VRAI alors queest_palindrome("Anna") retourne FAUX.

Donner un algorithme pour est_palindrome_modulo_casse en vous appuyant sur les fonctions est_palindrome eten_majuscule.

Ex. 4. (6 points)Soit ensemble, le type des ensembles finis de typélt (où typélt est un type donné). Ses opérations primitives sont :

– ens_vide : représente l’ensemble vide : ∅.– ajouter : ajouter(x,E) est l’ensemble obtenu en ajoutant x à E.– est_videens : est_videens(E) signifie que E est l’ensemble vide.– soit : soit(E) donne un élément de E si E est non vide et génère une erreur sinon (la spécification n’en dit pas plus).– supprimer : supprimer(x,E) est l’ensemble obtenu en supprimant x de E (si x n’appartient pas à E, cette opération

laisse E inchangé).Par exemple, l’algorithme suivant décrit la fonction qui teste l’appartenance d’un typélt à un ensemble :fonction appartient (x : typélt, E : ensemble) : booléen

var y : typéltdébut

si est_vide (E)alors retourner faux

fsiy := soit (E)retourner (x = y) ou appartient (x, supprimer (y, E))

fin

Q1 (1 pt) Soit l’opération cardinal qui à un ensemble fini associe le nombre de ses éléments. Donner un jeu d’axiome(s) ou unalgorithme de cette opération (au choix).

Q2 (3 pts) Soit inter, l’opération qui donne l’intersection de deux ensembles. Donner un algorithme récursif et un algorithmeitératif de cette opération.

Q3 (2 pts) Soit liste, le type des listes dont les éléments sont des typélt, muni des opérations primitives habituelles (l_vide,cons, est_vide, prem et reste). On veut représenter un ensemble grâce à une liste. Par exemple, l’ensemble a,b,c pourraêtre représenté par l’une des listes suivantes : (a b c), (c a b), (b a a c b), etc.

Pour chacune des opérations primitives de ensemble, donner un jeu d’axiomes(s) qui l’implante en s’appuyant sur les opé-rations primitives de liste.

S2 Automne Licence Maths / Informatique / SPI / Physique et Chimie: ANGLAIS Janvier 2009

A) Comprehension Questions Read the text and answer the questions.

1) What has been invented and by whom?

/22) Say if the following sentences are true or false and justify using the text.

(Justifiez votre réponse en citant le texte.. Ne récopiez pas plus d'une phrase. Les réponses du style : « § 2, l 2-4 » ne seront pas acceptées.)

a) Augmented Reality involves mixing digital information and the real world. T / F

b) At present, there are no other devices which use Augmented Reality. T / F

c) Parviz wears contact lenses. T / F

d) Parviz's main motivation was to make a miniature device. T / F

e) The lens will need a lot of electricity to function correctly. T / F

f) The image will appear directly on the lens. T / F

g) The product is safe for humans to use. T / F

h) This device may benefit the visually impaired. T / F

i) Deaf people may be able to use it . T / F

j) Wolffsohn thinks the amount of space on the lens is the biggest problem. T / F

k) Wolffsohn thinks the device could be dangerous. T / F

/22

3) What alternative to contact lenses does Wolfsohn propose? Why?

B) Vocabulary 5) Find synonyms in the text for: paragraphs 1 to 4: – to be a question of:– to appear:

– to permit:– to mix:– to share part of the same space:

paragraphs 5 to 8:– motivation: – to adjust one's eyes on an object so that its image is clear:

paragraphs 9 to 12 – the person using the contact lens:– in preparation / planned: paragraphs 13 to end– a problem: – to watch with special attention: /11

6) Find the English for:paragraphs 9 to 12– un appareil: – faire mal – la sécurité– contrôler: – la santé: – plusieurs: – malentendant ou sourd: /7

7) Linkwords. a) Find the English for:paragraphs 7 to 16 - evidemment: - en tout cas:- cependant:- bien que: - aussi:- par exemple: - néanmoins: /7

b) Now choose a linkword from a) to put in these sentences: ____________ I have never worn contact lenses, I would love to try these ones! I would, ___________, be a little concerned about having an electronic device in my eyes. /2

A new kind of reality right before your eyes. 1 Since they first appeared, contact lenses have brought forth a new age in treating diseases of the eye and eliminating the need for glasses. Over the past decades, the production process related to these lenses has also evolved spectacularly. Now, with the advent of nanotechnology and advanced electronics, a new revolution in contact lenses may be at hand.

2 When you drive your car your dashboard instruments display the speed, amount of fuel left, and distance travelled. You can use Google Maps on your smart phone to find restaurants, post offices, or other important landmarks all around you. Why can’t this sort of information be given to you all the time, streaming directly into your field of vision on a contact lens? That’s the question University of Washington Prof. Babak A. Parviz is asking.

3 Parviz and his team have been developing miniature circuits and simple LED (light-emitting diodes) displays and integrating these elements onto a contact lens. As Parviz points out, introducing Augmented Reality onto a contact lens is just a matter of time and effort.

4 Augmented Reality applications are starting to crop up everywhere, from table top games, to mobile phone applications. AR allows digital images and information to be blended with streaming video in real time. Using a computer screen or TV, the digital world and the real world overlap before your eyes. Pavik wants that statement to be literal: the overlap should be right before your eyes. As electronic elements become smaller and able to function at ultra-low power, there should be little reason why electronics can’t function directly on your body.

5 So how did Parviz think of making a "bionic" contact lens? "Imagine a person with my kind of research expertise and background (he is a professor of electrical engineering, specializing in bio-nanotechnonlogy)," says Parviz. "Imagine also the same person waking up every morning and putting a contact lens in his eye."

6 Making the connection wasn't hard, as Parviz had also been thinking about unconventional displays. Contact lenses are made from flexible transparent polymers, just the sort of challenging material that Parviz likes to stick tiny electronic circuits on. "The driver is not to make something small. The driver is to make something that's cool and useful. Having a display in a contact lens is very useful."

7 Powering the contact lens is going to be interesting. Obviously, a wireless system would be best. The University of Washington team created an RF circuit that could pick up energy broadcast from a battery pack in the 900 MHz to 6 GHz bandwidth – ideal for not frying your body with power. Parviz also suggests that a miniature solar cell could provide energy for the lens. In any case, the amounts of power supplied would be small (100 microwatts through RF, maybe 30 microwatts from the solar cell). The good news is that very little power is really needed. A LED situated directly on your eye shouldn’t be very bright in order to be work.

8 Power, however, isn't the most complicated problem. A contact lens sits directly on the surface of the eye, much too close for the eye to focus on. "To create the focused image we have to manipulate the light rays," says Parviz. "You can create a focused image if you use lasers." Although he realises that shining very low power diode lasers on to the retina may be risky, he is hopeful: "We could generate a virtual image that could be 30cm or more away from the surface which our eyes could focus on."

9 All this raises questions of biocompatibility: will the electronics in the contact lens harm the eye?. They have recently tested them on rabbits who wore the devices without harm, so the signs are good. If the safety of the product is assured, then the idea of a fully functional wireless display on a contact lens will have many uses.

10 Parviz talks about augmented reality, such as superimposing text messages or direction arrows on your view of the world He also mentions putting biosensors on the lens which would be able to monitor the wearer's health and then display that data to them through the AR interface. The team has built several simple sensors that can detect the concentration of a molecule, such as glucose. Sensors built onto lenses would let diabetic wearers keep track of blood-sugar levels without needing to prick a finger. Since his work became widely known, Parviz has received emails from people wanting to test the contact lenses, while others have proposed ideas. He's also had emails from those with sight problems, an area he hopes to help with.

11 An 11-year-old student also wrote in describing a school competition involving an idea for an electronic contact lenses for the hearing-impaired. For instance, a fire alarm symbol appears when the alarm sounds, an idea Parviz now has in mind. “We have a fair few possibilities in the pipeline, but we're particularly looking at medical applications.”

12 However, Professor James Wolffsohn of Aston University in Birmingham isn't enthusiastic. As the head of optometry, his research interests include contact lenses. "I've never seen anyone try and print circuits on to a contact lens," says Wolffsohn.

13 He points out that a contact lens is around 14mm wide, compared to the pupil's diameter of between 4mm and 5mm. He reckons that doesn't leave a lot of space for electronics without interrupting vision; and it might be difficult to project an image from the periphery into the eye's central area.

14 "The focusing would be the real issue. These are incredibly close to the eye," says Wolffsohn. "There would have to be some projection technology for it to appear at a distance that you could then focus on. I can't really see them generating a projection through a contact lens." He also has another concern: "There would certainly be issues about laser damage to the retina."

16 Nevertheless, Wolffsohn is attracted to the idea of putting electronics on to glasses (as has been done with some products already). There's more space and no biocompatibility issues, while image projection is an easier proposition. His verdict on using contact lenses as a display device? "If I had this technology, they wouldn't be my starting point" says Wolffsohn. But whichever way this research goes, it's worth keeping an eye on.

www.guardian.co.uk

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I, FACULTE DES SCI ENCESSUJET D’EXAMEN

Diplôme : Licence SV1 Durée : 2 heures.

Epreuve : De la cellule aux Ecosystèmes : H. Dumond, G. Jacquemin,UE 1.01 R. Leborgne

1° Session, janvier 2010 Calculatrices non autoriséesDocuments non autorisés.

Les 3 sujets de cours sont à traiter sur 3 copies séparées.

Sujet de H. Dumond – Durée 40 minutes environ (20 points)Question 1 : Annoter le schéma ci-dessous en recopiant sur votre copie les numéroscorrespondants.

Question 2 : Définir les différents types de protéines membranaires. Donner brièvement lescaractéristiques de chacune des 3 catégories de protéines intrinsèques.

Question 3 : Pourquoi la membrane plasmique est-elle considérée comme une mosaïquefluide ?Sujet de R. Leborgne (40mn, 20 points)

5

6

7

8

9

10

Les réponses attendues concernent l’enseignement du rédacteur de ce sujet.Il sera tenu compte de la formulation, de la présentation et concision des réponses.

1) Pourquoi qualifie-t-on les organes sensoriels de filtres périphériques ? 1pt

2) Définir le terme perception. 1pt

3) Définition des termes ontogenèse et phylogenèse 2pts

4) Définir la notion de système, pourquoi peut-on dire qu’un organisme est un système ouvert ? 2pts

5) Pour les démarches de « l’homme observateur scientifique » qu’avons noustiré des illusions d’optiques ? 2pts

6) A partir de l’exemple de la vision, citer 4 niveaux d’organisation biologiqueemboîtés dans cette réception sensorielle (donner les termes généraux lesdésignant et les termes particuliers à la vision correspondant) 4pts

7) Caractéristiques fonctionnelles comparées des systèmes endocriniens et nerveux 4pts

8) A partir de la présentation des expériences et de leurs résultats (graphes) de l’exemple des crabes Carcinus maenas à qui on propose des moules de tailles diverses, définir la notion de décision économique. 4pts

Sujet de G. Jacquemin (40mn, 20 points)Répondez à chacune des 10 questions suivantes en 6-8 lignes au maximum. Vos réponsesseront donc concises, mais aussi claires, précises, et rigoureuses que possible. (2 pts parquestion)

1. Qu'appelle-t-on biosphère? Quel volume occupe-t-elle?2. Qu'est-ce qu'un organisme chimiotrophe?3. En quoi le phosphore joue-t-il un rôle-clé dans la vie de certains organismes marins?4. Qu'est ce qu'un stromatolithe? Quel est l'âge des plus anciens connus, et que nous

apprend-il d'important?5. Quelle corrélation faites-vous entre la Pangée et la phase d'extinction biologique à la

fin du Permien6. Qu'est ce qui différencie en écologie un producteur primaire d'un producteur

secondaire?7. Quels sont les principaux biomes tropicaux? Quel facteur déterminant les différencie?8. Les proportions d'O2 et de CO2 dans l'atmosphère ont fortement varié par le passé;

pourquoi et comment?9. Quelle est l'origine, la nature, et l'intensité de l'énergie reçue de l'extérieur par la

biosphère?10. Quels sont les 4 éléments chimiques les plus abondants (en masse):

–dans les êtres vivants–dans la lithosphère–dans les océans–dans l'air

NOM : Prénom : GROUPE :

UE LSV 1. 01 - De la cellule aux écosystèmes TP/TD Biologie Animale

Janvier 2010 (30 minutes environ) Calculatrices et documents non autorisés

1) Légendez la photographie ci-dessous

- Titre :

- Calculez le grossissement de la photographie à partir de l’échelle indiquée en haut àgauche :

- Dans quel organe peut-on trouver ce type de structure ?

2) Légendez les différentes photos ci-dessous et donnez un titre général. Donnezbrièvement la fonction des différents types cellulaires.

3) Complétez le tableau suivant en indiquant les différentes caractéristiques desmicroscopes optique, fluorescent et électronique et ce qu’ils permettent d’étudier (10min).

microscope optique microscope fluorescentmicroscopeélectronique

source lumineuse

pouvoir séparateur

grossissement maximum

utilisation

1

UNIVERSITE HENRI POINCARE FACULTE des SCIENCES et TECHNIQUES

LICENCE SCIENCES DU VIVANT L.SV.1.02 Session de janvier 2010

Epreuve de BIOCHIMIE Durée de l’épreuve : 2 heures Date : janvier 2010 Documents non autorisés Horaire : Calculatrices non autorisées

L’EPREUVE COMPORTE 3 PARTIES à RENDRE SUR DES COPIES SEPAREES

- PARTIE 1 : COURS DE F. TALFOURNIER (durée conseillée : 30 minutes) - PARTIE 2 : COURS DE A. DRIOU (durée conseillée : 30 minutes) - PARTIE 3 : TRAVAUX DIRIGÉS (durée conseillée : 1 heure)

------------------------

PARTIE 1 : Contrôle terminal de Cours magistral : Sujet de F. TALFOURNIER A rendre sur une copie séparée - Durée conseillée 30 min

Soit le pentapeptide suivant : Ala-Ser-Gly-Tyr-Glu

1) Ecrire ce pentapeptide sous forme développée.

2) Représenter chacun des acides aminés selon la convention de Fischer sachant que, dans ce peptide, seule

l’alanine n’appartient pas à la série naturelle. Indiquer la configuration des carbones asymétriques selon la

nomenclature de Cahn-Ingold-Prelog (R/S).

3) Ce pentapeptide subit une hydrolyse chimique. Indiquer les liaisons coupées et les produits obtenus.

Décrire à l’aide d’un schéma les caractéristiques de la liaison peptidique en expliquant d’une part sa stabilité,

et d’autre part son impact sur la géométrie de la chaîne polypeptidique.

4) A quoi correspondent les différents niveaux d’organisation structurale ? A quel niveau appartiennent les

hélices α ? Quel type d’interaction permet la stabilisation de cette structure ? En rappeler les caractéristiques.

2

PARTIE 2 : Contrôle terminal de Cours : Sujet de A. DRIOU A rendre sur une copie séparée – Durée conseillée: 30 min

Vous répondez par « oui » ou « non » aux 10 questions suivantes en justifiant brièvement mais clairement votre réponse (explications écrites, schémas, formules, exemples particuliers,…)

1- Pour une molécule donnée, le passage d’une conformation à une autre se réalise-t-il par rotation autour de liaisons simples ? 2- Soit une molécule ne présentant qu’un atome de carbone substitué asymétriquement, la permutation de 2 de ses 4 susbtituants suffit-elle à construire son énantiomère ? 3- Un objet chiral est-il superposable à son image dans un miroir plan ? 4- La présence d’une double liaison entre 2 atomes de carbone crée-t-elle une isomérie particulière ? Si oui, donner son nom et un exemple de molécule présentant cette isomérie. 5- Quelle interaction s’exerce entre 2 molécules d’eau ? La représenter par un schéma et en donner les caractéristiques. 6- Soit un diacylglycérol homogène ; combien de diacylglycérol peut-on construire ? Justifier votre réponse. 7- Cette représentation de phospholipides en solution aqueuse vous semble–t-elle cohérente ? Si non, proposer un autre modèle en le justifiant. 8- Dans les noms systématiques des molécules impliquant du glycérol, que signifie l’expression « sn-glycérol » ? 9- Les glycérophospholipides sont-elles des molécules ionisables ? Si oui, préciser par un exemple sur quelle partie de la molécule. 10- Soit l’acide palmitoléique (nom commun) Donner son nom systématique. Indiquer les 2 nomenclatures systématiques de cet acide gras.

Exercice 1

Donnez le nom de cette molécule.Détaillez les différents éléments qui la compose et donner leur formule semi-développée.A quelle catégorie de biomolécules appartient-elle ? Peut-on distinguer une partie polaire d’une partie apolaire ? Si oui, faites-le apparaître sur un schéma. Donner le nom de ce type de molécules ?Où retrouve-t-on ce type de biomolécules ?Faites un schéma général.

Exercice 2

Voici un tétrapeptide : Met – Gly – Cys – Ala

Ecrivez la formule biochimique de ce tétrapeptideIndiquez les liaisons peptidiques. Repérez les carbones asymétriques par une *; combien de stéréoisomères peut-on envisager ? Entourez les fonctions ionisablesCalculez son pHi.

On s’intéresse maintenant à la fonction ionisable de la cystéine. Calculez la valeur du pH auquel ce groupement est dissocié à 25 %.Que deviennent les autres fonctions ionisables de ce tétrapeptideà cette valeur de pH ? Ecrire le peptide à ce pH.

On fait agir une carboxypeptidase sur ce tétrapeptide.Quels produits de réaction va-t-on obtenir ?

O

H C O C

O

C O C H

H C O P O CH2 CH2 N CH3

O

O

CH3

CH3

+-

Données : pKa ([NH3+]Met) = 9,21pKa ([SH]Cys) = 8,33pKa ([COOH]Ala) = 2,35

PARTIE 3 : Contrôle terminal de Travaux Dirigés : 2 exercices A rendre sur une copie séparée – Durée conseillée : 60 min

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY-I FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licence mention SV-1ère année 1ère session UE.1.02 Epreuve de Chimie Organique Session 1 - Janvier 2010 Date : Horaire :

Responsables : C. GERARDIN, J. BODIGUEL, N. BROSSE Documents non autorisés Calculatrices non autorisées Durée de l’épreuve : 1H30 Enoncé de deux pages

Exercice 1 a) Donner les formules moléculaires des molécules suivantes et retrouver leur degré d'insaturation.

b) Préciser si les formules suivantes sont possibles ou non. Calculer le nombre d'insaturations de celles

qui sont possibles :

C10H15 ; C15H17NO3 ; C24H54Cl2O2 ; C8H16 ; C18H35N ; C10H17Br3

Exercice 2 1) Dessiner les molécules suivantes en projection de Newman selon l'axe Ca-Cb

2) Donner une représentation de Cram et une représentation cavalière des molécules suivantes :

3) Donner une représentation de Fischer du composé a) de la question précédente

Exercice 3 Donner la représentation de Cram du (1S,2S ,4R)-1-tertiobutyl-2,4-diméthylcyclohexane et représenter dans l'espace (représentation cavalière) sa conformation la plus stable.

Exercice 4

Indiquer et donner la configuration absolue des atomes de carbone asymétrique présents dans les

molécules suivantes :

Les molécules précédentes sont-elles actives sur la lumière polarisée ? Justifier la réponse.

Exercice 5

Le Chloramphenicol est un puissant antibiotique actif contre la fièvre typhoïde. Indiquer le nombre de

stéréoisomères de configuration du chloramphenicol. Représenter ces stéréoisomères dans l'espace par

une représentation au choix.

UNIVERSITE HENRI POINCARE FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D'EXAMEN

DIPLOME L1SV Durée du sujet 1 heure

Epreuve d’ Atomistique et Liaison Chimique Nom du rédacteur Xavier ASSFELD

Session première, janvier 2010 Documents autorisés OUI NON (1)

Date Calculatrices autorisées OUI NON (1)

Horaire (1) Rayer la mention inutile

Indications : Le sujet comporte 1 page. Les réponses seront justifiées et rédigées avec concision. En cas d’erreur d’énoncé, indiquer sur la copie les initiatives que vous êtes amenés à prendre et continuer dans l’énoncé.

Oxyde de Phosphine H3PO.

1) (/1,5) Donner la configuration de l’état électronique fondamental des atomes suivants : 1H, 8O, 15P.

2) (/1,5) Indiquer les électrons de valence de chacun des atomes 1H, 8O, 15P.

3) (/1) Construire un diagramme de Lewis classique qui respecte la règle de l’octet de la molécule H3PO,

où l’atome de phosphore est central.

4) (/2) Donner le type VSEPR de l’atome de phosphore dans la molécule H3PO et en déduire la géométrie.

5) (/1) Classer les atomes P et O en électronégativité croissante.

6) (/2) Sachant que l’électronégativité de P est égale à celle de H (χ (P) = χ (H)), indiquer si la molécule de

H3PO possède un moment dipolaire électrique permanent. Si oui, dessiner le vecteur moment dipolaire

par rapport à la molécule.

7) (/2) Donner l’hybridation des atomes de P et de O dans la molécule H3PO.

8) (/3) Construire les orbitales moléculaires (OM) de la molécule de H3PO à l’aide du modèle des orbitales

hybrides et les placer dans un tableau récapitulatif à trois colonnes (OM liantes, OM non-liantes, OM

anti-liantes).

9) (/2) Placer les électrons dans les OM et en déduire un diagramme de Lewis.

10) (/1) Indiquer si les interactions de Keesom peuvent exister entre deux molécules de H3PO. Justifier votre

réponse !

11) (/1) Indiquer si les interactions de Debye peuvent exister entre deux molécules de H3PO. Justifier votre

réponse !

12) (/1) Indiquer si les interactions de London peuvent exister entre deux molécules de H3PO. Justifier

votre réponse !

13) (/1) Est-ce qu’un autre type d’interaction intermoléculaire attractive peut exister entre deux molécules

de H3PO ?

UNIVERSITE DE NANCY I

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : L1 SV Durée du sujet : 2 Heures

Nom des rédacteurs : B. HENRY

Epreuve de : Chimie des solutions

UE 103 Documents autorisés

Session de : janvier 2010 Documents non autorisés

Date : 7 janvier 2010 Calculatrices autorisées

Horaire : Calculatrices non autorisées

Exercice 1 :

Equilibrer les réactions REDOX en faisant apparaître les demi-équations et les nombres d’oxydation:

IO3− + I− + = I2 +

NO3- + Pb2+ + = NO + PbO2 +

Sn4+ + H2C2O4 = Sn2+ + CO2 +

Exercice 2 : 1. Classez les solutions de concentration C = 0,1 mol.L-1 suivantes de la plus acide à la plus basique : NH4Cl, NaOH, NaCl, NaCN, HCl

2) Quel est le pH d’une solution d’acide benzoïque C6H5CO2H de concentration C = 0,03 mol.L-1?

3) On titre 20 cm3 d’acide benzoïque C6H5CO2H de concentration C = 0,03 mol.L-1 par une solution de NaOH 0.02 mol.L-1. a) Ecrire la réaction du dosage et calculer la constante de la réaction. b) Déterminer le pH de la solution après ajout de : b1) 20 cm3 de NaOH 0.02 mol.L-1 b2) 30 cm3 de NaOH 0.02 mol.L-1 b3) 40 cm3 de NaOH 0.02 mol.L-1 Données: pKa(C6H5CO2H/ C6H5CO2

−) = 4.20; pKa(NH4+/NH3) = 9.25;

pKa(HCN/CN−) = 9.30

TSVP

Exercice 3 :

Soit l’équilibre homogène en phase gazeuse :

C2H6 = C2H4 + H2

Dans un récipient maintenu à t = 727°C, on introduit de l’éthane (C2H6). A l’équilibre la

pression totale est de 1 atm et le degré de dissociation α est de 0,485.

a) Sachant que le volume du récipient rigide est de 10 litres, calculer le nombre total de

moles dans l’enceinte.

b) Calculer le nombre de moles d’éthane introduites initialement dans l’enceinte.

c) calculer les pressions partielles des gaz à l’équilibre et la constante d’équilibre.

d) Que se passe-t-il si on ajoute un gaz inerte dans le récipient rigide? Combien de moles

de gaz inerte faut-il ajouter pour obtenir une pression finale de 5 atm ?

Données : 1 atm = 1,01325x105 Pa ; R = 0,082 L.atm.mol-1.K-1 = 8,314 J.mol-1.K-1

Exercice 4 :

Calculer la solubilité de l’iodure de plomb PbI2

a) dans l’eau pure.

b) dans une solution contenant des ions iodures de concentration C= 1 mol.L-1 Donnée : Ks = 9 10-4

Exercice 5 :

1- Ecrire l’équation de NERNST relatif au couple MnO4– /Mn2+.

2- Une solution contenant du permanganate de potassium (MnO4-) peut-elle oxyder les

chlorures (Cl-) en milieu acide pH = 5. Toutes les concentrations sont molaires sauf (H+).

Données: E0(Cl2/ Cl–) = 1.36 V; E0(MnO4– /Mn2+)= 1.51 V

UHP, Nancy 1 1ère Session 2009/2010. Licence Sciences du Vivant-1ère année.

Examen de Physique appliquée aux sciences de la vie

(Code L.SV. 1.04. / Cours de Pascal Boulet)

Durée 2 heures. Documents interdits - calculatrice autorisée.

Le barème n’est qu’indicatif. Le soin apporté à la rédaction sera pris en compte dans la notation.

Exercice 1 / 10 pts. Applications directes simples.

1. Dimensions a. Rappelez la dimension d’une force. b. L’expression suivante est une forme de la force de traînée (action sur un obstacle par un fluide

en mouvement) utilisée en mécanique des fluides: 22VdCF πρ= où F désigne une force, C

est le coefficient de traînée, ρ une masse volumique, π le nombre « pi » sans dimension, d une dimension caractéristique de l’obstacle, et V une vitesse de référence. Quelle est la dimension de C ?

c. Le champ électrique s’exprime aussi bien en N/C (newton par coulomb) ou en V/m (volt par mètre). En utilisant les équations aux dimensions démontrez que ces unités sont équivalentes.

2. Agitation thermique

a. On considère un gaz parfait à pression 1bar = 105 Pa, et à température 300 K. Calculez le nombre de molécules par m3 dans ce gaz. Quelle est la vitesse moyenne des molécules ?

b. On refroidit ce gaz à 10 K. Si on considère la même densité de molécules (même nombre par m3) quelle est la pression du gaz ? Calculez à nouveau la vitesse moyenne. Commentez les résultats.

Données : masse molaire du gaz : 29 g/mol, nombre d’Avogadro : 6x1023 molécules/mol, constante de Boltzmann k = 1,38.10-23 J.K-1.

3. Statique des fluides On place un cube de côté a = 10 cm, de masse volumique ρ = 500 kg/m3 à la surface de l’eau. On suppose qu’il se stabilise en s’enfonçant dans l’eau d’une hauteur h (h est la hauteur entre la surface de l’eau et la face inférieure du cube : le cube n’est pas complètement immergé). La masse volumique de l’eau est ρe = 1000 kg/m3.

La pression atmosphérique est Patm = 105 Pa. Comme le cube n’est pas complètement immergé, Patm

est la pression qui s’exerce sur la face supérieure du cube. Soit supFr

la force de pression

correspondante (on rappelle que la force de pression équivaut à la pression multipliée par la surface

sur laquelle elle s’exerce). Calculez supFr

.

Quelle est la pression qui s’exerce sur la face inférieure du cube ? Quelle est la force infFr

correspondante ?

Ecrivez la résultante des forces de pression qui s’exercent sur le cube infsup FFRrrr

+=

En écrivant que le cube est à l’équilibre sous l’action de son poids Pr

et de la résultante Rr

en déduire l’expression qui donne h et calculer sa valeur.

4. Incertitude On mesure un débit volumique Q à partir d’un volume d’eau V s’écoulant par unité de temps t.

On donne V = 0,05± 0,002 m3 et t = 10± 0,1 s.

Calculez le débit Q et l’incertitude absolue sur la mesure ∆Q.

Exercice 2 / 5pts. Evolution exponentielle.

1. On mesure la température T d’une sphère, initialement à =0T 350°C, qui se refroidit dans l’air à

température Tair = 20°C. On obtient le tableau de valeurs suivant en fonction du temps, où l’on a inscrit en fait la différence )(tθ = T(t) - Tair

t en s 0 1 5 10 20 50 80

)(tθ en °C 330 299 200 121 45 2 0.1

Tracez la température )(tθ en fonction du temps t. Que vous inspire le type de courbe obtenu ?

Tracez maintenant ( )( )tθln en fonction du temps t ( ln désigne le logarithme népérien). Quelle variation

obtient-on ? Donnez l’équation de la courbe obtenue et en déduire l’évolution de )(tθ en fonction de t.

2. La température évolue en fait d’après une équation différentielle ordinaire du premier ordre que l’on

peut écrire )()(

tadt

td θθ = . Résolvez cette équation en tenant compte qu’à l’instant initial on a

airTTt −== 0)0(θ .

3. En utilisant l’analyse des mesures à la question 1., en déduire la valeur de a.

Exercice 3 / 5pts. Electrostatique.

On considère trois charges dans un plan :

- une charge de valeur qA = 10-16 C placée en un point A de coordonnées (-1,0)

- une charge de valeur qB = 10-16 C placée en un point B de coordonnées (+1,0)

- une charge de valeur qC = -2.10-16 C placée en un point C de coordonnées (0,2)

Soit M un point de coordonnées (0,1).

1. Calculez le potentiel créé par la charge qA en M. De même, calculez le potentiel créé par la charge qB en M, et enfin par la charge qC en M. En déduire le potentiel résultant en M lié à la présence simultanée des 3 charges qA, qB et qC.

2. Ecrivez maintenant le champ créé par la charge qA en M. De même écrivez successivement le champ créé par qB en M, puis par qC en M.

Faîtes un schéma en faisant figurer les charges et les vecteurs champs dus à l’action des charges en M.

Calculez le champ résultant de l’action simultanée des 3 charges.

On place en M une charge qM = 10-16 C. Quelles sont les caractéristiques de la force qu’elle subit ?

Durée de l’épreuve : 2 heures.

Répondez sur le sujet

et non sur une copie séparée.

U.E. LCSV 1UL

ANGLAIS Janvier 2010

I. Compréhension (20 points). D’après le texte, les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? (Les questions sont dans l’ordre du texte). Attention : barème dégressif : +2 points par réponse correcte, -1 point par réponse incorrecte, 0 point si pas de réponse. Les points négatifs éventuels ne seront pas reportés sur les autres exercices.

1. Les éléphants peuvent courir plus vite que les cervidés.

2. Les émissions mondiales de gaz à effet de serre s’élèvent à 7,5 milliards de tonnes par an.

3. L’Indonésie est troisième sur la liste des pays qui émettent des gaz à effet de serre.

4. Le programme REDD devrait permettre aux pays en voie de développement de préserver leurs forêts.

5. La culture de palmiers à huile en Indonésie permet de préserver la forêt.

6. La religion joue un grand rôle dans la volonté de protéger la forêt.

7. Les critiques disent que le programme REDD permet aux pays riches de polluer.

8. Grâce à la présence de rebelles opposés au régime, la forêt de la province d’Aceh a été protégée.

9. La création des « community rangers » a permis à d’anciens guerilleros de se reconvertir.

10. Il n’y a pas assez d’argent disponible pour réduire la déforestation dans le monde.

II. Vocabulaire (6 points). Trouvez dans le texte la traduction en anglais des mots français suivants :

1. cervidé : ………………………………………………….. (lignes 1 à 22)

2. réinvestir : …………………………………………………… (l. 48 à 66)

3. soulager : ………………………………………………......... (l. 93 à 114)

4. l’abattage des arbres : ….………………………………….... (l. 127 à 144)

5. motivation, incitation : ……………………………………... (l. 196 à 216)

6. le sol : ……………………………….……………………... (l. 238 à 254)

III. Vocabulaire (6 points). Trouvez dans le texte les synonymes des mots suivants:

1. to avoid : ……………………………………... (lignes 29 à 47)

2. an agreement, a contract : …………………........... (l. 78 à 100)

3. to ask (for food or money, etc.) : ……………….. (l. 145 à 167)

4. to step on something repeatedly : ……………… (l. 187 à 207)

5. a trend, a fashion : ……………………………... (l. 208 à 228)

6. surveillance, control : …………………………... (l. 251 à 276)

IV. Vocabulaire (6 points). Trouvez dans le texte les antonymes (ou contraires) des mots suivants:

1. close to, near : ……………………………………......... (lignes 5 à 28)

2. to prevent : ……………………………………………….. (l. 29 à 47)

3. to expand : ……………………………................................. (l. 93 à 114)

4. deep : …………………………………………………… (l. 162 à 185)

5. small : …………………………………………………... (l. 196 à 216)

6. to doubt : …………………………………….................... (l. 238 à 259)

V. Mots de liaison (12 points). Le texte ci-dessous est extrait de l’article intitulé « Keep the Jungle Alive » (lignes 194-195), mais certaines articulations logiques ont été retirées. Complétez le tableau ci-dessous à l’aide de la lettre correspondant au mot de liaison choisi pour chaque numéro. Utilisez chaque mot de liaison une seule fois. N’écrivez pas les mots de liaison dans le tableau, écrivez seulement la lettre correspondante.

a : still b : now c : until d : after e : but f : before

A week …..(1)….. the 2005 peace deal was signed, Kamarullah emerged from the jungle to rejoin his family, …..(2)….. struggled to support them …..(3)….. joining the rangers. In GAM, he says, "we had an ideology and a purpose." With the rangers, this expert navigator with an intimate knowledge of the area now feels like he is fighting for his homeland again. "I want to protect the animals," he says. "I'm worried they're dying out. We used to find deer near the village, but now they're gone." …..(4)….. , the rangers are having an impact. "…..(5)….. , there were maybe 40 people logging in this area," estimates Kamarullah. "…..(6)….. there are only 10."

(1) : (4) :

(2) : (5) :

(3) : (6) :

Keep The Jungle Alive How the battle to save a remote rain forest in Indonesia can help the planet win the fight against global warming BY ANDREW MARSHALL/ULU MASEN

THERE ARE two important things to know about tracking 5 wild elephants, and it's better to learn both of them before you're actually in the jungle, tracking wild elephants. First, elephants are fast. In thick forest—in this case, the vast Ulu Masen ecosystem in the Indonesian province of Aceh, where leeches writhe beneath your feet and white-handed gibbons 10 hoot from the treetops—they can outpace even deer. Second, elephants can't climb trees. This is good, because that's precisely what you're meant to do if one of them charges.

Or at least that's the advice of the jungle-hardened 15 rangers who patrol just one corner of this 1.9 million-acre (7,700 sq km) wilderness. They are trained by the London-based conservation group Fauna and Flora International (FFI) to protect Ulu Masen from illegal loggers and poachers, who greedily eye its valuable hardwoods and 20 teeming wildlife: elephants, gibbons, tigers, leopards, bears, pythons and scaly anteaters. The rangers' work might seem remote from the modern world, but it has implications far beyond Ulu Masen's frontiers—from Africa and the Amazon, which along with Indonesia are home to what's left 25 of our rain forests, to the meeting rooms of Copenhagen, where thousands of delegates will arrive for next month's historic climate-change conference.

Green plants use light to transform carbon dioxide, absorbed from the atmosphere, and water into organic 30 compounds, with oxygen as a by-product. The process is called photosynthesis, and it enables forests like Ulu Masen to play a critical role in regulating our climate. Forests store an estimated 300 billion tons of carbon, or the equivalent of 40 times the world's total annual greenhouse-gas emissions—35 emissions that cause global warming. Destroy the trees and you release that carbon into the atmosphere, putting the great challenge of our age—averting catastrophic climate change—beyond reach. Forest destruction accounts for 15% of global emissions by human activity, far outranking the 40 total from vehicles and aircraft combined. Forests are disappearing so fast in Indonesia that, incredibly, this developing country ranks third in emissions behind industrial giants China and the U.S. Since 1950, estimates Greenpeace, more than 182 million acres (740,000 sq km) of Indonesian 45 forests, the equivalent of more than 95 Ulu Masens, have been destroyed or degraded.

The good news is that protecting forests "is one of the easiest and cheapest ways to take a big bite out of the apple when it comes to emissions," says Greenpeace 50 spokesman Daniel Kessler. Ulu Masen will be one of the first forests to be protected under a pioneering U.N. program called REDD—Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation in Developing Countries— that offers a powerful financial incentive to keep forests intact. Here's 55 how it works. Preserve Ulu Masen, and over the next 30 years an estimated 100 million tons of carbon are prevented from entering the earth's atmosphere—the equivalent of 50 million flights from London to Sydney. Those savings can be converted into millions of carbon-offset credits, which are 60 sold to rich countries and companies trying to meet their U.N. emissions-reduction targets. The revenue produced by the sale of credits is then ploughed back into protecting the forest and improving life in communities living along its edge, thereby giving people a reason to leave the trees 65 standing.

With schemes now proliferating across Indonesia and the globe, the U.N. estimates that REDD revenues could pump up to $30 billion a year into the developing world,

promising much-needed revenue at a time when rich nations 70 still haggle over how much money to give poorer countries to help them adapt to climate change. REDD will likely be part of any global climate pact negotiated in Copenhagen. "Everyone has got a lot of hope in REDD," says Joe Heffernan, an expert in environmental markets at FFI. "It's a 75 big one."

The Money Tree Ulu Masen received a boost last year when U.S. bank Merrill Lynch pledged to invest $9 million over four years. "That gave the project a lot more certainty," says Dorjee Sun, 80 chairman of Sydney-based firm Carbon Conservation, which is helping Aceh's provincial government devise the scheme. "It showed there was appetite from investment banks to buy these credits." Merrill Lynch calls Ulu Masen "the world's first commercially financed avoided deforestation project." 85 Money has been followed by political muscle: a year later, Arnold Schwarzenegger of California, along with the governors of Wisconsin and Illinois, signed a deal committing the state to finding ways to incorporate forest credits within U.S. carbon-trading systems. Ulu Masen is 90 expected to generate $26 million in carbon credits in its first five years.

Humans won't be the only animals to benefit. Clearing land for palm-oil plantations is Indonesia's leading cause of deforestation, says a 2007 U.N. report, with 95 Sumatra, Kalimantan and Papua the three worst-affected provinces. Thanks largely to the global appetite for palm oil, which is found in everything from chocolate bars to biofuels, the natural habitat of endangered animals such as the orangutan and Borneo rhino shrinks further each year. 100 REDD could save them, said a recent study of Kalimantan by researchers from the University of Queensland in Australia. REDD could “fundamentally change conservation [in tropical countries] and provide benefits for mammals at a scale we’ve never seen before,” writes its lea author Oscar 105 Venter. If REDD’s champions seem almost religious in their support, it is partly because the scheme appears to contain so many holy grails. Done right, its advocates say, REDD will alleviate poverty, preserve rain forests, protect endangered species and do more to avert catastrophic climate change 110 than grounding jets and banning coal. It also offers a rare partnership between two disparate and often conflicting worlds: capitalism and conservation. With REDD, you can save the planet and make money.

Not so, say its equally passionate critics. Many are 115 fundamentally opposed to a carbon-offset system that only safeguards forests by allowing rich nations to pollute. "We need to find ways to stop burning fossil fuels, not create massive new loopholes to allow the pollution to continue," says Jakarta-based Chris Lang, who runs the website REDD-120 Monitor. "Carbon-trading does not reduce emissions." Lang believes funding REDD schemes through offsets or other market-based mechanisms would be a "disaster." Still, if all goes to plan, Ulu Masen could be the first REDD scheme to sell forest credits. 125 Into the Wild There are several unique aspects to Aceh that have allowed the scheme's creators to blaze a trail. First, a decades-long separatist insurgency by the Free Aceh Movement (GAM) saved the province from the logging frenzy seen across the 130 rest of Sumatra. "If you went into the forest back then there was a chance you'd get shot," says Matthew Linkie, an FFI technical manager based in the province's capital Banda Aceh.

GAM signed a historic peace deal with the 135 Indonesian government in 2005, in the wake of the devastating Indian Ocean tsunami, which claimed about 160,000 lives in Aceh alone. Today, Aceh's governor is a

tsunami survivor and former GAM rebel called Irwandi Yusuf, whose background seems tailor-made for REDD: he 140 was trained as a veterinarian and once worked for FFI. In June 2007 Irwandi banned commercial logging in his province, "an unprecedented environmental act" for Indonesia, says Linkie.

Named after a 7,840-ft-high (2,390 m) mountain 145 within its borders, Ulu Masen is only slightly smaller than Yellowstone National Park, or about 10 times the size of Singapore. It is patrolled by forest rangers employed by the provincial government and by FFI-funded community rangers, many of them once with GAM. Ulu Masen has 150 helped solve a major challenge for postconflict Aceh: finding jobs for ex-combatants. "In theory," says Linkie, "you've got a pool of well-trained forest experts with jungle skills. They make great rangers."

I joined the rangers near the remote village of 155 Geumpang. It is a six-hour drive from the provincial capital Banda Aceh along a semipaved mountain road winding up through dense forest. In places, a line of vehicles backs up as mechanical diggers clear rockfalls. Troupes of long-tailed macaques tumble down from the trees to beg from passing 160 motorists.

Geumpang sits in a valley of rice fields at the heart of Ulu Masen. It is famous for its fertile soil and the gold sometimes found in its rivers. Raked by clouds, it is also famously wet: some people joke that the name Geumpang is 165 a contraction of gerimis panjang, the Indonesian for "constant drizzle."

An hour from Geumpang is an FFI camp manned by 10 so-called community rangers, all trained and salaried by FFI, all former poachers, loggers or GAM guerrillas. Keeping 170 them company are five mahouts and their elephants, which are employed for jungle patrols. The camp was set up a year ago. Conditions are basic. The rangers live in tents near a shallow river flowing past overgrown farmland abandoned during the conflict but now 175 slowly being recultivated by returning locals.

FFI has already trained 45 community rangers and hopes to have a total of 150 protecting Ulu Masen by the end of next year. They are paid about $160 a month. Over 10 days, the recruits are taught survival skills, navigation, 180 climbing and search and rescue. A graduation ceremony is held in a river at night, lit by flaming torches, where they are dunked beneath the water then hugged by their trainers. "It's like they've been cleansed, absolved of their pasts," says Linkie. 185 The Human Touch Kamarullah, 43, once carried an AK-47 assault rifle through this forest. Today, he grips four fireworks in one hand and a disposable lighter in the other, to scare off wild elephants. Kamarullah, who goes by a single name, is a lithe, taciturn 190 man who spent eight years fighting for GAM; one of his five daughters was born in hiding in the jungle. How many enemy troops did he kill? "I didn't count," he says, grinning shyly.

ICI, UN PARAGRAPHE A ETE EXTRAIT DU TEXTE. IL FIGURE DANS L’EXERCICE V : MOTS DE LIAISON. 195

Wild elephants, not loggers, are the rangers' main problem right now. At a farm nearby, elephants have trampled banana and cacao trees, toppled betel-nut palms and left jumbo-size footprints in the fishponds. Protecting crops from marauding elephants might seem peripheral to 200 the task of preserving Ulu Masen. So might FFI’s nursery in Geumpang, where farmers can learn grafting techniques and buy fruit-tree saplings at bargain prices. But both activities are designed to improve the livelihoods of local people, who are key allies in any REDD scheme. "These communities 205 have to benefit," says Linkie. "That's the whole idea. They're getting an incentive not to cut [the forest] down."

Few incentives are more tangible than cash. Conservationists are considering cash payments to farmers in the Brazilian state of Mato Grosso to stop them destroying 210 the forest for agriculture. But with 120,000 households around Ulu Masen, even a multimillion-dollar sale of carbon credits might amount to only $100 to $200 a year per family, estimates Linkie. The money might be better pooled to build schools, bridges or other projects that would benefit the 215 entire community. However it is distributed, a very clear message must be sent to the local communities, says Linkie: "You're getting this [money] because you're not cutting down the forest."

That message is being heard across this vast 220 archipelago and beyond. Indonesia alone has a dozen or more REDD projects. "It's this new fad—everyone needs to have one," says Linkie. "It's good that governors from other provinces are [saying], 'Must have a REDD project' rather than 'Let's log it all and convert it into oil palm.'" In 225 partnership with the Australian investment bank Macquarie Group, FFI has six other REDD schemes: three in Indonesia and others in Cambodia, Ecuador and Liberia. Last month, governors Irwandi and Schwarzenegger joined 30 other subnational leaders—including a dozen other U.S. governors 230 and the leaders of forest-rich Brazilian states Amazonas and Mato Grosso—at a climate summit in Los Angeles, where they called upon governments to include REDD within the global framework for combating climate change. Sun of Carbon Conservation hopes one day to see "a global 235 infrastructure of forest factories, producing oxygen and absorbing carbon dioxide."

But REDD has its risks. The first is so-called leakage: halting deforestation in one area might simply drive loggers into another. "Permanence is a huge problem," says 240 Kessler of Greenpeace, citing another worry. "How do we know these areas are going to stay protected? What happens if a forest burns to the ground?" A third concern is calculating how much carbon is stored in a forest, and what emissions are actually avoided by preserving it. In September 245 a multinational research team led by French landscape ecologist David Gaveau asserted that the Ulu Masen scheme might not significantly reduce deforestation in northern Sumatra because much of the ecosystem is upland, inaccessible and therefore unlikely to be logged anyway. 250

FFI rebuts this. Ulu Masen borders another protected area called Leuser, also being developed as a REDD scheme, so leakage is not an issue within Aceh province. (The rest of Sumatra is another matter.) As for permanence, FFI has a "reserve pool" of forest to replace 255 any lost to fire or disease, and promises "robust" accounting methods and monitoring by both satellite and field team. It says the calculations in the Gaveau report are incorrect and that Ulu Masen has "substantial lowland forests at risk."

The Politics of Climate Change 260 Greenpeace wants wealthy industrialized nations to pay into a U.N.-run REDD fund that would protect priority areas of deforestation in Indonesia, Congo and the Amazon. A $40 billion-a-year fund "could get us to zero deforestation by 2020—globally," says Kessler. "The money is there. It's 265 just a question of political will."

Already that political will seems to be faltering. A legally binding pact will be impossible to achieve at the climate-change summit in Copenhagen, said U.S. President Barack Obama and other world leaders at the just-concluded 270 APEC meeting in Singapore. Back in the U.S. a bill to cut, by 2020, emissions to 20% below 2005 levels faces a bruising and uncertain journey through the Senate. Washington and Copenhagen: whatever happens in the rain forests, it is in these two distinctly nontropical cities that the fate of our 275 remaining rain forests, and our warming planet, lies.

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LCTE.0.01 : Introduction aux géosciences Examen 1ère session, janvier 2010 Rédacteur : Jean Cauzid Durée une heure sans document, sans calculatrice Les brouillons ne seront pas corrigés. La rédaction doit être faite au stylo, le crayon papier n’est pas valable pour une copie d’examen. Le crayon peut à la rigueur être utilisé pour les schémas, à l’exception des légendes, ainsi que des annotations portées sur ces schémas. La correction de votre copie se fera sans interprétation de ce que vous souhaitez exprimer. Vous devez donc fournir une copie propre, des explications claires et des schémas soignés. Vous devrez notamment respecter les indications suivantes :

- vocabulaire scientifique précis - syntaxe claire - respect de l’orthographe et de la grammaire - rédaction sans abréviation

I- QUESTIONS DE COURS 10 pts 1- La Terre n’est accessible à l’échantillonnage direct que sur quelques kilomètres

d’épaisseur. De quels outils dispose-t-on pour étudier la structure interne du globe terrestre ? Nommez ces outils et dites sur quel principe physique ils se basent.

2- Plusieurs facteurs influencent le climat : paramètres orbitaux, position des continents, composition atmosphérique, albédo, activité biologique. Donnez un ordre de grandeur des échelles de temps auxquelles ces facteurs peuvent influencer le climat global.

II- ETUDE DE DOCUMENTS 10 pts 1- Les documents 1 et 2 donnent les âges absolus de la croûte océanique et de la

croûte continentale. • Donnez le phénomène physique naturel permettant une datation absolue des

roches. 2- Dans le document 1 :

• A quoi correspondent les zones rouge sombre ? • Comment s’appellent les zones gris-clair situées à côté des terres émergées ? • Pourquoi ne sont-elles pas datées avec la croûte océanique ?

3- Sur les documents 1 et 2 : • Relevez l’âge le plus ancien de la croûte océanique d’une part et l’âge le plus

ancien de la croûte continentale d’autre part • Dessinez une coupe présentant le fonctionnement d’une zone de subduction

et d’une zone de collision. Un exemple de coupe est donné en document 3. • A l’aide vos schémas et de vos connaissances en géodynamique, expliquez la

différence d’âge maximal observé entre la croûte continentale et la croûte océanique.

Page 2/2

Document 1 : âge de la croûte océanique en millions d’années.

Document 2 : âge de la croûte continentale.

Document 3 : Exemple de coupe. La zone où la croûte océanique (vert foncé) se soude avec la croûte continentale (orange) correspond à la marge passive.

1

ANSWER SHEET NOM :

GROUPE : L2 PC / PMM

PRENOM :

NOTE :

When the moon lands

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Find the vocabulary in the article for: Tenir / détenir jeter avoir en commun fournir se passer, avoir lieu un indice une échelle une caractéristique un échantillon un point de référence difficult in a liquid state due to great heat precise appropriate detached from the group grâce à au delà de par la suite quasiment à la fois

2

Fill in the gaps with the appropriate word(s) which start with the letters in bold. 1. How deep is this lake?

What is the d………………………….. of this lake?

2. The air strip is being made longer.

The air strip is being l…………………………...

3. One of major disadvantages is the lack of space.

One of the major d………………………….. is the lack of Space. (Do not use disadvantages)

4. The club hasn’t enough money to buy a new computer.

The club can’t a………………………….. to buy a new computer.

5. Africa is in need of large quantities of food.

Africa is in need of large a………………………….. of food.

6. There will soon be no more coal.

Coal resources will soon r………………………….. (two words)

7. Are these results exact?

Are these results a…………………………..?

8. This seat belt is too loose.

Can you t………………………….. it?

9. Please attach your seat belt.

Please f………………………….. your seat belt.

10. Our firm will provide all the necessary components.

Our firm will s………………………….. all the necessary components.

3

When the moon lands. Are the following statements true or false? Répondez TRUE ou FALSE. Notez vos réponses sur la page 1 : ANSWER SHEET.

1. It’s highly unlikely for lunar rock to be found without the use of specialised detecting equipment.

2. Moon rock is darker than the colour of the ground in deserts.

3. The lunar meteorite which has been named Dhofar 458 was found in the Dhofar

region of southern Oman in 1997.

4. Luc Labenne has been a meteorite hunter for over ten years.

5. Each day it rains about 160 tonnes of debris from space falls on Earth.

6. Ian Franchi thought that the New Scientist’s prize rock was a little too dark to be moon rock.

7. Harvey Nininger found more than 200 meteorites on the Great Plains in the USA.

8. There are only about sixty genuine lunar meteorites in the world.

9. Most of the meteorites which have been studied originated from the cloud of dust and

gas that formed the solar system.

10. Moon rock contains hardly any water or sodium.

11. It is thought that the Moon was formed after a planet the size of Mars collided with Earth.

12. Lunar rocks and rocks from Earth have a lot of features in common.

13. Greenwood and Higgins analysed the chemical composition of the New Scientist’s

prize moon rock

14. Lunar rock and terrestrial rock are the most difficult to distinguish between.

15. It takes about ten years for material displaced by an impact on the Moon to reach Earth.

16. Scientists want to obtain specimens of lunar rock which come from regions that were

not explored by the Apollo or robotic landers.

17. The physical appearance of a meteorite and the way it has changed over time is no indication whether it is moon rock.

18. The impact which creates meteorites can cause a colour change in many of its

minerals.

19. It was impossible to slice the New Scientist’s moon rock because it was too hard.

20. The fragment of Dhofar 458 is worth a thousand pounds.

4

When the moon lands by Roger Highfield, Editor of New Scientist New Scientist 20 June 2009

1. You don’t have to visit the moon to hold a chunk of it in you hand. Every day around 160 tonnes of rubble from space rains down on Earth, and some of it comes from the moon. All you need to find a piece of moon rock is keen eyesight, patience and an expanse of ice or desert against which a dark little chunk of our neighbour will stand out. 2. In this issue’s Feedback you’ll find details of a competition to win just such a piece of the moon, worth more than £1000. The prize is part of a lunar meteorite found by French collector Luc Labenne, who has been scouring deserts for meteorites since 1997. 3. Labenne found the rock known as Dhofar 458, on 3 April 2001 in the gravel plains of southern Oman’s Dhofar (or Zufar) region, and it was authentificated as a lunar meteorite by researchers at the University of California, Los Angeles. Before handing our piece over we wanted to use this opportunity to find out first-hand just how tricky it can be to distinguish a fragment of moon rock from a common or garden meteorite. For this we turned to researchers at the Open University (OU) in Milton Keynes, UK. 4. Meteorite hunters like Labenne follow an approach pioneered in the 1930s by the American collector Harvey Nininger, working on the Great Plains that stretch west from the Mississippi river to the Rocky Mountains. Nininger taught local people to seek out black stones on the pale ground, and thanks to their efforts he bagged more than 200 meteorites over three decades. 5. Another rich source was identified in 1969 by the Japanese Antarctic Research Expedition, which found meteorites on a blue ice field near the Yamato Mountains in East Antarctica. Other deserts became a focus of interest in the early 1990s, including the one that yielded our moon rock. 6. Lunar meteorites are exceedingly rare: only around 60 have been identified. And they don’t just interest collectors. Space scientists are also keen to get hold of them, because they hold clues to what the rock is like on parts of the moon beyond the areas explored by the Apollo and robotic landers. 7. The vast majority of the tens of thousands of meteorites that have been studied are not from the moon. Around 6 out of 7 of them are of a type known as chondrites, characterised by stony spheres called chondrules which grew from the vast cloud of dust and gas that gave birth to the solar system. Some 4.5 billion years ago, budding planets and asteroids formed by sweeping material up from this cloud. Rocky remnants of these asteroids are still orbiting the sun, mostly between Mars and Jupiter. As the solar system developed, chance collisions between the asteroids caused them to spiral into chaotic orbits, later to crash into planets and their moons. 8. Occasionally, collisions happened on a far more dramatic scale, and one of them is now believed to have given birth to the moon. The consensus is that a stray planet as large as Mars crashed into the infant Earth, flinging globs of molten rock into space that coalesced to form what became our companion. 9. Small asteroids continue to smash into the moon’s surface every day because there is no atmosphere to destroy them by frictional heating. If the impact is hard enough, the ejected material escapes the moon’s weak gravity and can land on earth after tens of thousands or perhaps millions of years. 10. Still, these events are rare, and finding a lunar meteorite is not easy. Because the moon was born from the Earth, their rocks share many features. “It is more difficult to tell a lunar rock from a terrestrial one than any other,” says Colin Pillinger, a space scientist at the OU who worked on samples collected by the Apollo 11 astronauts. 11. What, then, does it take to find out if a meteorite has come from the moon? The traditional way to study any rock is to slice off a section with a diamond saw to reveal the mineral grains. This costs 1 to 2 grams of material, but as our rock weighs just 1.4 grams there would not have been much of it left if Pillinger’s team had done that.

5

When the moon lands New Scientist 20 June 2009

12. Other important clues can come from the look of the stone and the way it has weathered. “An experienced collector can tell a Mars from a moon meteorite,” says Richard Greenwood, at the OU’s Planetary and Space Sciences Research Institute, so this was the OU team’s first line of attack. 13. It got off to a bad start. Planetary scientist Ian Franchi, who has hunted meteorites in Morocco, took one look and decided that our rock looked a little dark to come from the moon. Rocks from the lunar highlands contain a large proportion of light-coloured feldspar, a common mineral both on Earth and in space rocks. It was a heart-stopping moment. 14. Fortunately, we had a useful benchmark to check against. Our prize is from one of the 13 known fragments originating from a single parent meteorite. The largest of these fragments, known as Dhofar 026, has been studied closely by the Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences in Moscow. Using an electron microscope, Greenwood compared a little piece of our prize, which his colleague Michelle Higgins had mounted in epoxy resin and polished, with its larger sibling. He and another colleague, Diane Johnson, took a series of images and conducted chemical analyses. We waited tensely for Greenwood’s verdict. 15. After looking at the images, he reported: “The texture present is virtually identical to meteorite Dhofar 026.” The initially off-putting colour can be explained by the fact that many minerals change structure when they experience a massive, instantaneous rise in pressure, as happened in the impact that gave rise to our meteorite and its siblings. “This meteorite is both strongly shocked and partially melted, which is probably why it appears so dark,” Greenwood says. 16. The test came at a cost, though. Because of a fracture in the rock, it is now in two pieces. 17. The results from the chemical analysis proved encouraging too. We have learned from samples brought back from the moon that lunar rock contains very little sodium compared with equivalent materials on Earth. The heat generated by the impact that formed the moon left the ejected rock so hot that it lost most of its volatile materials, including water and sodium. 18. Greenwood and Johnson’s electron microscopy showed that the feldspar in our piece of moon rock had a similar composition to Dhofar 026 and other lunar rocks. Given the similarity of textures, the conclusion was clear: it looked lunar. 19. We wanted to run one more investigation of our rock, however. For this we enlisted the help of geochemist Andy Tindle, who is in charge of the OU’s electron microprobe, an instrument that provides particularly accurate chemical analyses. His analysis not only confirmed that the feldspar was very sodium-poor, it also showed that two other key minerals, olivine and pyroxene, were a good match for those in Dhofar 026 and other lunar samples. “We can be very confident that your sample is lunar,” Greenwood concludes. 20. What could be a more fitting prize to mark the anniversary of the Apollo 11 adventure?

1

Université Henri Poincaré-Nancy 1 Diplôme : L2 PC Epreuve écrite de Chimie Physique Durée 1 Heure 30 Session de Janvier 2010 Rédacteur : J.L. Blin Documents non autorisés Calculatrice autorisée Exercice 1 La pression de vapeur de l’anhydride sulfureux (SO2) solide en fonction de la température (en K), est donnée par la relation :

log10 (P) = 59,10T

2,1871 +−

celle de l’anhydride sulfureux (SO2) liquide, par la relation :

log10 (P) = 32,8T

7,1425 +−

où P représente la pression exprimée en mmHg. 1. Calculer la température et la pression du point triple de SO2. 2. Calculer les enthalpies de sublimation et de vaporisation de SO2 et en déduire l’enthalpie de fusion de SO2. 3. Calculer la température d’ébullition de SO2 sous P = 1atm. 4. Sachant que la variation de volume molaire au cours de la fusion est de 2 cm3.mol-1, calculer la pente de la courbe de fusion en (atm/K) à la température du point triple. En déduire la température de fusion de SO2 sous P = 1tm. 5. Représenter le diagramme P = f(T) de SO2 en reportant les résultats précédents. Données

log10 (x) = (10)ln

(x)ln

1atm = 760 mmHg = 1,013 105 Pa Exercice 2 On se propose d’étudier l’équilibre suivant : SO2 (g) + 0,5 O2 (g) = SO3 (g) Données thermodynamiques à 298 K, supposées indépendantes de T :

Composé ∆fH

0/kJ mol-1 S0/J K-1 mol-1 Cp0/J K-1 mol-1 SO2 (g) -296,6 248,2 39,9 O2 (g) 205,2 29,4 SO3 (g) -394,8 256,6 50,7

On supposera que la variation d’enthalpie de la réaction dans le sens direct est indépendante de la température. 1° Calculer l’enthalpie libre standard de la réaction ∆rG° et la constante Kp à 298 K dans le sens direct.

2

2. 2.1. Citer la loi de modération des équilibres 2.2. Quelle est l’influence sur l’équilibre : - d’un abaissement de la température, - d’une élévation de la pression, - d’une addition de dioxygène O2 effectuée à volume constant ? - d’une addition de gaz inerte effectuée à volume constant ? Vous justifierez chaque réponse. 3. Calculer la constante d’équilibre Kp à 700°K. 4. A la température de 700 K on introduit 0,1 mole de SO2 (g) ; 0,1 de O2 (g) et 0,1 mole de SO3 (g) dans un récipient A de volume constant V = 13 litres : 4.1. Calculer la pression totale à l’instant initial. 4.2. Calculer l’affinité du système dans son état initial, en déduire le sens d’évolution spontanée du mélange initial. 4.3. A l’équilibre, la pression totale dans le récipient vaut 1,124 bar. Quelle est la composition du mélange à l’équilibre ? Que vaut l’affinité chimique ? 5. Comme le montre le schéma ci-dessous, le récipient A contenant le mélange à l’équilibre à 700 K est isolé par une paroi d’un récipient B à la même température et contenant uniquement SO2(g) sous la pression de 1 bar. Les volumes des récipients A et B sont identiques.

Récipient A

Volume V

Récipient B

Volume V

____ Piston

Prévoir le sens d’évolution de l’équilibre si après avoir supprimé la cloison, on ne déplace pas le piston. Justifier votre réponse. Le mélange gazeux est idéal R = 8,314 J.K-1.mol-1

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MÉTHODES MATHÉMATIQUES POUR LESSCIENCES DE LA MATIÈRE

Pierre Vuillermot

Examen du 07.01.2010, 9h00-11h00

N.B. Les notations sont celles du cours et des travaux dirigés. Les notesde cours et des séances de travaux dirigés sont autorisées, les calculettes sontinterdites. La qualité de la rédaction sera un critère essentiel pour lévaluationdes copies.

Exercice 1. Soit A 2 Mn(R) une matrice réelle telle que A2 = I, où Idésigne la matrice identité. Prouver que:(a) A est inversible.(b) n est pair.(c) A ne possède aucune valeur propre réelle.

Exercice 2. Soient A;B 2 Mn(K) deux matrices quelconques. Montrerquil est impossible davoir AB BA = I.

Exercice 3. Soit f : R3 7! R3 le champ vectoriel dont les trois composantessont f1(x; y; z) = y; f2(x; y; z) = x et f3(x; y; z) = cosx. Soit

E =(x; y; z) 2 R3 : x

2

a2+y2

b2+z2

c2= 1

lellipsoïde centré à lorigine de demi-axes a > 0, b > 0, c > 0. Notons lintersection de E avec le plan horizontal z = 0.(a) Déterminer une représentation paramétrique de la courbe .(b) Déterminer lintégrale curviligne de f le long de parcourue dans le sens

direct, relativement à la représentation paramétrique obtenue sous (a).(c) Le champ vectoriel f est-il conservatif? La réponse est à justier très

précisément.

PRI ERE DE TOURNER LA PAGE

1

Exercice 4. Soit f : R3 7! R3 le champ vectoriel dont les trois composantessont f1(x; y; z) = x; f2(x; y; z) = y et f3(x; y; z) = z. Notons S la surface planedans R3 dont la frontière est le triangle de sommets A : (1; 0; 0); B : (0; 1; 0) etC : (0; 0; 1).(a) Déterminer léquation cartésienne de S sous la forme z = g(x; y) en cal-

culant g explicitement et en précisant très exactement les contraintes à imposerà x et y, nécessaires pour la description de S.(b) À partir du résultat obtenu sous (a) déterminer n, le vecteur unité normal

à S dont la troisième composante est positive.(c) À partir du résultat obtenu sous (b), déterminer lintégrale de surfaceZZ

S

d (f; n)R3 :

2

1

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY 1

FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN JANVIER 10

DIPLOME L2 SM-PMM Durée du sujet : Deux heures Nom du rédacteur : TAGHITE Epreuve de : Modélisation et concepts Documents non autorisés

Calculatrices non autorisées

Exercice 1

On considère dans 3ℝ la forme différentielle ω définie par : 2 2( x, y,z ) ( y yz )dx ( x xz 2yz )dy ( xy 2y z )dzω = + + + + + +

1) Montrer que ω est une différentielle totale exacte. 2) Déterminer alors un potentiel f f ( x, y,z )= tel que dfω=

3) Soit le chemin Γ défini par 3 2 2 2( x, y,z ) ; x y z 1, y x, z 0Γ = ∈ + + = = ≥ℝ qu’on

oriente « des y négatifs vers les y positifs ». CalculerIΓ

ω= ∫ .

Exercices 2 Soit Γ la courbe gauche paramétrée par :

2 3

2 3

3

x 3t t

y 3t t

z 6 t

= + = − =

Déterminer pourt 1= , le trièdre de Frenêt, la courbure, la torsion ainsi que le centre de courbure. Exercice 3

Soient A, B, C et U

quatre champs de vecteurs de 3E , espace vectoriel de dimension 3,

définis sur un domaine D de 3E .

1) Transformer en utilisant les techniques de calcul tensoriel, le vecteur A ( B C )∧ ∧

en une autre écriture intrinsèque (c'est-à-dire indépendante de toute base).

2) On pose U ( ) grad ϕ θ θ=

où ϕ est une application différentiable sur D et θ est une

fonction scalaire. Calculerrot U

, que peut-on dire de U

? Exercice 4

On considère le champ de vecteurs de 3ℝ :

2

OMV( M ) A

r=

où A est un tenseur du second

ordre et r , rayon sphérique : 2 k kr x x= pour k 1,2,3= . Donner les conditions sur A pour

que :

1) div V 0=

2

2) rot V 0=

(Il est demander de ne pas utiliser les coordonnées sphériques mais de s’appuyer sur i,i

xr

r= ).

Exercice 5

On considère deux tenseurs du second ordre A et B et un vecteur X

.

La relation ( ) ( )A . B . X A . B . X=

est vérifiée ?

Exercice 6 Etudier l’existence et la nature d’extrema éventuels de la fonction f définie dans 2

ℝ par : 3 2f ( x, y ) x 3xy 15x 12y= + − − .

Annee 2009-2010Licence L2 PCOndes 1 - Examen Janvier 2010Duree : 2 hCalculatrices autorisees - Documents non autorises

1. Question de cours 1

Par definition, une onde stationnaire monochromatique correspond a une fonction d’onde qui s’ecrit,en fonction du temps et de l’espace (1D), sous la forme :

F (x, t) = X(x)T (t)

Sachant que cette fonction d’onde doit verifier l’equation de d’Alembert, determiner la formegenerale de la fonction d’onde correspondante.

2. Question de cours 2

Definir la linearite d’une equation differentielle. Ecrire la representation complexe d’une ondeplane progressive monochromatique. En deduire la relation de dispersion pour une onde verifiantl’equation de d’Alembert.

3. Ondes stationnaires le long d’une corde

On considere une corde de masse lineique µ, soumise a une tension T0, semi infinie, attachee enx = 0. Elle s’etend jusqu’a x → +∞. Une perturbation sinusoıdale se propage dans le sens des xdecroissants, et est notee F = F0e

i(ω1t+k1x). Cette perturbation arrive en x = 0.

a. Que peut-on dire de l’onde transmise vers x < 0 ?

b. Soit G = G0ei(ω2t−k2x) l’onde reflechie. Ecrire la condition sur la position de la corde en x = 0.

En deduire que ω1 = ω2 = ω et k1 = k2 = k. Exprimer le coefficient r = G0/F0. Quelle est lacaracteristique principale de l’onde reflechie ?

c. En deduire l’onde totale et y(x, t) sa partie reelle en fonction de F0, k et ω. Quel type d’ondeobtient-on ?

d. On impose une deuxieme condition. La corde est conservee de 0 a L, et fixee en x = L. Commentse traduit cette nouvelle condition ?

e. En deduire les frequences et longueurs d’onde possibles pour cette corde de longueur L ? Representerles trois premiers modes (y en fonction de x).

f. A.N. : T0 = 900 N, L = 60 cm, µ = 1 kg m−1. Quelle est la frequence du mode fondamental ?

4. Milieu dispersif

Pour une onde qui se propage dans un plasma, la relation de dispersion s’ecrit :

ω2 = ω2p + k2c2

ou ωp est une constante, appelee pulsation plasma.

a. Representer ω en fonction de k. Est-ce que toutes les ondes peuvent se propager ?

b. Calculer les vitesses de phase et de groupe. Discuter ces deux valeurs.

c. Un paquet d’ondes, arrivant au bord du plasma, est constitue de trois ondes de pulsationsω1 = 1, 8ωp, ω2 = 1, 6ωp et ω3 = 0, 9ωp. Comment se propagent ces trois ondes dans le plasma ?

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5. La clarinette

Une clarinette peut etre modelisee par un tuyau de longueur L, ferme en x = 0 et ouvert enx = L.

a. Quelles sont les consequences (sans faire de demonstration) de ces conditions aux limites sur ledeplacement s(x, t) d’une tranche d’air du a une perturbation ?

b. En deduire les frequences et longueurs d’onde possibles dans le tuyau. Representer les quatrepremiers modes.

c. A. N. : Si la longueur est de 50 cm, quelle est la frequence du mode fondamental ?

d. Un trou est perce en x0 = L/5. Quelle la frequence du nouveau mode fondamental ?

6. Effet Doppler

A partir d’un instant initial t = 0, un son est emis dans l’air en x = 0, a une frequence f0. A cememe instant, une premiere personne, situee en x = −L, se deplace vers x = 0 a la vitesse v1, alorsqu’une deuxieme personne situee en x = +L s’eloigne vers x > L a la vitesse v2. On supposeraque v1 et v2 sont inferieures a la vitesse de propagation du son dans l’air, notee v0.

a. Determiner les frequences f1 et f2 qui seront percues par les personnes 1 et 2.

b. A.N. : Calculer ces frequences si f0 = 400 Hz, v1 = 200 ms−1 et v2 = 200 ms−1.

c. Que se passe-t-il si f0 = 400 Hz, v1 = 0 ms−1 et v2 = 500 ms−1 ?

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NANCY UNIVERSITE

UNIVERSITE HENRI POINCARE- FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licence SVS L2S3 Durée conseillée pour répondre au sujet : 40 min Nom du rédacteur : B. Charpentier

Epreuve de : CM, UE 3.01 Biologie Moléculaire I, biosynthèse des acides nucléiques et des protéines

Documents non autorisés Session de : Janvier 2010 (S3) Date : /01/2010 Calculatrice non autorisée Horaire : - h -

LES SUJETS DE CETTE UE SONT A REDIGER SUR DES COPIES SEPAREES

1. (a) Définissez et schématisez la structure générale d’une unité transcriptionnelle

(UT) codant une protéine.

(b) Dans quels génomes rencontre‐t‐on typiquement des UT appelées opérons ?

(c) Quels sont les avantages d’une organisation en opéron ? Explicitez.

2. (a) Quelles familles d’enzymes interviennent dans la catalyse permettant la

polymérisation des différents acides nucléiques. Explicitez.

(b) Schématisez la réaction permettant la polymérisation d’acides nucléiques.

3. Les ARN messagers eucaryotes ont des extrémités particulières. Explicitez.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I ‐ FACULTE DES SCIENCES

SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : LCVI S3 U01 Nom du rédacteur : Mme Robas Epreuve : Biologie moléculaire Documents autorisés Session : 1e Session Documents non autorisés Date : /01 / 2010 Calculatrice autorisée Durée : 40 minutes Calculatrice non autorisée

Veuillez rédiger sur copie séparée

Q1 : Quels sont la composition, la structure et les fonctions cellulaires des ribosomes chez les

procaryotes ?

Q2 : Qu’évoque pour vous le terme « Wobble » ou « bases flottantes ». Expliquez notamment à quelle

étape du mécanisme de traduction ce mécanisme intervient. Est‐ce un avantage ou non pour la cellule ?

Ci‐joint le code génétique nécessaire pour répondre au sujet de TD :

Tableau du code génétique :

UNIVERSITE HENRI POINCARE-NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN DIPLOME: LCVI Nom du rédacteur : C. Guimont et L. Domenjoud Epreuve de: TD de S3. UE 01 Durée conseillée : 40 minutes Session de: janvier 2010 Date: janvier 2010 X documents non autorisés Horaire: X calculatrice non autorisée

SUJETS A TRAITER SUR COPIE SEPAREE Exercice N°1 Vous voulez savoir quel est le mode de réplication de l’ADN d’une bactérie. - La coupure totale de cet ADN bactérien par des enzymes a produit 11 fragments dont le nom et le positionnement sont indiqués dans la figure ci-dessous. - De la thymidine radioactive (3H-Thy) a été ajoutée dans le milieu de culture de cette bactérie soit pendant 5 minutes soit pendant 10 minutes. Après chaque temps de culture, les bactéries ont été récupérées , l’ADN bactérien a été extrait, purifié, coupé par les mêmes enzymes. La radioactivité (en coups par minute : cpm) de chaque fragment a été mesurée et rapportée (tableau ci-dessous).

1) Comment est l’ADN d’une bactérie ? circulaire ? linéaire ? simple brin ? double brin ? 2) Pourquoi la thymidine est-elle un bon précurseur pour le marquage radioactif spécifique de l’ADN ? Dans quelle phase de croissance sont les bactéries après 5 minutes et 10 minutes de culture ? 3) A partir des résultats ci-dessous, démontrez si la réplication est uni ou bidirectionnelle sur cet ADN. 4) Donnez le nom du fragment contenant les séquences de l’origine de la réplication. Donnez le nom du fragment contenant la région de terminaison de la réplication.

Quantité relative de radioactivité (en cpm)

Nom des fragments

Incorporation de 3H Thy pendant 5 minutes

Incorporation de 3H Thy pendant 10 minutes

A 1 1 B 3,9 3 C 0 0,8 D 0,9 0,9 E 1,8 2,0 F 4 3,1 G 5,4 4,2 H 1,7 2,5 I 2,7 3 J 4,9 3,7 K 2,4 2,9

Exercice N°2: - La séquence en bases et la structure secondaire de l’extrémité d’un fragment de l’ARN ribosomal 16S est présentée dans la figure ci-dessous (Nm indique des bases méthylées très souvent présentes dans l’ARN ribosomal). - La séquence en bases de l’ARN messager codant pour une protéine X de E. coli est donnée ci-après.

5’-ACUAAUAGAGGAGGACAAUCAUGGUACGCAUGACUUUGUGGGAUACCUACCUAUAAGACAUU -3’ 1) Que veut dire 16S ? 2) Pouvez-vous dire quelle est la sous-unité ribosomale qui peut se fixer sur cet ARN messager ? expliquez pourquoi à l’aide d’un schéma. 3) Ecrivez et orientez la séquence en acides aminés de la protéine X traduite à partir de cet ARN messager. 4) Ecrivez et orientez les anti-codons des ARN de transfert impliqués dans cette traduction.

UNIVERSITE HENRI POINCARE-NANCY I FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

LICENCE SCIENCES DU VIVANT –LSV3.02

SUJET D'EXAMEN - 1 ère session Epreuve de BIOCHIMIE Durée de l’épreuve: 2 heures Date : Janvier 2010 Documents non autorisés Horaire : Calculatrices non autorisées L’EPREUVE DE BIOCHIMIE COMPORTE 3 PARTIES A RENDRE SUR DES COPIES SEPAREES

- Partie 1 : Cours de H. MAZON (durée conseillée 40 min) - Partie 2 : Cours de E. ROGALSKA (durée conseillée 40 min) - Partie 3 : Travaux dirigés (durée conseillée 40 min)

Partie 1 : Contrôle terminal du cours magistral de H. MAZON A rendre sur une copie séparée. Durée conseillée 40 min 1- La trypsine et la chymotrypsine sont deux enzymes qui hydrolysent les protéines. Leurs sites de coupure diffèrent légèrement. La trypsine coupe les liaisons peptidiques au niveau d’un acide aminé chargé (lysine ou arginine), tandis que la chymotrypsine coupe les liaisons peptidiques au niveau d’un acide aminé aromatique (tyrosine, tryptophane ou phénylalanine). Les acides aminés situés au niveau du site actif de chaque enzyme sont présentés ci-dessous :

Trypsine Chymotrypsine Acides aminés du site 1 Asp 189 Ser 189

Acides aminés du site 2 Asp102, His 57, Ser 195 Asp102, His 57, Ser 195 a) A quoi correspondent les sites 1 et 2 de chaque enzyme ? b) Expliquer pourquoi les sites de coupure de chacune des deux enzymes sont différents. 2- Quelle représentation graphique permet de déterminer la vitesse initiale d’une réaction enzymatique ? 3- Ecrire (sans la démontrer) la relation de Michaelis-Menten. Définir tous les paramètres de l’équation et donner leurs unités. 4- A partir de cette relation, quelle représentation graphique permet d’obtenir précisément Km et Vm ? Annoter le graphe et écrire l’équation correspondante. 5- Quel est l’effet du pH sur une réaction enzymatique. Illustrer par un schéma.

Partie 2 : Contrôle terminal du cours magistral de E. ROGLASKA A rendre sur une copie séparée. Durée conseillée 40 min

1). Définir un zwitterion d'acide aminé et expliquer son comportement en milieu acide et milieu basique.

2). La liaison peptidique : a. Donner une définition et décrire son mode de formation. b. Citer les trois principales caractéristiques structurales d'une liaison peptidique.

3). Décrire les différents niveaux de structure des protéines. Pour chaque niveau structural, préciser les différents types de liaisons qui interviennent. 4). Qu'est-ce que la dénaturation des protéines, quels moyens peut-on employer pour l'obtenir et quelles en sont les conséquences ?

Partie 3 : Contrôle terminal de travaux dirigés (TD) A rendre sur une copie séparée. Durée conseillée 40 min

Un extrait brut protéique en solution dans un tampon phosphate, pH = 7,5 contient deux enzymes

monomériques A et B dont les caractéristiques principales sont indiquées ci-dessous :

Enzyme A Enzyme B

a) masse molaire (kDa ou kg/mole) 50 100

b) neutralité électrique (unité de pH) 5,8 6,8

c) domaine de précipitation (% saturation en sel) 30-45 50-65

d) complexe avec un ligand X (K dissociation en M) 10-3 10-4

Un expérimentateur veut séparer les 2 enzymes par une technique chromatographique.

1) Indiquer le nom générique de la chromatographie et celui du critère discriminant adaptés à

chaque propriété a) b) c) d) indiquée ci-dessus.

2) Pour chaque chromatographie (les détails méthodologiques ne sont pas demandés) :

Proposer le choix d’un support défini par les conditions à respecter et un mode opératoire pour

séparer les deux enzymes. En déduire leur ordre d’élution respectif.

L’enzyme B catalysant la transformation d’un substrat S a été complètement purifiée à un taux

de 300 fois avec un rendement de 50% en utilisant ces techniques chromatographiques.

L’échantillon final contient 600 UI (unités internationales) et 10 mg de protéines

3) En déduire: - les activités totale et spécifique de B dans l’extrait brut (préciser les unités)

- la quantité de protéines dans l’extrait brut

4) Calculer l’activité moléculaire spécifique de B exprimée en seconde -1

Le ligand X se comporte comme un inhibiteur non compétitif absolu vis-à-vis de la

transformation de S par B. En présence de X à une concentration égale à son Ki, la Vmax est

égale à 2 UA (unités arbitraires). Y est un inhibiteur compétitif vis-à-vis de la transformation de

S par B avec deux fois moins d’affinité que X pour B. En présence d’une concentration de Y

égale à 2.10-4 M, la concentration en substrat pour laquelle la vitesse initiale obtenue est la moitié

de la Vmax est égale à 0,3 mM.

5) En déduire les valeurs en absence d’inhibiteurs :

- des paramètres cinétiques de l’enzyme (Vmax , Km)

- de la vitesse initiale (en UA) obtenue à une concentration initiale de S = 0,35 mM

6) Comparer l’affinité des 3 ligands (S, X, Y) vis-à-vis de l’enzyme B.

Epreuve de : UE 3U03 Session de : janvier 2009 (1ère session) Durée du sujet : 2h00

Nom du rédacteur : A. Thibessard Documents : non autorisés Calculatrices : autorisées

Exercice I :

Chez la drosophile, un gène nommé forked (f) provoque un raccourcissement et une inclinaison des poils et des soies. Un autre gène, nommé outstretched (od) provoque une mauvaise orientation des ailes qui, dans ce cas-là, forment un angle droit avec le corps. Un troisième gène nommé garnet (g) est responsable de la couleur rose des yeux des jeunes mouches. Des femelles hétérozygotes pour chacun de ces gènes sont croisées par des mâles sauvages. Les résultats de ce croisement F1 sont indiqués ci-dessous:

• Femelles : toutes sauvages • Mâles :

439 [outstretched] 419 [garnet, forked] 60 [forked] 57 [outstretched, garnet] 13 [sauvages] 9 [outstretched, garnet, forked] 2 [garnet] 1 [outstretched, forked]

Vous utiliserez la nomenclature suivante : f +, od + et g + pour les allèles sauvages et f -, od - et g - pour les allèles mutants. 1. Sur quel chromosome sont situés ces trois loci? Argumentez. 2. Ces gènes sont-ils génétiquement liés ? Justifiez. 3. Quelles sont les associations parentales de la femelle F0 ? 4. Etablir la carte génétique. 5. Etes-vous en mesure de déterminer les relations de dominance-récessivité de chacun de ces trois gènes ? Justifiez.

Exercice II : Chez le champignon haploïde Sordaria, les ascospores sont normalement noires (couleur sauvage). Deux souches mutantes ont été isolées : l'une présente des spores blanches (mutant 1), l'autre des spores rouges (mutant 2). Croisé avec le sauvage le mutant 1 donne des asques contenant 4 spores noires et 4 blanches. Croisé avec le sauvage le mutant 2 donne des asques contenant 4 spores noires et 4 rouges. La disposition des spores dans l’asque et les effectifs de chaque type d’asque observés sont résumés dans la figure suivante :

Croisement (sauvage x mutant1) : 456 432 70 65 82 73 Croisement (sauvage x mutant2) : 652 690 142 137 145 151

I II III IV V VI

1. Que révèlent ces croisements quant au nombre de gènes impliqués dans la coloration des spores chez Sordaria et quant à la (ou les) localisation(s) du (ou des) gène(s) en question ? Justifiez. Lors du croisement entre les deux souches mutantes 1 et 2, on observe :

- 583 asques contenant 4 spores noires et 4 spores blanches - 580 asques contenant 4 blanches et 4 rouges - 498 asques contenant 4 blanches 2 noires et 2 rouges.

2. Interprétez ces différents types d'asques. Pouvez-vous conclure quant à la liaison génétique entre les couples d'allèles concernés? Etablir la ou les cartes génétiques possibles. 3. Interprétez l’interaction existant entre ces gènes pour l'établissement du phénotype de pigmentation des spores.

Exercice III : On croise deux variétés d'Hibiscus (organisme diploïde) de race pure, différant par deux caractères (la forme et la couleur de la corolle). Les hybrides de F1 croisés entre eux fournissent en F2 la descendance suivante :

• 82 plantes à corolle ouverte rouge, • 165 plantes à corolle ouverte rose, • 81 plantes à corolle ouverte blanche, • 28 plantes à corolle fermée rouge, • 53 plantes à corolle fermée rose, • 26 plantes à corolle fermée blanche.

1. Quels est la couleur de la corolle de chacun des parents F0 de race pure ? 2. Quels est la forme de la corolle de chacun des parents F0 de race pure ? 3. Quels sont le génotype et le phénotype des hybrides de F1 ? 4. Quels sont les génotypes des individus F2 ? 5. On désire préciser le génotype de chacune des 165 plantes à corolle ouverte rose obtenues en F2. Que faut-il faire ? Quel sera le résultat ?

Exercice IV : Les gènes appelés spore killer sont relativement fréquents dans les populations naturelles de Neurospora crassa. Au sein des asques issus de méiocytes hétérozygotes pour le locus spore killer, toutes les spores qui ne portent pas l’allèle spore killer sont tuées. Elles sont alors incapables de germer. Concrètement, lors d’un croisement de Sk x sk (où Sk désigne l’allèle spore killer) toutes spores portant l’allèle sk sont tuées. NB : les spores sk issues d’un méiocyte homozygote, elles, sont viables. Un croisement Sk x sk produit 125 asques. Tous les asques possèdent quatre ascospores mortes et quatre ascospores capables de germer. Pour 95 de ses asques, les quatre ascospores mortes sont toutes groupées à l’une ou l’autre des extrémités de l’asque (les demi-asques sont homogènes). Quelle est la distance génétique entre le locus Sk/sk et le centromère ?

Intitulé de l’épreuve :

UE 3.04 – Biologie du Développement

Semestre 3

Année : 2009/2010

Responsable du sujet : H. SCHOHN

Durée de l’épreuve : 1 H 30

Documents autorisés : non

Calculatrice : non

1. La segmentation par rotation

Présentez ce mode de segmentation à l’aide d’une représentation schématique

2. Déterminants cytoplasmiques

Vous expliquerez l’importance de déterminants cytoplasmiques dans la formation de l’axe

antéro postérieur chez C elegans

3. Annexes extra embryonnaires chez le Poulet

Quels sont les feuillets qui participent à la formation des différentes annexes extra

embryonnaires ?

4. La délamination

Après avoir défini la délamination, vous montrerez l’importance de la délamination au cours

du développement chez le Poulet.

5. Déterminants cytoplasmiques

Comment mettre en évidence la présence des déterminants cytoplasmiques dans le

développement de type mosaïque

6. Développement des Amphibiens

Vous préciserez l’importance de la réaction corticale au cours du développement.

7. La chorde

Vous expliquerez son rôle au cours du développement chez les Vertébrés.

8. Gastrulation

Rôle de l’intercalation au cours de la gastrulation chez les amphibiens

9. Ectoblaste ou ectoderme

Précisez le devenir de ce feuillet embryonnaire

10. Le mésoderme

Vos préciserez l’origine de ce feuillet embryonnaire

11. Crêtes neurales

Origine, mouvements et devenir des crêtes neurales.

12. Placenta

A partir de 2 schémas, vous expliquerez la formation de villosités choriales

13. Le chorion

Que représente le chorion

14. Le sclérotome

Origine et devenir

15. Mouvements morphogénétiques

Deux fragments d’agar saturés en colorant vital sont mis en contact d’une blastule d’amphibien. Les fragments sont placés selon le schéma présenté. L’encoche blastoporale est indiquée par un trait continu sur la face où apparaît cette structure morphologique. La position de l’encoche blastoporale est indiquée par un trait pointillé sur l’autre face de l’embryon. Précisez le devenir possible des blastomères ainsi colorés au cours de la gastrulation.

14. Epreuve de Travaux Pratiques

Réalisez un schéma des coupes suivantes et annotez vos dessins

Figure 1

Figure 2

LSV 3.05 Sujet d’examen Page 1 sur 1

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D'EXAMEN

DIPLÔME : LSV2ème année Durée du sujet : 1 heure

UE 3.05: Nutrition carbonée et azotée des plantes

Epreuve de : UE 3.05 Documents autorisés

Session de janvier 2010.................................................... Documents non autorisés

Date : Calculatrices autorisées

Horaire : .................................................. ..... . Calculatrices non autorisées

(Veuillez cocher les cases correspondantes)

Sujet portant sur le cours de M. CHALOT

Répondez précisément à toutes les questions dans l’ordre et en reportant le numéro de la questionsur la copie.Remarque : Une illustration (schéma, figure) peut efficacement remplacer un long propos.

1) Pourquoi parle-t-on de "cycle" de l'azote ? Décrivez ce cycle.

2) Au cours du mois de juin, après de fortes pluies suivies de journées très chaudes, l'eaud'une petite rivière bordée de terres agricoles devient soudainement verte. Pouvez-vousexpliquer ce qui s'est produit ?

3) Pourquoi pratique-t-on la rotation des cultures (particulièrement la rotationlégumineuses/céréales) ?

4) Qu'est-ce que le procédé Haber/Bosch ?

5) Pourquoi le lisier de porc est-il nuisible pour l’environnement ?

6) Sous quelle(s) forme(s) les plantes absorbent-elles l'azote ? Et que font-elles avec cetazote ?

7) Pourquoi une carence en azote se manifeste-t-elle par un jaunissement des feuilles ?

8) Pourquoi retrouve-t-on généralement les plantes carnivores dans des sols acides etpauvres en nutriments?

9) Comment peut-on caractériser la fonction d’une protéine de transport ?

10) Les transporteurs d’ammonium et de nitrate appartiennent à des familles multigéniques. Quelest l’intérêt de cette multiplicité pour la plante.

11) Dans quels tissus et dans quels compartiments cellulaires sont localisées les enzymesresponsables de l’assimilation du nitrate ?

12) Décrivez brièvement les modalités de contrôle de la glutamine synthétase par la lumière.

1 de 2

NANCY UNIVERSITE SUJET D’EXAMEN Faculté des Sciences et Techniques

DIPLOME : Licence Sciences du Vivant Durée du sujet : 1 heure Nom du rédacteur: D Gerant, M Morel, L Diss, Y

Jolivet Epreuve de : L.S.V. 3U 05 TD-TP Session de : 1ère session janvier 2010 Documents autorisés : Non Date : Calculatrices autorisées : Oui Horaire : Question 1 : Trois cellules issues du même tissu végétal dont les caractéristiques sont ΨΠ = -1,5 MPa et Ψp = +0,75 MPa sont placées dans trois béchers distincts contenant :

- bécher A : 50 ml d'une solution à 100 mM de saccharose - bécher B : 50 ml d'une solution à 100 mM de chlorure de sodium (NaCl) - bécher C : 50 ml d'une solution à 100 mM de chlorure de calcium (CaCl2).

L’expérience est effectuée à 27°C. Existe-t-il des mouvements d’eau entre la cellule et les différentes solutions ? Si oui, dans quelles directions s'effectuent-ils ? R=0.00831 Question 2 : En vous servant du tableau ci-dessous, déterminez quel substrat est le plus adapté pour étudier la nutrition minérale d’une plante qui a besoin de beaucoup d’eau. Justifiez votre réponse. Porosité

Capacité au champ

Réserve utile

Point de flétrissement

Capacité d’échange cationique

(eq/m3) Laine de roche

96,7 81,8 77,8 4,0 0

Vermiculite 95,4 42,3 7,8 34,5 2

Argile expansée

96,4 34,6 12,0 22,6 0

Les résultats sont exprimés en % du volume total Question 3 : Des plants de Haricot sont cultivés sur différents milieux dont on fait varier la nature de la source azotée (voir tableau). L’activité de la nitrate réductase (NR) est mesurée dans les racines et les feuilles de ces plantes. Commenter les résultats et interpréter. Nature de la source azotée

milieu sans azote

NaNO3 1 mM

NH4Cl 1 mM

milieu mixte : NH4Cl 0,75 mM

+ Na NO3 0,25 mM NR racines µmol NO2 / h / g MF

0,1 0,5 0,1 0,4

NR feuilles µmol NO2 / h / g MF

0,4 1,6 0,4 0,4

2 de 2

Question 4 : Le phosphore est un élément très mobile, absorbé par les racines grâce à des protéines membranaires qui sont des transporteurs spécifiques. La morphologie du système racinaire est un des premiers facteurs qui conditionne l’absorption minérale et donc la croissance de la plante. Afin d’étudier l’architecture du système racinaire en fonction de la disponibilité en phosphate inorganique (Pi) dans le sol, des plantules d’Arabidopsis thaliana ont été semées sur des milieux de culture contenant 1 mM Pi (milieu standard) ou 5 μM Pi (milieu carencé). Après 14 jours de culture différentes mesures sont effectuées (tableau 1) : longueur de la racine primaire et du système racinaire complet, et vitesse d’incorporation du Pi. Milieu standard (+P)

Milieu carencé (-P)

Longueur racine primaire (cm)

9,5 ± 1 5,7 ± 0,7

Masse du système racinaire complet (g)

4,4 ± 0,8 4,8 ± 0,2

Vitesse d’incorporation du Pi (μmol Pi / h / g matière fraiche)

1,1 ± 0,2 5,6 ± 0,7

Quelles sont les conséquences de la carence en Pi sur l’architecture racinaire ? Quelles sont les conséquences de la carence en Pi sur la capacité intrinsèque des racines à absorber le Pi disponible dans le sol ? Comment peut-on expliquer ce phénomène?

NANCY UNIVERSITE SUJET D’EXAMEN Faculté des Sciences et Techniques DIPLOME : Licence Sciences du Vivant Durée du sujet : 1 heure Nom du rédacteur: Y Jolivet Epreuve de : L.S.V. 3U 06 CM Session de : 1ère session janvier 2010 Documents autorisés : Non Date : Calculatrices autorisées : Non Horaire : Sujet 1 (CM – durée conseillée : 1h) 1. Proposer et commenter un schéma permettant sur un cycle photopériodique de révéler les différences de fixation du CO2 externe entre les plantes à métabolisme photosynthétique de type C3 et les plantes à métabolisme photosynthétique de type CAM. (10 points) 2. Que savez-vous du saccharose et de sa biosynthèse dans les feuilles lors de la période lumineuse ? (10 points)

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D'EXAMEN

DIPLÔME : LSV2ème année Epreuve de : UE 3.06 « Biologie des organismes » Session de janvier 2010 (1ère session) Documents non autorisés Calculatrice autorisée

Durée du sujet : 1 heure

Nom des rédacteurs : D. GERANT, R. EL ZEIN et P. PRIAULT

PARTIE 1 (/5pts)

QCM : Les questions suivantes peuvent amener 1 ou plusieurs réponses. Écrivez le(s) proposition(s) juste(s) sur votre copie.

1. Une électrode de Clark permet de mesurer : une teneur en O2 une teneur en CO2 un courant électrique un dégagement d’O2 aucun de ces paramètres

2. La respiration mitochondriale fonctionne: uniquement de jour uniquement de nuit de jour et de nuit

3. Une Intensité Photosynthétique Apparente (IPA) peut être : négative positive nulle

4. L’intensité respiratoire (IR) et l’intensité photosynthétique apparente (IPA) ont été déterminées à l’aide d’une électrode de Clark à partir de 0,2 g d’épinard dont la concentration en chlorophylles totales est de 0,5 mg/gépinard. Sachant que IR=-100 nmolesO2.min-1.g-1

épinard et IPA= 18 µmolesO2.heure-1.mg-1chlorophylles,

l’intensité photosynthétique réelle (IPR) sera égale à : 118 nmolesO2.min-1.g-1épinard 500

nmolesO2.min-1.mg-1chlorophylles 50 nmolesO2.min-1.g-1

épinard 100 nmolesO2.min-1.mg-1chlorophylles 250

molesO2.an-1.kg-1épinard.

PARTIE 2 (/10pts) Une suspension de chloroplastes (SC) contenant 200µg de chlorophylles totales par mL a été préparée à partir de 10g de feuilles d’épinard. La réaction de Hill a été étudiée en utilisant les propriétés du DCPIP d’être bleu à l’état oxydé et incolore à l’état réduit. Ainsi la vitesse de réduction du DCPIP a été suivie pendant deux minutes à 600 nm sur des cuvettes à spectrophotomètre d’une largeur d’1 cm soumises à une intensité lumineuse de 5000 lux et contenant 0,2 mL de DCPIP oxydé, 0,5 mL de suspension SC et 1,8 mL de tampon de lavage. Les résultats obtenus montrent une chute d’absorbance de 0,2 unité de DO par minute. Le coefficient d’absorption spécifique (ε) du DCPIP à 600 nm est de 1,64 L.mole-1.cm-1. 2a. Que doit contenir le « blanc » servant à faire le Zéro à 600 nm ? 2b. Calculer la vitesse de réduction du DCPIP en µmoles DCPIP réduites.min-1.mg-1

chlorophylles totales. Décrire chaque étape du calcul.

2c. Convertir le résultat obtenu en µmoles O2.min-1.mg-1

chlorophylles totales. Justifier votre réponse. 2d. Prédire l’impact sur la vitesse de réduction de DCPIP d’une augmentation de l’intensité lumineuse à laquelle sera soumise votre cuvette pendant les deux minutes de l’expérience. Argumentez à l’aide de vos connaissances sur les grandes étapes du métabolisme photosynthétique ? PARTIE 3 (/5pts) Deux échantillons de rhizomes de muguet ont été récoltés à deux périodes de l’année : le premier au printemps et le second en automne. Un test de coloration Lugol a été réalisé sur une coupe transversale de chacun de ces deux rhizomes.

3a. Rappelez la définition d’un rhizome et le principe du test au Lugol.

3b. Prédire le résultat du test de coloration au Lugol sur les deux échantillons (Rhizome récolté au printemps et Rhizome récolté à l’automne) en justifiant et discutant brièvement de la saisonnalité du stockage des réserves carbonées.

Intitulé de l’épreuve : LSV2 UE 3.07

Organisation des Vertébrés

1° Session

Année : 2009/2010

Responsable du sujet : S. Flament

Durée de l’épreuve : 2 heures

Documents autorisés : non

Calculatrice : non

Traiter les 3 questions suivantes :

a) Définition et classification des Mammifères (8 points).

b) Les glandes cutanées des Mammifères (6 points).

c) L’adaptation à la course quadrupède chez les Mammifères onguligrades (6 points).

La lactase, enzyme dégradant le lactose du lait, est étudiée chez une population de 100 enfants européens (chez les adultes, l’enzyme perd 90% son activité après le sevrage générant une intolérance des adultes au lait). La figure ci-dessus schématise les mobilités électrophorétiques des isoenzymes lactases. Q1 : Donnez brièvement le principe de la méthode utilisée.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Q2. Expliquez le raisonnement qui a conduit à la détermination des génotypes des individus. Indiquez la nature de l'enzyme.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

Table du khi-

Avec d le degré de liberté et p le seuil

LSV 3.08 Génétique des populations - Session Janvier 2010 Sujet proposé par A. Puymège et N. Leblond-Bourget Documents et calculatrice à mémoire non autorisés

Exercice 1

Rabat à coller

Nom : Prénom : N° étudiant :

Q3. Calculez la fréquence des allèles A1 et A2.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Q4. La population est-elle en équilibre de Hardy-Weinberg ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Sachant que dans cette population l'allèle A1 est défavorable de sorte que A2A2 a une valeur adaptative de 1, A1A2 de 0,7 et A1A1 de 0,4. Q5. Si aucune mutation ne se produit quelles seront les valeurs des fréquences alléliques de A1 et de A2 à la génération suivante ? (Faire un tableau - Il n’est pas nécessaire de redémontrer les formules).

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Exercice 2 : Les habitants sorciers du village de Goldric's Hollow vivaient totalement enclavés (comme sur une île…) et ne se reproduisaient donc qu'entre sorciers. L'acceptation des moldus (personne sans aucun pouvoir magique) dans le village a permis aux moldus du monde entier de venir coloniser Goldric's Hollow. Ainsi, les sorciers de Goldric's Hollow ont pu se reproduire avec des moldus. Considérons le locus Mag à deux allèles Mag1 et Mag2. La fréquence de l’allèle Mag1 est constante et égale à 0,35 chez les habitants de Goldric's Hollow. La fréquence de Mag1 est de 0,60 chez les migrants moldus. Q6. Calculez la fréquence théorique de Mag1 chez les habitants de Goldric's Hollow sachant que m=0,02 depuis 10 générations.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Avant l'arrivée des moldus, il était fréquent d'observer des croisements consanguins dû à la petite taille de la population sorcière.

Q7. A la lecture de l’arbre généalogique d’une famille moldus (ci-contre), indiquez quel(s) individu(s) est (sont) consanguin(s). Expliquez.

…………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………... …………………………………………………...

Q8. Calculez le taux de consanguinité de ce (ces) individu(s).

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………l……………………………………………………………………………… Q9. Calculez le taux de consanguinité de ce (ces) individu(s) sachant que f(A)= 0,3

……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

NANCY UNIVERSITE Faculté des Sciences et Techniques

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : Licence Sciences du Vivant, L2

Durée : 1 heure

Epreuve de : UE 3.09 Biochimie Métabolique Nom des rédacteurs : Céline Cakir-Kiefer

Session : Janvier 2010 Documents autorisés Date : Documents non autorisés Horaire : Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées Rédigez une copie par examinateur Première partie : examen terminal (40 min) Question 1 :

Vers quelle molécule converge le catabolisme des molécules indiquées sur ce schéma ? Exposer les caractéristiques de cette molécule. Quel est le devenir ensuite cette molécule ? Question 2 : De quelle manière l’ATP constitue-t-il une « monnaie d’échange passe partout » ? Donner l’exemple de l’hydrolyse d’une molécule couplée à la biosynthèse de l’ATP. Pourquoi ce couplage est-il possible ?

?

Glucides simples (surtout glucose)

Acides aminés

Acides gras + glycérol

Question 3 : Le complexe de la Pyruvate Deshydrogénase catalyse la réaction suivante : Pyruvate + NAD+ + CoASH Acétyl-CoA + CO2 + NADH, H+ Quelles sont les avantages pour les enzymes de s’organiser en complexe multienzymatique ? De quelles enzymes est constitué ce complexe de la Pyruvate Deshydrogénase ? Indiquer par quel substrat ou produit de réaction sont régulés les composants E2 et E3 de ce complexe ? Comment s’appellent ces régulations ? Deuxième partie : contrôle continu (20 min) 1) Une voie métabolique peut être étudiée à différents niveaux Citer et expliquer ces différents niveaux d’étude. 2) Régulation d’une activité enzymatique Expliquez de quelles manières la régulation d’une voie métabolique peut se faire au niveau d’une enzyme ? Quelles sont les caractéristiques d’une enzyme allostérique ? Comment agissent les effecteurs allostériques ? Proposez une expérience qui mettrait en évidence une rétroinhibition chez une bactérie.

UHP NANCY Faculté des Sciences et Techniques SUJET D'EXAMEN DIPLOME : Licence Sciences du Vivant, L2 : Epreuve de : UE 3.09 Biochimie Métabolique : Durée globale : 2 heures Nom du rédacteur : Régis Marczak (durée : 1 heure) Session : Janvier 2010 Documents non autorisés

Calculatrices non autorisées Date : Horaire : Rédigez une copie par examinateur Première partie : examen terminal : CM (40 min) Catabolisme des acides aminés : La dégradation des acides aminés se passe en deux parties principales : 1.2. la partie carbonée et 3. la partie azotée.

1. Montrer en quoi la dégradation du squelette carboné est un exemple remarquable d’économie de transformations métaboliques. Illustrez votre réponse en nommant les 7 molécules formées par ce catabolisme, en les plaçant au centre d’un schéma et en les reliant entre elles par des flèches selon le fonctionnement des voies métaboliques. Les différents acides aminés seront ensuite placés sur ce schéma à la périphérie en reliant les différentes voies par d’autres flèches appropriées. Les noms des autres molécules intermédiaires et ceux des enzymes et des cofacteurs ne sont pas demandés

2. Vous pouvez ainsi classer les acides aminés en deux catégories principales : Nommez les et préciser la répartition des acides aminés dans ces deux catégories en fonction des voies de synthèse dont ils sont les précurseurs. Rappel : certains acides aminés peuvent être impliqués dans plusieurs voies. Quels composés peuvent être formés en empruntant ces voies ? Donner un exemple d’un acide aminé dégradé en une seule réaction.

3. La partie azotée des acides aminés est libérée sous forme d’ammoniac qui chez les organismes supérieurs est fortement toxique pour la cellule A l’aide d’un schéma illustré, expliquer comment se fait le transport de l’ammoniac jusqu’aux tissus spécialisés et quel son devenir au niveau du rein et du foie. Pour ce dernier tissu, indiquez seulement quel est le produit final, donnez sa formule et l’origine des atomes de carbone et d’azote le composant.

Deuxième partie : contrôle continu : TD (20 min) Dégradation de l’alanine.

1) A l’aide d’un schéma simplifié, indiquez le devenir des deux parties de l’acide aminé lors de sa dégradation chez un organisme supérieur 2) Ecrire le bilan métabolique global (réactions intermédiaires non demandées) et en déduire le rendement énergétique. 3) Expliquez par le calcul, à partir du bilan de la dégradation de la partie azotée de l’alanine, pourquoi ce rendement est moins élevé que celui obtenu chez un organisme libérant directement de l’ammoniac.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY-I SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licences Sciences du Vivant, 2ème année UE LCVI3U10, Réactivité fonctionelle des biomolécules 1 Date :

Nom des Rédacteurs : R. SCHNEIDER, N. PELLEGRINI MOISE Durée du sujet : 2 h Documents non autorisés Calculatrices non autorisées Enoncé de 2 pages

Exercice 1. Comparer la force des liaisons H entre les alcools, les thiols et les amines. Exercice 2. On souhaite préparer la N-méthylpropylamine CH3NHCH2CH2CH3.

1) Le traitement de la propylamine par CH3I constitue t’il une bonne méthode de synthèse de ce composé. Justifier et donner les mécanismes.

2) Donner les structures des composés 1 et 2 ainsi que les mécanismes des réactions suivantes.

NH2 + OH

H1

H2

Pd/C2

Exercice 3. 1) La γ-D-gluconolactone peut être préparée par une réaction d’estérification intramoléculaire entre l’acide carboxylique en C1 et l’alcool en C4. Donner le mécanisme de la réaction et la structure du produit obtenu en projection de Haworth.

COOHOHHHHOOHHOHH

CH2OH

H

Acide D-gluconique

γ−D-gluconolactone + H2O

2) In vivo, les acides carboxyliques sont transformés en thioester selon la réaction suivante :

R OH

O+ HSCoA

thiokinase

ATP AMP + PP

R SCoA

O

O

N

NN

N

NH2

OPO

OOP

O

OOP

O

OOATP =

OH OH

Donner le mécanisme de cette réaction sachant que lors de la première étape la base conjuguée de l’acide RCOO- attaque l’ATP activée par le cation Mg2+.

Exercice 4. Donner les mécanismes ainsi que les produits des réactions suivantes :

NH2

O

O O

N

?

a)

b) OH H2SO4 concentré

180°C

H2SO4 concentré

140°C

?

?

c)CH3SH

N NCN CN

∆

?

d)O

+NH

100°C?

CH3I?

H2O?

e) O

+ HOOH

H

100°C?

f)

H3CH

O+ Ph

H

O NaOH?

?Ph

H

O

1

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN DIPLOME Licence Sciences du Vivant Durée du sujet 2 heures 2ème année, parcours BM Nom des rédacteurs J.C. Boubel ; Epreuve de Spectroscopie moléculaire et physique expérimentale, LCVI3U11

C. Didierjean ; F. Favier

Documents autorisés Session de Janvier 2010 X Documents non autorisés Date X Calculatrices autorisées Horaire Calculatrices non autorisées

Les 3 parties sont à traiter sur copies séparées. Partie I : (Physique expérimentale, C. Didierjean, durée conseillée : 40 min) Question 1: Donnez les conditions nécessaires à l'observation d'interférences entre deux ondes lumineuses. Quel doit être la différence de marche entre les deux ondes lumineuses pour observer des interférences constructives ? Quel doit être la différence de marche entre les deux ondes lumineuses pour observer des interférences destructives ?

Question 2: Une fente de largeur Δ est éclairée par une source laser de longueur d’onde λ; à quelle condition la figure de diffraction est-elle observable ? Faire un schéma de l’expérience, faire un schéma de la figure de diffraction et expliquer la méthode pour déterminer la largeur de la fente.

Question 3: Expliquer pourquoi le réseau joue un rôle de monochromateur dans le spectrophotomètre ? Il est possible de remplacer le réseau par un autre élément dispersif, le nommer et donner les lois physiques permettant d’expliquer cette propriété dispersive.

Exercice 1: Une ouverture circulaire est éclairée par un faisceau laser de longueur d’onde λ = 0,6328 μm, la figure de diffraction (Figure 1) est observée sur un écran situé à 55 cm de l’ouverture. Déterminer la taille de l’ouverture circulaire (attention, k n’est plus un entier ≠ 0, en partant du centre de la figure de diffraction, la première fois que l’intensité s’annule k = 1.22, la deuxième k = 2.23, la troisième k = 3.24 et la quatrième k = 4.24).

Figure 1 Figure 2

2

Exercice 2: Interpréter la Figure 2 et estimer le pas de l’hélice d’ADN (type B) et la distance entre les paires de bases sachant que la distance entre l’échantillon et l’écran est de 4,8 cm et que la longueur d’onde utilisée est de 1,54 Å = 1,54.10-10 m.

Exercice 3: Un réseau unidimensionnel par transmission est éclairé en incidence normale par un faisceau lumineux provenant d’un Laser (λ= 620 nm). La figure de diffraction est observée sur un écran placé à 2 m derrière le réseau. Sachant que l’ordre 4 est distant de 1 m de l’ordre 0, déterminer le pas du réseau. Déterminer l’ordre maximum observable avec le réseau. Partie II : (Spectroscopie UV/Vis et IR, F. Favier, durée conseillée : 40 min) Exercice 1) Spectroscopie d’absorption UV/visible

1) On souhaite mesurer la concentration d’une protéine dans une solution par mesure de l’absorption de l’UV et/ou du visible. Pour la protéine, quel est le type de transition énergétique mise en jeu ?

2) Pour mesurer la concentration d’une protéine X (contenant 6 Tryptophanes, 3 Tyrosines et 4 Cystines) dans une solution, on utilise une cuve référence (1 cm d’épaisseur) contenant 1000 μL de tampon et une cuve échantillon (1 cm d’épaisseur) contenant 910 μL de tampon + 90 μL de solution protéique. L’absorbance mesurée à 280 nm est alors A280 = 0,470. Quelle est la concentration de la protéine X dans la solution protéique ?

3) La démarche utilisée à la question 2 vous paraît-elle optimale ? Données :

Tryptophane Tyrosine Cystine ε280 en prot. dénaturée (en L.mol-1.cm-1) 5 690 1 280 120

Exercice 2) Spectroscopie d’absorption infrarouge

1) De quel type sont les transitions énergétiques mises en jeu pour donner lieu à l’absorption de l’infrarouge par une protéine ?

2) Le spectre d’absorption infrarouge de la lactate déshydrogénase est représenté dans la région de la bande amide I, sur la figure ci-contre. La bande amide I a de plus été déconvoluée en un ensemble de gaussiennes représentatives des contributions de différents éléments de structures secondaires de la protéine.

Fréquence moyenne

(cm-1) Assignation

1637-1613 1689-1682 1645-1637 1662-1645 1682-1662

Brin β Brin β

Non structuré Hélice α

Tournants

3

a) Pourquoi les différents types de structures secondaires donnent-ils lieu à des absorptions à des fréquences distinctes ? b) Comment, à partir du spectre d’absorption, réussit-on à trouver ces bandes caractéristiques des éléments de structures secondaires ? c) Comment feriez-vous alors pour déterminer le taux d’hélices α de la lactate déshydrogénase ?

Partie III : (RMN, J.C. Boubel, durée conseillée : 40 min) Exercice I : Un spectromètre de résonance magnétique nucléaire permet l'observation de proton dans une induction de 4,698 T. On enregistre le spectre du 1,4-diméthylbenzène (C8H10) dilué dans CCl4 : on observe deux singulets de déplacement chimique égal à 2,30 ppm et 7,05 ppm par rapport au TMS. 1) Quelle est la fréquence d'observation du proton ? 2) Attribuer ces deux singulets aux différents protons de cet échantillon et exprimer leurs déplacements chimiques en Hertz par rapport au TMS. 3) Comment seraient modifiés ces déplacements chimiques, en ppm et en Hertz, si le spectre était observé à la fréquence de 400 MHz. ? Donnée : rapport gyromagnétique du proton

H1γ = 2,67. 108 rad.s-1.T-1.

Exercice II : La formule développée de l'acrylate de méthyle (C4H6O2) vous est donnée ci-dessous :

Son spectre RMN protonique, supposé analysable au "1er ordre", est composé de quatre massifs correspondant aux protons notés A, B, C et D dont les déplacements chimiques sont respectivement: 6,4 ; 6,1 ; 5,8 et 3,8 ppm par rapport au TMS. Donner la multiplicité (faire un schéma indiquant le nombre de raies attendues) de chacun de ces quatre massifs, compte tenu des couplages scalaires inter-protoniques suivant : 3JA-B = 17,4 Hz ; 2JA-C = 1,4 Hz ; 3JB-C = 10,5 Hz.

NANCY UNIVERSITE ‐ UNIVERSITE HENRI POINCARE

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET DʹEXAMEN

DIPLOME : L2 S3 ‐ MENTION SCIENCES DU VIVANT PARCOURS BIOLOGIE MOLECULAIRE ET BIOCHIMIE

Epreuve de : U.E. 3.12 ʺBioénergétique cellulaireʺ

Session de : janvier 2010

Documents : non autorisés

Durée du sujet : 2 heures

Nom des rédacteurs : C. Jacob, R. Marczak

Responsable : C. Jacob

Calculatrices : autorisées

Les deux parties sont à rédiger sur deux copies séparées

PARTIE 1 : Examen de cours Exercice 1 - Répondez aux questions suivantes :

Q1. Où ont lieu les deux phases de la photosynthèse ?

Q2. Quelles sont les 3 phases du cycle de Calvin ?

Q3. Ordonnez les éléments suivants selon l'ordre du transfert des électrons : P680 / ferrédoxine / H2O / P680* / plastocyanine / NADP+ ?

Q4. Quel est le but du transport cyclique des électrons au cours de la photosynthèse ?

Q5. La phase sombre de la photosynthèse se déroule-t-elle seulement la nuit ?

Q6. Pourquoi appelle-t-on "photophosphorylation" la synthèse d'ATP dans les chloroplastes ?

Q7. Quelle étape métabolique produit le plus d'ATP ?

a- Le cycle de Krebs.

b- La phosphorylation au niveau du substrat.

c- La phosphorylation oxydative.

d- La glycolyse.

Q8. Lors du transfert d'électrons par la chaîne respiratoire, nous observons :

a- Des ions H+ pompés vers la matrice.

b- Une augmentation du pH de l'espace intermembranaire.

c- Une diminution du pH de la matrice.

d- Aucune de ces réponses.

e- Toutes ces réponses.

Q9. A quoi servent les oxydations successives de la chaîne de transport d'électrons de la mitochondrie ?

-Page 1 sur 3-

a- À pomper des protons dans l'espace intermembranaire.

b- À générer de l'ATP par phosphorylation au niveau du substrat.

c- À chauffer la cellule.

d- À pomper des protons dans la matrice.

Q10. Dans les mitochondries, la phosphorylation oxydative peut-elle être biologiquement découplée ?

a- Non, le découplage peut être réalisé uniquement de manière artificielle.

b- Oui, c'est un moyen de produire de la chaleur.

c- Oui, grâce aux protonophores.

d- Non, seulement pendant l'endosymbiose.

Exercice 2

Soient les énergies libres standards d'hydrolyse ΔG°' des molécules suivantes :

ATP - 30,5 kJ/mol Glucose-6P - 13,8 kJ/mol

1/ Quelle est la variation d'énergie libre standard de la réaction :

ATP + Glucose ADP + Glucose-6P

2/ Dans quel sens va se produire cette réaction si tous les composants sont présents initialement à la même concentration ?

3/ De quelle manière évoluerait le déroulement de cette réaction dans des conditions plus physiologiques caractérisées par les concentrations suivantes : [ATP] 2,25 mM; [ADP] 0,25 mM; [Pi] 1,65 mM; [Glucose] 3 mM; [Glucose-6P] 1,5 mM. Ceci vous sera donné en calculant le ΔG de la réaction. On utilisera pour les calculs T = 273 °K + valeur °C; R = 8,31 Joules/mole. Exercice 3

Reportez sur votre copie les numéros et les lettres indiqués, et annotez le schéma ci-dessous.

!!! ATTENTION DE BIEN RESPECTER LES NUMEROS ET LES LETTRES !!!

-Page 2 sur 3-

PARTIE 2 : Examen de TD-TP

Partie TD : Durée conseillée : 40 min Le pyruvate peut être transformé réversiblement en lactate par une oxydoréductase.

1) Ecrire les 2 demi-réactions impliquées et en déduire l’équation globale. Le potentiel rédox standard du couple pyruvate /lactate est de -0,19V, celui de l’autre couple est égal à -0,32V à pH 7,0 et 25°C.

2) Indiquer dans quel sens s’effectue "spontanément" cette réaction à pH 7,0. 3) Calculer la variation d’énergie libre standard à 25°C. En déduire la constante

d’équilibre. Conclusions. Données : R = 8,32 joules.K-1.mol-1, F = 96500 joules.V-1.équivalent-1. Le lactate produit par les cellules musculaires lors de la contraction est oxydé en présence de cette enzyme. Le coenzyme est réoxydé par la chaîne respiratoire.

4) Calculer la variation d’énergie libre standard à 25°C lors du transfert des électrons du lactate jusqu’à l’oxygène avec ½ O2 / H20 = + 0.82V.

5) L’énergie libérée peut être utilisée pour la synthèse de l’ATP. Sachant que, dans les

conditions standards, la réaction d’hydrolyse de l’ATP libère 30,5 kJ/mol et que le rendement énergétique du lactate est de 47%, calculer le nombre de moles d’ATP pouvant être synthétisées lors de l’oxydation d’une mole de lactate.

6) Indiquez en quoi, de façon générale, les conditions standards sont éloignées des

conditions physiologiques mais permettent néanmoins d’interpréter les résultats ci-dessus.

Partie TP : Durée conseillée : 20 min Lors de la préparation d’une fraction mitochondriale à partir de foies de rats, deux tests enzymatiques peuvent être utilisés comme marqueur subcellulaire.

1) Décrire sans détails expérimentaux le principe de chacun des deux dosages. Quel calcul consécutif à ces deux dosages permet d’identifier la fraction mitochondriale ?

2) Indiquer les conditions dans lesquelles le test ATP synthase est réalisé avec cette

fraction. Quel est le rôle de chaque composé introduit dans la cuve réactionnelle ? Dessiner et commenter l’évolution de cette activité au cours du temps.

-Page 3 sur 3-

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Licence Sciences de la Vie, 2ème niveau U18 : radiobiologie

Examen final – janvier 2010 Rédacteur : F. Valsaque

calculatrice autorisée documents interdits

Le soin et la qualité de la rédaction seront pris en compte dans la notation.

Les formules devront être simplifiées avant d'être utilisées. I – Radioprotection

1) Sachant que les tabliers (de 0.25 mm d’épaisseur) utilisés dans les services de médecine nucléaire atténuent de 60 % les rayonnements γ de 140 keV émis par une source de technétium 99Tc*, calculer (en cm-1) le coefficient d’absorption linéique µ du matériau utilisé.

2) Quelle épaisseur serait nécessaire pour atténuer les rayonnements de 90 % ? 3) Justifier si ces tabliers protègent totalement des rayons α.

II – Courbes de survie

Soit une population cellulaire dont la loi de survie lors d’une irradiation est sigmoïde avec un nombre d’extrapolation "n" égal à 2. Après une irradiation de 1060 rd, il ne reste qu’un pourcent de cellules survivantes. On considéra que la courbe de survie est quasi-linéaire (en tracé semi-logarithmique) pour des doses supérieures à 0.2 krd. 1) Calculer la valeur de la dose létale moyenne D0. 2) Si l’on considère une autre population cellulaire dont la loi de survie n’est pas

sigmoïde, quelle est la dose laissant 1 % de cellules survivantes pour la même valeur de D0 que celle calculée à la question précédente ?

3) Pour cette dernière population, retrouver la formule liant D0 et D50. Calculer la valeur de D50.

III – Lésions moléculaires radio-induites sur l'ADN

1) Définir la notion de radiolyse de l'eau. 2) Comment distingue t-on les lésions directes des lésions indirectes sur l'ADN ? 3) Définir l'apoptose radio-induite. 4) Préciser si toutes les lésions provoquées sur l'ADN restent permanentes ou sont suivies

d'un effet biologique. 5) Citer les autres effets biologiques que l'apoptose qui peuvent être engendrés par les

lésions radio-induites. 6) Résumer sur un schéma clair les principales étapes envisageables, depuis les différents

types de lésions jusqu'aux différents effets biologiques.

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IV – Radiothérapie de la thyroïde Un centre de médecine nucléaire a besoin d'iode radioactif (131I, Z=53) qui lui est fourni par le CEA de Saclay.

1) Sachant que la période radioactive de l'iode 131 est de 8 jours et que le temps entre la préparation de l'échantillon et son utilisation est de 3 jours, quelle est l'activité à commander au CEA pour avoir une dose de 150 mCi?

2) Cinq malades seront traités le 9 janvier avec une dose moyenne par personne de 20 mCi. Combien de malades pourront être traités le 17 janvier avec l'iode restant en utilisant des doses moyennes de 460 MBq ?

3) On peut rejeter un produit radioactif avec les ordures courantes à condition que son activité soit inférieure à 1 Bq. Quelle est la durée qui serait nécessaire pour jeter le produit restant après traitement de tous les malades ?

4) L’iode 131I se désintègre principalement par émission β- dont l'énergie moyenne des

rayonnements est de 192 keV. Cette désintégration est suivie quasi-instantanément par l’émission d’un photon γ d'énergie 364 keV. Ecrire la réaction ainsi que le schéma de désintégration (dans un repère donnant l'énergie en fonction du numéro atomique). Préciser le nombre de nucléons du noyau de xénon formé.

5) Si on suppose que 70 % des noyaux d’iode 131 provenant d'une dose de 460 MBq se sont fixés au niveau de la thyroïde (dont la masse est de 25 g), quel est le débit de dose absorbée au niveau de cette glande ? Justifier.

6) Définir clairement les notions de période biologique (Tb) et de période effective d'élimination (Te) ainsi que les constantes λb et λe qui leur sont associées.

7) Sachant que pour l'iode 131, λb = 1.83 an-1, en déduire Te.

PCM – UHP Nancy 1 - January 2010

I.

Note / 20 N / 90 APPRECIATIONS EXPLIQUANT LA NOTE CHIFFREE:

Winners Wear Red I Décidez si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses. Inscrivez V ou F dans l’espace prévu à cet effet : (22 points)

Attention : barème dégressif pour cet exercice

___ 1- Pour sortir vainqueur à coup sûr d’un combat sportif, portez du rouge.

___ 2- Les études menées sur l’influence de la couleur sur le comportement humain ne portent que sur l’effet du rouge.

___ 3- L’influence des couleurs sur l’issue des évènements sportifs est connue depuis peu.

___ 4- Les expériences montrent que la couleur rouge a une influence sur l’humeur et le comportement de celui qui la voit et non celui qui la porte.

___ 5- Seuls les primates réagissent à la couleur rouge.

___ 6- La perception de la dimension de dominance dans la couleur rouge est un comportement acquis et non inné.

___ 7- Dans un contexte d’apprentissage, l’humain fuit le rouge instinctivement car cette couleur représente le danger.

___ 8- Dans certaines situations le rouge peut augmenter votre créativité.

___ 9- La même femme sera perçue comme étant plus attirante en étant habillée en rouge plutôt qu’en vert ou en bleu.

___ 10- Même les enfants ont une préférence innée pour le rouge, quel que soit le contexte.

___ 11- La plupart des gens ne sont pas conscients de l’effet du rouge sur eux. II Traduisez en contexte les mots de liaison soulignés dans le texte: (15 points)

1- yet: …………………………………… 9- whereas: ………………………………… 2- so that: ……………………………….. 10- whether: ……………………………….. 3- although: ……………………………... 11- even: …………………………………… 4- meanwhile: …………………………… 12- however: ……………………………...... 5- therefore: …………………………….. 13- while: …………………………………... 6- though: ……………………………….. 14- then: ……………………………………. 7- instead: ……………………………….. 15- indeed : …………………………………. 8- whenever: ……………………………..

UNIVERSITE HENRI POINCARE

NANCY 1 FACULTÉ DES SCIENCES

Diplôme : L2 Science du Vivant – Semestre 3

Année : 2009-2010

Matière :ANGLAIS

Date : janvier 2010

Sujet : P.Collin-Metzger

PCM – UHP Nancy 1 - January 2010

III Vocabulaire. (28 points) A] Trouvez les équivalents anglais de : (8 points)

1- une moyenne (l.8 à 23) : ……………………. 2- échelle (l.8 à 23) : …………………………... 3- le comportement (l.34 à 47) : ……………….. 4- au hasard (l.34 à 47) : ………………………. 5- une prestation (l.60 à 72) : ………………….. 6- la précision (l.103 à 110) : ………………….. 7- la capacité (l.125 à 138) :……………………. 8- une menace (l.125 à 138) :…………………...

B] Trouvez les antonymes de : (10 points) 1- probable (l.95 à 110) ≠ ……………………... 2- small (l.125 à 138) ≠ ………………………... 3- success (l.256 à 266) ≠ ……………………... 4- better (l.274 à 287) ≠ ……………………….. 5- to worsen (l.274 à 287) ≠ ……………………

C] Trouvez les synonymes de : (10 points) 1- the result (l.8 à 23) : …………………………… 6- to perform (l.216 à 227) : …………………... 2- approximately (l.34 à 59) : …………………….. 7- to assess (l.298 à 309) : …………………….. 3- proof (l.60 à 72) : ……………………………… 8- in a systematic way (l.324 à 337) : ………… 4- principal (l.84 à 94) : ………………………….. 9- the aim (l.324 à 337) : ……………………… 5- to enable (l.95 à 110) : ……………………........ 10- conscious (l.324 à 337) : …………………...

IV Grammar (25 points)

A] If clauses. Conjuguez les verbes entre parenthèses: (5 points)

1) If he hadn’t worn a blue shirt, Tom thinks he ……………………. (not lose) the match.

2) If you dress in black, you ……………………. (appear) authoritative.

3) Your boss would have given you a pay raise if you ……………………. (think) of wearing red clothes when asking for it!

4) If you wore a red dress, you ……………………. (be asked) more often on dates.

5) Although people have individual color likes and dislikes, if you present them with certain colors everybody ……………………. (react) subconsciously in the same way because there is a physical effect of color on the body.

B] Indiquez dans les crochets si le nom souligné appartient à la catégorie [C] ou [U] : (10 points)

Think about it…you are more formal towards the person in a dark navy outfit than to the one dressed in beige! Color […] can affect our reactions […] to people. The effect […] is subtle but very real; color sways perception […], judgment […] and behaviour […]. It has the psychological power to influence emotion [ ]. Managing the impact of color on our image […]is smart considering that color is one of the first things […] noticed about a person […], particularly from a distance.

C] Posez la question sur l’élément souligné: (10 points)

1) Psychologists showed VDOs to 42 referees.

………………………………………………………………………………………………………… 2) The test will last 5 minutes.

………………………………………………………………………………………………………… 3) The students saw the word “analogies” or “vocabulary”.

………………………………………………………………………………………………………… 4) Exposure to colors can have a significant effect on people.

………………………………………………………………………………………………………… 5) Volunteers were asked to carry out an IQ test.

…………………………………………………………………………………………………………

Can the colour of your shirt really influence the outcome of a fight a soccer match or even your mark in an exam, asks Daniel Elkan

Winners Wear red

MAGINE you are an experienced martial

arts referee. You are asked to score a number of taekwondo bouts, shown to you on video. In each bout, one combatant is wearing red, the other blue. Would clothing colour make any difference to your impartial, expert judgement? Of course it wouldn't.

Yet research shows it almost certainly would. Last year, sports psychologists at the University of Münster, Germany, showed video clips of bouts to 42 experienced referees. They then played the same clips again, digitally

manipulated so that the clothing colours were swapped round. The result? In close matches, the scoring swapped round too, with red competitors awarded an average of 13 per cent more points than when they were dressed in blue (Psychological Science, vol 19, P 769). "If one competitor is strong and the other weak, it won't change the outcome of the fight," says Norbert Hagemann, who led the study. "But the closer the levels, the easier it is for the colour to tip the scale." This is just the latest piece of research

suggesting that exposure to certain colours can have a significant effect on how people think and act. Up to now most of the research has focused on red clothing in sport, but other colours and settings are being investigated too. It is becoming clear that colours can have an important, unappreciated effect on the way your mind works – one that you really ought to know about.

The powerful influence of colour on sporting success was first discovered a few years ago, when evolutionary anthropologists

I

NewScientist August 2009 PCM – UHP Nancy1

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Russell Hill and Robert Barton of Durham University, UK, were looking for some way to test the idea that colours influence human behaviour. The 2004 Athens Olympics were coming up, and it dawned on them that in some Olympic combat sports – boxing, taekwondo, Graeco-Roman wrestling and freestyle wrestling-competitors are randomly assigned a red or blue kit. "We realised that this was a ready-made experiment to study the effects of colour on match outcome," Barton says. When they analysed the results they found

that shirt colour appeared to influence the result, with nearly 55 per cent of bouts being won by the competitor in red. In closely fought bouts it was 62 per cent (Nature, vol 435, p 293). "It should have been roughly 50 per cent red, 50 per cent blue, and this was a statistically significant deviation," Barton says. "Skill and strength may be the main factors – if you're rubbish, a red shirt won't stop you from losing, but when fights were relatively symmetrical, colour tipped the balance."

Barton says that the differences may be accounted for, to some extent, by a referee's unconscious preference for red – which he argues is an inherited preference – as seen in the taekwondo experiment. He also believes colour affects the combatants' mood and behaviour. "There is now good experimental evidence that red stimuli are perceived as dominant and that they cause negative effects on performance in those viewing them," Barton says. "It is plausible that wearing red also makes individuals feel more confident, although this hasn't yet been tested."

Red also appears to exert its influence in team games. Last year, a study of 56 seasons of English soccer, led by Martin Attrill at the University of Plymouth, UK, found that, on average, teams whose first-choice kit was red finished higher in the league and won more home games than teams in other colours – which might go some way to explaining why Liverpool, Manchester United and Arsenal have won 38 out of 63 league titles between them since the second world war (Journal of Sports Sciences, vol 26, p 577).

An unpublished analysis by Hill and Barton of the Euro 2004 soccer finals in Portugal found that teams who had red as the main colour in one of their kits won more often and scored more goals when playing in that strip.

Meanwhile, a group led by Iain Greenlees at the University of Chichester, UK, found that goalkeepers felt more confident about saving penalties from footballers wearing white shirts rather than red (Journal of Sports Sciences, vol 26, p 569).

Clearly the effect of wearing red is strong enough to tip the balance of fights and soccer matches, but where did it originate?

One possibility is that red is simply easier to see than other colours. In common with other primates, humans have a trichromatic visual system which probably evolved to allow us to easily see red (therefore ripe) fruit.

"It is plausible that visibility differences could have some effects," Barton says, though this would be unlikely to make a difference in hand-to-hand combat. "We checked this explanation in football, predicting that red-

PCM – UHP Nancy1

"There is now good evidence that the colour red is perceived as dominant"

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"Teams who had red as the main colour in one of their kits won more often and scored more goals"

Would England have won the 1966 World Cup in another colour strip?

shirted football teams would have increased accuracy in passing. But we find no such effect. So visibility doesn't seem to be the answer."

Instead, most researchers believe that red directly affects how you perceive the wearer of that colour. In nature, red is often used to signal dominance and aggression, and in humans this is reinforced by cultural symbols such as warning signs and stop signals.

One of the first scientists to explore the effect of red on animal behaviour was Nobel prizewinning ethologist Niko Tinbergen. Around 60 years ago he noticed that whenever a red postal van parked outside his window, the sticklebacks in his aquarium would adopt an aggressive head-down posture normally reserved for encounters with rival males.

Primate behaviour is also strongly influenced by red. Joanna Setchell of Durham University found that mandrills, the world's largest species of monkey, use colour as a means of conflict management. In males, red faces, rumps and genitalia act as a status symbol, communicating fighting ability. "The brighter red a male is, the higher his testosterone level and the more aggressive he is," Setchell says. Between males of similar redness, threats, fights and tense stand-offs are frequent. Where there are large colour differences, the paler male usually stands down (Ethology, vol 111, p25).

"Mandrills are powerful animals and have long canines, so any physical conflict risks death," says Setchell. "Fights are costly to everyone, but through this adaptation these males actually avoid fighting."

Other primates use more subtle variations in facial redness to signal dominance. Rhesus monkeys, for example, become redder in the face in the mating season.

That red flush Barton believes that red is involved in human behaviour in a similar way. "Subtle variations in redness are conveying information about dominance, vigour and confidence. In an aggressive confrontation, confident individuals flush red with anger whereas frightened individuals go pale. There is evidence for the physiological underpinning of that, with shunting of oxygenated blood to the periphery." Barton points out this is different to blushing because there the redness tends to spread upwards from the neck and can be curiously patchy. He says the context of blushing would also be different.

Recent evidence supports the idea that red exerts its effect on humans via perceptions of dominance. In an experiment, Hill and colleague Tony Little showed 105 volunteers different coloured circles and asked them to indicate which would be "most likely to win a physical competition" and which circle looked "most dominant". Red won hands down (Journal of Evolutionary Psychology, vol 5, p 161).

Is this response to red innate or learned? Again, animal experiments give some clues. In July, Sarah Pryke at Macquarie University in Sydney, Australia, published the results of a study into Gouldian finches, which, depending on their genes, have either red or black head feathers. "Red-headed birds dominate black-headed ones," Pryke says. "1 wanted to find out whether this results from nature or nurture."

Pryke raised newly hatched chicks with red or black heads in different family groups, so that they grew up in isolation or with adults of both head colours. She now had birds with black or red heads and various experience of colour. Next, to test what difference their experience of colour made, Pryke painted the juveniles' heads either red, black or blue (as a control) and put them into 20-minute contests, where two birds would compete for space at a bird feeder (Animal Behaviour, vol 78, p 393).

The results were striking. Red-headed birds won the contests every time, regardless of their inherited colour or the upbringing of both combatants. "Painting the birds did not make them act more aggressively, but they won the food contests because the other birds wouldn't challenge them at the feeder," Pryke reports. "All the birds reacted strongly to red-

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painted birds – even ones that had never seen a red-headed bird before."

After each interaction, Pryke measured levels of the hormone corticosterone, a reliable measure of stress. She found that birds facing a red opponent had 58 per cent higher corticosterone levels than birds that faced black or blue. "With no prior experience of the colour, these birds had an innate fear of red," Pryke concludes.

Exposure to red doesn't just have an effect on fights. In a remarkable series of studies, Andrew Elliot of the University of Rochester in New York has demonstrated that even a brief glimpse of red can change human abilities and behaviour in all sorts of ways.

In one experiment, volunteers were asked to carry out a 5-minute IQ test. They were assigned a bogus "participant number", written in either red or black, on the corner of the test paper. Volunteers whose numbers were written in red scored consistently lower on the tests. Elliot also gave the students different coloured folders and asked them to choose their preferred level of difficulty for an IQ test. Students given red folders tended to choose easier tests (Journal of Experimental Psychology: General, vol 136, p 154).

Even more remarkably, Elliot has found that viewing red for just a few seconds can make people more timid. Elliot's team told 67 students that they would be taking either a vocabulary test or an analogies test, and asked them to look inside a folder to find out which one. The students saw either the word "analogies" or the word "vocabulary" on a red or green background – and the colour had a profound effect on their subsequent behaviour. When the students were instructed to walk to an adjacent laboratory to take the test, they found a sign on the door saying "Please knock".

Those who had seen a red background knocked fewer times, and more quietly, than those given green.

This isn't the only example of "avoidance behaviour" caused by momentarily seeing red. Another set of participants with movement sensors attached to them were seated in front of a computer monitor and told they were going to be given an IQ test. When the computer screen was red rather than grey or green, the volunteers leaned away from the screen. "These results show that at a very basic level, your body is pre-wired to move away from red," says Elliot.

Red = Danger Elliot believes the effects of red on both IQ tests and avoidance behaviour arise from the same underlying factor that leads to its association with sporting success. In both cases the effect is on the person viewing the colour. "We view the red-equals-danger link as the linchpin of the effect," he says. "A dominant other and failure both represent danger. Achievement contexts [such as IQ tests] are one of many types of situation in which danger, such as failure, is a possibility."

When Elliot's volunteers exposed to colours on a computer screen were scanned with EEG equipment, results showed that those who viewed red had more activity in the right frontal cortex, an area of the brain associated with emotional activity, particularly emotions associated with avoidance behaviour.

Elliot points out that it may have real-world consequences. "IQ tests are standardised tests used for selection in careers, but factors such as the colour of the pencil used, or the clothing worn by the test administrators, could significantly affect the result," says Elliot.

Wearing red means you are more likely to be asked on a date

However, exposure to red during a task does not always produce worse results. Ravi Mehta and Juliet Zhu of the Sauder School of Business at the University of British Columbia in Vancouver, Canada, found that red enhances performance on detail-orientated tasks, whereas blue improves the results of creative tasks (Science, vol 323, p 1226)

In one experiment, the researchers asked volunteers to come up with new uses for a brick, presenting the instructions on a screen with either a blue or a red background. Although the blue and red groups came up with just as many uses, the blue ideas were more creative while the red group's were more practical and conservative. A second task – designing a child's toy from 20 different components – produced similar outcomes.

Red does not always affect us through its association with danger. When Elliot and his colleague Daniela Nesta showed male volunteers photos of averagely attractive women on red and white backgrounds, the men rated the women on red as more attractive. Men asked to compare women in red or green shirts, and then red or blue shirts, said that they would be more likely to ask a red-clothed woman on a date and spend more money on that date (Journal of Personality and Social Psychology, vol 95, p 1150).

"Red is clearly context specific. In achievement situations red means danger, which leads to avoidance, but in romance situations red means sexual availability or romance and that leads to approach behaviour," says Elliot.

It is this context-specificity that Elliot and colleagues are now exploring. Their latest work has investigated innate preference in infants. The team have found that one-year-olds shown red and green Lego bricks tend to reach out for red bricks. Yet when the infants are shown an angry face before being exposed to the blocks, they go for green.

What consistently impresses researchers is the fact that their volunteers rarely suspect that colour plays an important, or indeed any, role in the outcome of an experiment. In Elliot's study of sexual attraction, almost none of the participants correctly guessed the purpose of the experiment and they thought colour had a minimal effect on their ratings.

"Colours function as a subtle primer, exerting a direct influence on motivation and behaviour without individuals' conscious awareness," Elliot says. "Given that the influence of colour on our behaviour is so prevalent, it's shocking that we aren't more aware of it."

Daniel Elkan is a writer based in London

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Examen d’Analyse Numérique - UE LCPC5U11

L3 Génie Civil et PC Parcours Mécanique-Energétique. Première session, janvier 2010.Rédacteur du sujet : O. Botella.

Durée : 2h. Cours, TD et calculatrice autorisés. Les trois exercices sont indépendants. Barême provisoire :

Exercice 1, 6 points ; Exercice 2, 6 points ; Exercice 3, 8 points.

Exercice 1. On veut utiliser la quadrature du rectangle composite pour calculer numériquement l’intégrale :

I =

∫ 1

0

exp(−x) dx. (1)

1) Calculez analytiquement I et donnez sa valeur avec 6 chiffres après la virgule.

2) Ecrivez la procédure Maple rectangle :=proc(a,b,n,f) qui calcule l’intégrale∫

b

af(x)dx par la formule du

rectangle composite avec n sous intervalles de taille uniforme1.

3) Calculez une approximation de I avec la méthode du rectangle pour n = 2 et n = 4. Calculez le facteurde réduction et vérifiez que vous retrouvez l’ordre de convergence théorique du cours.

Exercice 2. On considère le système linéaire AX = F avec

A =

[

3 12 5

]

, F =

(

47

)

.

1) Montrez que la solution X⋆ de ce système est unique, et calculez-la par la méthode de Gauss.

2) On souhaite maintenant appliquer la méthode de Jacobi.

a) Ecrivez cette méthode itérative pour résoudre le système linéaire. Application : calculez le premieritéré obtenu à partir de la condition initiale X0 = (1

2, 1

2)T.

b) Calculez la matrice d’itération BJ et étudiez la convergence de la méthode.

c) Déterminez le nombre d’itérations kmin nécessaire pour faire décroître l’erreur initiale ||X0−X⋆||2d’un facteur 10000.

Exercice 3. Pour résoudre l’équation différentielle du premier ordre :

y = f(t, y), t ≥ 0,

on pose tn = nh où h est le pas de temps, on note yn l’approximation de la solution exacte y(tn), et onconsidère le schéma à trois étapes :

K1 = hf(tn, yn), (1a)

K2 = hf(

tn + 2h

3, yn + 2

3K1

)

, (1b)

K3 = hf(

tn + 2h

3, yn + 2

3K2

)

, (1c)

yn+1 = yn +1

8(2K1 + 3K2 + 3K3) . (1d)

1) A quelle classe de méthodes ce schéma appartient-il ? Est-il explicite ou implicite ?

2) Calculez le facteur d’amplification σ(λh) du schéma, et en déduire son ordre de précision.

3) Le diagramme de stabilité du schéma est représenté sur la figure 1. Déduisez la condition de stabilitépour le cas purement réel (y = λy, λ < 0) et purement complexe (y = i ωy tel que i2 = −1 et ω ∈ R

⋆).Quel est l’avantage principal du schéma (1) par rapport aux schémas RK2-α ?

1Vous ne serez pas noté sur la syntaxe exacte du programme, mais sur la justesse de sa structure et la définition des variables

locales que vous utiliserez.

1

−3 −2.5 −2 −1.5 −1 −0.5 0 0.5 1 1.5−3

−2

−1

0

1

2

3

Re(λ h)

Im(λ

h) −2.51

1.73

Fig. 1 – Diagramme de stabilité du schéma (1). Le schéma est stable pour les valeurs de λh situées àl’intérieur de la courbe fermée.

4) Application 1 : Déterminez la condition de stabilité du schéma (1) pour l’équation scalaire y = −e−ty,t ≥ 0.

5) Application 2 : pour ǫ > 0, on considère l’équation de Duffing :

y + y + ǫy3 = 0,y(0) = y0, y(0) = 0,

t ≥ 0. (2)

On supposera que la solution du système est périodique : y(t) ∈ [−y0, y0] pour tout t ≥ 0.

a) Mettez cette équation sous la forme d’un système différentiel du premier ordre.

b) Calculez les valeurs propres de la matrice jacobienne du système. En déduire la condition destabilité du schéma en fonction de ǫ et y0 uniquement.

2

UNIVERSITE HENRI POINCARE FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : Licence Physique Chimie UE Matériaux polymères organiques Décembre 2009

Nom du rédacteur : P. GERARDIN Documents non autorisés Calculettes non autorisées Durée de l'épreuve : 40 min Enoncé de 1 page

Traiter cinq questions de votre choix parmi les 7 q uestions posées ci dessous :

Question 1 Expliquer la différence entre une polymérisation par polycondensation et polyaddition. Pour chacun de ces types de polymérisation donner un exemple de votre choix. Question 2 Donner la structure, le nom et applications courantes des polymères obtenus à partir des monomères suivants :

H

H

H

H

Cl

H

H

H

chorure de vinyleéthylène

F

F

F

F

chorure de vinyle Question 3 Donner la structure des monomères permettant d’obtenir les polymères suivants :

O

O

OO

n

NH

O

O

HN

HN

n

A quelle famille appartient chacun des polymères précédents. Question 4 Expliquer pourquoi le bois est matériau doté de propriétés mécaniques et isolantes exceptionnelles. Question 5 Donner la définition d’une macromolécule et d’un oligomère ? Question 6 En vous aidant d’un schéma, expliquer à quoi correspond une liaison hydrogène ? Ce type de liaison correspond t-elle à une liaison de forte ou de faible énergie ? Question 7 Quelles sont les trois grandes étapes impliquées dans la polymérisation radicalaire des monomères vinyliques ?

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I

FACULTE DES SCIENCES

Diplôme : Licence Génie Civil L3

Cours ‘ciment-bétons’ initiation

Date : 15 Décembre 2009

Horaire

Durée de l'épreuve : 40 minutes

Noms des rédacteurs :

M. FRANCOIS

Calculatrices autorisées

Documents non autorisés : non Sujet à rendre sur copie séparée

Sujet M. François

I) Que se passe t’il de particulier pendant la clinkérisation et à quelle

température à t’elle lieu ? Décrire brièvement les étapes qui suivent jusqu’à la mise

en sac du ciment.

II) Donner la composition (massique) du clinker uniquement pour les phases

C3A et C4AF par un calcul de Bogues, à partir de l’analyse chimique suivante :

CaO 60%, SiO2 20%, Al2O3 10%, Fe2O3 5%, autres oxydes 5%.

Masses molaires : M(Al2O3) = 101,96 g, M(Fe2O3) = 159,70 g, M(SiO2) = 60,08

g, M(CaO) = 56,08 g

III) Un des ciments le plus vendu est le ciment CEM II/A-LL 32,5 R. Donner en

une description.

IV) Citer cinq caractéristiques essentielles des granulats pour béton.

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I Nom : FACULTE DES SCIENCES Prénom :

SUJET D’EXAMEN DIPLOME …L3 Génie Civil…………… Durée du sujet 40 min………………………

Nom du rédacteur C. Petitjean……………… Epreuve de …… Matériaux métalliques………………..……………………………………… ………………………… Horaire ……………………………………………….

A rédiger sur copies séparées Le diagramme Fer-Carbone

1- En considérant le diagramme métastable, donner les coordonnées (température et pourcentage massique de carbone) des points du diagramme d’équilibre de phases pour lesquels la variance est égale à zéro. Préciser le cas échéant la ou les phases en présence ainsi que la nature des réactions éventuelles mises en jeu.

2- Justifier les différences de solubilité du carbone dans la ferrite et l’austénite. 3- Où situe-t-on la limite acier/fonte ? 4- Quel diagramme doit être pris en compte pour étudier les deux fontes suivantes (F1 et

F2), justifier votre réponse.

F1

F2

Diagrammes d’équilibre de phases Fe-C stable et métastable Micrographies de fontes F1 et F2

Les alliages Aluminium – Silicium De part les propriétés spécifiques de l’aluminium, les alliages à base d’aluminium sont utilisés dans de nombreux domaines.

% atomique

Diagramme d’équilibre des

phases Al-Si

1- L’aluminium cristallise dans une structure cubique compacte. Déterminer la masse

volumique de l’aluminium. Basé sur ce résultat, proposer alors des applications pour ses alliages.

2- Sachant que la solubilité de l’aluminium dans le silicium est nulle. Préciser sur le diagramme le liquidus, le solidus et les différents domaines, vous noterez α la phase riche en aluminium.

3- Décrire et dessiner les différentes étapes de transformation au cours du refroidissement lent à partir de 800 °C d’un alliage de composition eutectique.

4- Un alliage contenant 25 % atomique de silicium est porté à 1000 °C. Décrire les différentes étapes de transformation au cours du refroidissement lent jusqu’à 500 °C. Dessiner schématiquement ces différentes étapes.

5- Pour ces deux alliages, calculer les proportions (en pourcentages molaires) des phases présentes à 500 °C et donner leurs compositions respectives en titre atomiques de Si.

6- Quelle est, pour ces deux alliages, la proportion de liquide solidifié selon la réaction eutectique.

7- On réalise une coulée de 200 kg d’un alliage à 20% en masse de silicium. Déterminer, à 500 °C, la masse de silicium contenue dans la phase α ainsi que la masse d’aluminium contenue dans cette même phase.

Données : Rayon atomique de l’aluminium : RAl = 140 pm, Masse molaire de l’aluminium : MAl = 27 g.mol-1 Nombre d’avogadro : NA = 6,022.1023 mol-1

Examen L3 Génie Civil Mécanique des fluides

Examen de Mécanique des fluides

Durée : 2 heures Sans documents

Un bac à niveau constant [1] sert d’alimentation en eau à un autre bac [2]. Les deux bacs sont reliés par une conduite de 630m de long et de 1m de diamètre. La sortie de la conduite est située 100m en dessous de la surface libre du bac [1] et débouche à l’air libre, juste au dessus de la surface libre du bac [2].

Partie I : On néglige les pertes de charge. 1) Calculer la vitesse de sortie Vs 2) Calculer la pression au point S, juste avant la sortie de la conduite. 3) Calculer le débit de fluide circulant dans entre les deux bacs.

Partie II : On ne néglige pas les pertes de charge. La rugosité de la conduite produit une perte de charge régulière dont le coefficient de frottement est de λ=0.004 quelque soit le nombre de Reynolds.

1) Calculer le débit circulant dans la conduite. 2) Calculer la pression au point S. 3) Quel serait ce débit si la sortie de la conduite était immergée au dessous de la surface

libre du bac [2] ?

Partie III : Calculer les composantes de la force exercée par le fluide sur le coude de sortie. On négligera le poids du fluide et le frottement au niveau du coude

Note : Les parties I, II et III sont indépendantes.

D

D 45°

y

x Patm

L=630 m

Q,V

D=1m

[1]

[2]

Patm

H=100m

Patm

S

E

1

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY 1

FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN JANVIER 10

DIPLOME L3 Génie Civil Durée du sujet : Deux heures Nom du rédacteur : TAGHITE Epreuve de : Mécanique du solide Documents non autorisés

Calculatrices autorisées

Exercice 1

On considère une poutre élastique (de coefficients de Lamé et λ µ ) encastrée et

1 2 3( O, e , e , e )

un repère cartésien tel que l’axe horizontal30x

soit l’axe de la poutre et le

point 0 le centre de l’encastrement.

Le champ des déplacements U

en tout point du solide est de la forme:

2 2 23 1 2 1 1 2 2 1 3 3U a x ( x x ) e b x x e c x x eν ν= + − + −

où a, b, c sont trois constantes

positives et ν le coefficient de Poisson de la poutre. En adoptant l’hypothèse des petites perturbations:

1) Déterminer par ses composantes ijε le tenseur ε des déformations

2) Quelles relations doivent vérifier a, b, c pour que la base 1 2 3( e , e , e )

soit principale

pourε , puis donner la variation relative de volume.

3) Déterminer le tenseur σ des contraintes associé. 4) Dans quelles conditions les équations locales d’équilibre sont-elles vérifiées ? Exercice 2

En un point M d’un solide rapporté à un repère orthonormé 1 2 3( O, e , e , e )

, la matrice du

tenseur des contraintes σ dans la base 1 2 3( e , e , e )

est donnée par :

7

0.7 3.6 0

3.6 2.8 0 10 Pa

0 0 7.6

σ

= ×

.

1) Pour les trois facettes orientées par les normales ie

pour i 1,2,3= , exprimer les vecteurs

contraintes ( i )

T

associés dans la base1 2 3( e , e , e )

. En déduire l’expression de ( i )

T

dans la

base de Mohr 3( n, t , e )

.

2) En traçant le cercle de Mohr, déterminer graphiquement les directions et contraintes

principales de σ au point M . 3) Déterminer la valeur de la contrainte de cisaillement maximum, ainsi que la direction de la normale correspondante.

2

Exercice 3

Deux cylindres métalliques plein (1) et (2), de même rayona , de hauteurs1 2L et L , sont

placés bout à bout comme l’indique la figure ci-dessous. Les surfaces en contact sont parfaitement planes, lisses et lubrifiées pour permettre les glissements sans frottement aux interfaces. Les caractéristiques mécaniques sont 1 1( E , )ν

pour le solide (1) et 2 2( E , )ν pour le solide (2).

Définition

On appelle rigidité de compression d’un barreau le rapportF

KL

=−∆

, entre l’effort de

compression F qui lui est appliqué et l’accourcissement L−∆ qu’il subit.

1) Calculer dans chaque solide, les champs des contraintes, déformations et déplacements.

2) Calculer ensuite la rigidité de l’assemblage K en fonction des rigidités 1 2K et K de

chacun des deux solides élastiques.

Z F 2L 2 2( E , )ν

1L 1 1( E , )ν

0

Fin

LICENCE MATHEMATIQUES EXAMEN ANGLAIS JANVIER 2010 (B. ANAND)

Read the text 'Tomorrow's weather: Cloudy with a chance of fractals' . VOCABULARY Find synonyms of the following (pg. 1 paras 1 -6): piles: .............................................................................

propelled: .............................................................................

to fade: .............................................................................

testify to: .............................................................................

endless: .............................................................................

to think about seriously: .............................................................................

astonishing: .............................................................................

in fact: .............................................................................

to struggle with: .............................................................................

proof: .............................................................................

Find antonyms of the following: to arrange differently (pg. 1 para. 6): .............................................................................

smooth (pg. 2 para. 1) .............................................................................

unlike (pg. 2 para. 1): .............................................................................

inadequately (pg. 3 para. 1): .............................................................................

few (pg. 3 para. 1): .............................................................................

not to abandon (pg. 3 para. 1): .............................................................................

succeeded (pg. 3 para 1): .............................................................................

greater (pg. 3 para. 4): .............................................................................

to recede (pg. 3 para. 4 ): .............................................................................

familiar (pg. 3 paras 4-5): .............................................................................

COMPREHENSION Tick True (T) or False (F). (Citez la page et le paragraphe où vous avez trouvé vos références) 1) Richardson a été convaincu que des processus comme des cascades où la décomposition des structures plus grandes, cédaient places à celles plus petites et créant ainsi une structure fractale agissant selon les lois de la puissance. T F 2) Les idées de Richardson concernant les structures fractales ont eu un grand succès dans le champ météorologique. T F 3) Dans les années soixante dix .la thèse de Lovejoy portant sur les liens entre les fractals et la pluie a eu un succès retentissant. T F 4) Shretzer et Lovejoy ont enfin pu prouver que la pluie aussi se constituait des réseaux fractals en observant les satellites de TRIMM. T F 5) Toutefois, leurs conclusions ne concernaient que des surfaces atmosphériques limitées. T F Answer the following questions in FRENCH. 1) What is Richardson's role in modern weather forecasting? 2) Who has finally proved Richardson's claims today? 3) What research are Lovejoy and his team doing with the US National Oceanic and atmospheric Administration in Boulder Colorado? 4) What are parameterizations? 5) Justify the statement complex scientific phenomena have generally an underlying simplicity.

Universite de Nancy I Licence 3

Integration et Probabilites

Examen du 12 janvier 2010

duree 3h

Les documents et calculatrices sont interdits.

Toutes les variables aleatoires considerees dans le sujet sont definies sur unmeme espace probabilise (Ω,F ,P). La lettre E represente l’integration par rapporta P : pour toute variable aleatoire integrable Y , on a E[Y ] =

∫Ω

Y (ω) dP(ω).Dans tout le sujet, log designe le logarithme neperien. On attire particulierementl’attention du candidat sur les questions marquees d’un ♥ .

Exercice 1 (≈ 7 points)

1. ♥ A l’aide d’un developpement en serie entiere, montrer que

+∞∑n=0

(−1)n

3n + 1=

∫ 1

0

dx

x3 + 1.

2. On donne1

x3 + 1=

13

(1

1 + x− x− 2

x2 − x + 1

).

Montrer que+∞∑n=0

(−1)n

3n + 1=

3 log 2 +√

3π

9.

Exercice 2 (≈ 4 points)

Soit (Xn)n≥1 une suite de variables aleatoires telles que pour tout n ≥ 1, Xn

suit (sous P) une loi exponentielle de parametre 2 log(1 + n).

1. ♥ Montrer qu’il existe une constante A telle que

∀n ≥ 1 P(Xn ≥ 1) ≤ A

n2.

2. Montrer que P-presque surement, les Xn sont tous plus petits que 1 a partird’un certain rang.

Probleme (≈ 19 points)

Soit p0 > 1 et X une variable aleatoire positive telle que X ∈ Lp0(Ω,F ,P).Pour p ∈]0, p0], on pose N(p) = (E[Xp])1/p.

1. Soit I un intervalle de R. On suppose qu’on a defini sur (Ω,F ,P) une col-lection de variables aleatoires (Xt)t∈I et une variable aleatoire Y telles que– Pour tout ω ∈ Ω, t 7→ Xt(ω) est continue.– Pour tout t ∈ I, |Xt| ≤ Y .

1 Tournez la page S.V.P.

– E[Y ] < +∞.Montrer que l’application t 7→ E[Xt] est bien definie et forme une applica-tion continue sur I. (Ceci est une application directe du cours ; on preciseraclairement le theoreme employe.)

2. En appliquant l’inegalite de Holder aux fonctions Xp et 1 avec des exposantsbien choisis, montrer que la fonction p 7→ N(p) est croissante sur ]0, p0].

3. ♥ Montrer que N(p) admet une limite reelle lorsque p tend vers 0. Determinercette limite dans le cas ou X suit la loi uniforme sur [0, 1].

4. Montrer que pour tout p ∈]0, p0], on a l’inegalite Xp ≤ 1 + Xp0 , puis quep 7→ E[Xp] est continue sur ]0, p0]. En deduire que p 7→ N(p) est continuesur ]0, p0].Indication : on pourra remarquer que N(p) = G(E[Xp], p) ou G(x, y) = x1/y.

5. Soit p ∈]0, p0]. On admet que la fonction

F : R+ × R+ → R+

(x, t) 7→ ptp−111x≥t

est (R2+,B(R2

+))− (R,B(R)) mesurable.Montrer que F ∈ L1(R2

+,B(R2+),PX ⊗ λ), puis que

E[Xp] =∫

[0,+∞[

ptp−1P(X ≥ t) dλ(t).

Note : on rappelle que 11x≥t vaut 1 si x ≥ t, 0 sinon.6. Soient p1, p2 avec 0 < p1 < p2 < p0.

(a) Montrer qu’il existe A > 0 et B > 0 tels que

∀x ≥ 1 log x ≤ Axp0−p2

et∀x ∈]0, 1] − log x ≤ Bx−p1/2.

(b) On pose, pour x > 0,

Ψ(x) = xp1−1(1−p2 log x)11[0,1](x)+(1+p2 log x)xp2−1P(X ≥ x)11]1,+∞[(x).

Montrer que∫

]0,+∞[

Ψ(x) dλ(x) ≤ 2Bp2 + 1p1

+p2

p0AE[Xp0 ] +

1p2E[Xp2 ],

ou A et B sont des constantes telles que determinees a la questionprecedente.

(c) Montrer que la fonction p 7→ N(p) est C1 sur ]0, p0[.7. Soit X une variable aleatoire positive. On note

‖X‖∞,ess = supM > 0 : P(X ≥ M) > 0.On suppose dorenavant que X est telle que ‖X‖∞,ess < +∞.(a) Soit M > ‖X‖∞,ess. Montrer que pour tout p > 1, X ∈ Lp(Ω,F ,P)

avec N(p) ≤ M .

(b) Montrer que limp→+∞

N(p) ≤ ‖X‖∞,ess.

(c) Soit M < ‖X‖∞,ess. Montrer que pour tout p > 1,

N(p) ≥ MP(X ≥ M)1/p,

puis que limp→+∞

N(p) ≥ M .

(d) Montrer que limp→+∞

N(p) = ‖X‖∞,ess.

FIN

2

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES

L3 Chimie UE 5U17 contrôle continu 2009

Electrochimie

durée : 1H30

Mardi 12/01/2010

Rédacteurs : Marc Hébrant/C. Despas

Documents non autorisés

Calculatrices autorisées

Rendez votre sujet avec votre copie .

Mettez ci-dessous le code de votre choix que vous reproduisez sur votre copie :

_________________________

Barème pour les QCM (de A à H) : +0.25 par réponse correcte ; -0.25 par réponse fausse

Répondez aux questions en entourant ce qui est la bonne réponse, en rayant l’autre.

Chaque affirmation peut être juste ou fausse.

A) Le coefficient de diffusion :

- Dépend de la forme de la particule Vrai Faux

- Dépend de la température Vrai Faux

- Dépend de la viscosité du milieu Vrai Faux

- Est proportionnel à la charge de l’ion Vrai Faux

- S’exprime en m2s

-1 Vrai Faux

B) La première loi de Fick :

- Permet de calculer le flux en fonction de la l’épaisseur de diffusion Vrai Faux

- S’exprime par l’équation : J=D(dC/dx) Vrai Faux

- N’est valable qu’à l’instant initial Vrai Faux

- N’est pas valable en présence d’un potentiel Vrai Faux

- Ne s’applique pas dans les gaz Vrai Faux

C) La mobilité électro-osmotique dans un capillaire de silice:

- Est proportionnelle à la charge de l’ion considéré Vrai Faux

- Dépend du pH Vrai Faux

- N’existe pas en présence de tensioactif cationique Vrai Faux

- Dépend du potentiel appliqué aux extrémités du capillaire Vrai Faux

- En valeur absolue, est plus grande que la mobilité électro-phorétique Vrai Faux

D) Considérant une électrode à membrane de verre pour la mesure du pH :

- C’est le proton qui assure le passage du courant au travers de la membrane

Vrai Faux

- Dans les solvants anhydres la réponse est plus rapide Vrai Faux

- La sélectivité membranaire pour H+ par rapport à Na

+doit être supérieure à 10

8

Vrai Faux

- si le potentiel mesuré à pH=7 est 0 mV, en théorie il est de -0.059V à pH=6

Vrai Faux

- le potentiel pris par la membrane est donné par l’équation de Nernst Vrai Faux

E) En chromatographie en phase gazeuse le facteur de rétention:

- est proportionnel à la longueur de la colonne Vrai Faux

- est proportionnel à la racine carrée de la longueur de la colonne Vrai Faux

- diminue avec la température Vrai Faux

- diminue si la vitesse linéaire moyenne du gaz vecteur augmente Vrai Faux

- augmente si, toutes choses étant égales par ailleurs, on considère une phase

stationnaire plus polaire Vrai Faux

F) Considérant un dispositif d’électrodialyse, muni d’une membrane sélective aux

anions :

- en l’absence de tension appliquée aucune espèce ne peut passer Vrai Faux

- en l’absence de tension appliquée, seuls les anions peuvent passer Vrai Faux

- le courant ne peut passer que dans un seul sens Vrai Faux

- les acides faibles ne peuvent passer qu’à pH supérieur au pKa Vrai Faux

- On peut désioniser complètement l’eau de mer Vrai Faux

G) En électrophorèse capillaire, en détection inverse, en présence d’un inverseur de flux

électroosmotique et en utilisant la détection spectrophotométrique, l’aire intégrée des

pics dépend :

- De la tension appliquée Vrai Faux

- de la concentration de l’électrolyte support Vrai Faux

- de la mobilité électrophorétique de l’ion donnant le pic Vrai Faux

- du temps de rétention Vrai Faux

- de la longueur d’onde du détecteur Vrai Faux

H) Dépendance de la complexation vis-à-vis du pH. L est un complexant du magnésium,

il est basique. pKa(LH22+

/LH+)=4 ; pKa(LH

+/L)=7. Logβ1=8

- La constante apparente de formation diminue quand on augmente le pH Vrai Faux

- La constante apparente de formation vaut 1 à pH=2 Vrai Faux

- La constante apparente vaut 108 à pH=10 Vrai Faux

- La constante apparente vaut 108 à pH=0 Vrai Faux

- Le complexe et le ligand libres coexistent à pH=7 Vrai Faux

H. 5 points

Pour mener à bien une analyse d’eau de réseau par électrophorèse capillaire on prépare une

solution A de nitrate de calcium (masse molaire: 164.1 g) en dissolvant 25,6 mg de nitrate de

calcium dans 5 mL d’eau ultrapure. A deux des trois échantillons d’eau de réseau de 10 mL

on ajoute respectivement 25 et 50 microlitres de la solution A.

Le tableau ci-dessous rassemble les résultats

Aire du pic

(104µV.s)

Sans ajout

Aire du pic

(104µV.s)

Ajout 25µL solution A

Aire du pic

(104µV.s)

Ajout 50µL solution A

Nitrate 8.768 11.34 13.90

Calcium 6.234 10.73 15.22

Quelles sont les concentrations de calcium et de nitrate en mol.L-1

et en ppm dans l’eau de

réseau ?

M(Ca)=40.08g ; M(N)=14.0g ; M(O)=16.0g

I. 5 points

Soit une cellule d’électrolyse dans laquelle plonge 2 électrodes reliées à un potentiostat.

Expliquer et décrire ce qui se passe lorsque la cellule d’électrolyse munie de 2 électrodes en

cuivre est remplie d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre 10-2

M et l’on impose une

tension suffisante pour obtenir un courant mesuré équivalent à 10 électrons passant dans le

circuit extérieur.

i) Que s’y passe t il si on y introduit une membrane inerte?

ii) Que s’y passe t il si on y introduit une membrane caractérisée par un p(C+)=0?

iii) Que s’y passe t il si on y introduit une membrane caractérisée par un p(X-)=0?

Données :

λ(H+) = 350 S cm

2 mol

-1 λ(Cl

-) = 76 S cm

2 mol

-1

λ(Cu2+

) = 108 S cm2 mol

-1 λ(SO4

2-) = 160 S cm

2 mol

-1

UNIVERSITE Henri POINCARE Nancy Université

FACULTE des SCIENCES et des TECHNIQUES

DIPLOME : L3 SM

SUJET D'EXAMEN

Thermodynamique Epreuve écrite de : thermodynamique

Durée du sujet : 2 H

Session de janvier 2010 Nom du rédacteur :

B. Henry

Date : 12 janvier 2010

Horaire :

Documents : Non autorisés.

Calculatrices autorisées

Exercice n° 1 On étudie en phase gazeuse, l'équilibre de dissociation :

PCl5 = PCl3 + Cl2 1) À 200° C, sous une pression p = 1 bar, la densité du mélange gazeux, obtenu par chauffage

du pentachlorure pur, est d = 4,80.

Ecrire littéralement la constante d’équilibre K. En déduire la valeur de la constante d'action de masse K (masse molaire de PCl5 = 208,5 g.mol-1 et celle de Cl2 = 71 g.mol-1 ).

2). Quelle est la composition du mélange obtenu à l'équilibre, dans les mêmes conditions,

sous la pression p = 5 bars ? Justifier le sens du déplacement de l'équilibre.

3) Quelle est la variance de cet équilibre ? 4) Calculer la variation d'enthalpie standard ΔrΗ° pour la réaction considérée à 200°C. 5) Calculer la variation d'enthalpie libre standard ΔrG° pour la réaction considérée à 200°C en supposant cette grandeur indépendante de la température. Quelles approximations faites vous? Est-ce raisonnable, justifiez votre réponse. 6) Etablir l'expression Ln K = f(T) pour l'équilibre considéré. 7) À quelle température faut-il opérer, sous p = 1 bar, pour que le taux de dissociation du

pentachlorure à l'équilibre soit de 25 % ? Données à la température de 200°C.

ΔfΗ° (kJ.mol-1) CP°(J. K-1.mol-1) S°(J. K-1.mol-1) PCl3(g) - 287,0 112,8 311,7 PCl5(g) - 374,9 71,8 364,5 Cl2(g) 0 33,9 223,0

Exercice 2

Le diagramme de phases liquide-solide, plomb (Pb noté 1)- antimoine (Sb noté 2) à pression

constante est donné sur la figure jointe (température en fonction de la fraction massique).

1) Précisez la nature des phases dans chaque région du diagramme, la variance et situer le

solidus et le liquidus (réponses sur le diagramme à redonner avec les copies).

2) 315 g de mélange (Pb-Sb) de composition massique globale en plomb Z1 = 0,45 sont

chauffés à 630°C.

a) On refroidit ce mélange, à quelle température apparaît le premier cristal ? Quelle est sa

nature ?

b) Déterminer la composition du système à t = 400°C. On démontrera au préalable la règle

des moments chimiques.

c) Déterminer en masse et en moles à t = 240°C, la composition du système au ¼ du palier de

solidification.

d) Tracer le diagramme thermique pendant un refroidissement de t= 630°C à 200°C.

Données : masse molaire Sb = 122 g.mol-1 , masse molaire Pb = 207 g.mol-1

Voir diagramme joint. A compléter et à rendre avec les copies.

NOM : Prénom :

Système Sb-Pb à la pression P = 1 bar Pb noté 1 et Sb noté 2

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UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D’EXAMEN

L3 Chimie et physicochimie UE numéro : LCPC5U18 Epreuve de : Cinétique chimique Année 2009-2010, 1ère session Date Horaire

Durée du Sujet : 1 heure Nom du rédacteur : Dominique PERRIN 1 feuille de papier millimétré Documents autorisés Documents non autorisés Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

-I- Victor Henri a proposé, entre autres, le mécanisme de catalyse enzymatique suivant :

E + S →← ES (1) (-1) E + S → E + P (2) Montrez que la vitesse initiale est décrite par une loi cinétiquement indiscernable de celle de Michaelis-Menten. On rappelle que dans le mécanisme de Michaelis-Menten c’est le complexe ES qui donne le produit P -II- La réaction en phase gazeuse du monoxyde d’azote avec le dioxygène 2 NO + O2 = 2 NO2 est étudiée à 25°C dans un réacteur fermé.

Une première expérience est réalisée en présence d’un grand excès de dioxygène avec des concentrations initiales [O2] = 5,00.10-3 mol.L-1 et [NO] = 10,0 µmol.L-1 ; on dose NO au cours du temps :

t (min) 1 2 4 8 12 20 30 [NO], µmol.L-1 9,6 9,2 8,5 7,4 6,5 5,3 4,3 Une autre expérience est réalisée avec des concentrations initiales [O2] = 10,0 µmol.L-1 et [NO] = 1,00.10-3 mol.L-1; on dose O2 au cours du temps (en s):

t (s) 10 20 30 60 120 240 360 [O2], µmol.L-1 9,3 8,6 8,0 6,4 4,1 1,7 0,7 1) En justifiant votre méthode, montrez que ces résultats sont compatibles avec un ordre 2 par rapport à NO et 1 par rapport à O2. Que vous utilisiez une calculatrice ou la feuille de papier millimétré (à rendre avec votre n° d’étudiant), vos résultats doivent être justifiés. 2) Calculez la constante de vitesse. 3) La réaction est-elle un processus élémentaire ?

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUES SUJET D’EXAMEN

L3SM - Chimie et Physicochimie Moléculaires UE numéro : LCPC5U19……………… Epreuve de : Mécanique quantique-Liaisons chimiques Session de janvier 2010 Date : Horaire :

Durée de l’épreuve : 1h30 Nom du rédacteur : D. Canet

Documents autorisés Documents non autorisés Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

A traiter sur une copie séparée On rappelle que les valeurs propres de l’opérateur 2L (associé au carré du moment cinétique) sont de la forme

et que celles de l’opérateur (associé à la composante selon z du moment cinétique) sont de la forme . l est un entier ou un demi-entier positif ou nul et m est compris entre –l et +l (dans cette plage, m varie par pas de 1).

)1(2 +llh zLmh

I Sachant que la partie en ϕ des harmoniques sphériques (fonctions propres de 2L et , si ceux-ci sont des opérateurs moment cinétique orbital) s’écrit (

zL

πϕ 2/ime ) et que, s’agissant du moment cinétique orbital,

ϕ∂∂

=i

Lz

hˆ , montrer que m (et par conséquent l) sont des entiers.

II On considère deux électrons occupant deux spin-orbitales dont les parties d’espace u1 et u2 sont différentes. Pour simplifier, on supposera que m vaut zéro pour u1 et u2. Quelle est la valeur de l dans le cas du spin électronique et quelles sont les valeurs possibles de ms ? Dresser le tableau de toutes les valeurs possibles de m1, m2, ms1, ms2 susceptibles de conduire à des fonctions d’onde non nulles. En déduire :

1) les valeurs de M et Ms correspondant aux valeurs propres de la composante selon z des moments cinétiques globaux (moment cinétique orbital et moment cinétique de spin).

2) les valeurs de L et de S correspondant aux valeurs propres des carrés des moments cinétiques globaux. 3) l’existence d’un état singulet et d’un état triplet qui sont d’énergie différente (l’état triplet étant le plus

stable). On notera que cette dernière propriété peut s’étendre à des valeurs quelconques des nombres quantiques m1 et m2. III On donne ci-dessous l’expression des orbitales atomiques (2s) et (2pz) de l’atome d’hydrogène. 2/)2)(24/1()2( rers −−= π 2/)2)(22/1(cos2/3)2/1()2( r

z erp −−= θπ Que représentent les coordonnées r et θ ? Indiquer la signification de la nomenclature (2s), (2pz). Quelle est l’expression des orbitales et ? Quelle est la symétrie des distributions électroniques correspondant à toutes les orbitales atomiques mentionnées dans cette question ?

)2( xp )2( yp

IV En ce qui concerne la molécule de di-oxygène (O2), on considérera que les orbitales de valence sont constituées des seules orbitales 2p. Donner l’expression de l’orbitale moléculaire σ construite à partir des orbitales atomiques t , z étant la direction de la liaison, a et b désignant les deux atomes d’oxygène (on veillera à tenir compte du signe de ces deux dernières orbitales). Les orbitales et

sont équivalentes et donnent naissance aux deux orbitales moléculaires

azp )2( e bzp )2()2( xp

)2( yp )( xπ et )( yπ (elles correspondent nécessairement à la même valeur de l’énergie). Sachant que le numéro atomique de l’oxygène est 8, et que le niveau π antiliant est de plus faible énergie que le niveau σ antiliant, montrer, en se référant à II, que cette molécule est paramagnétique (S non nul).

1

UNIVERSITE DE NANCY I

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME L3SM parcours chimie Nom des rédacteurs : M. Dossot,

Epreuve : Chimie Quantique et Spectrométries

Partie Spectroscopies Optiques

Durée du sujet : 30 minutes

Documents autorisés

Session de Janvier 2010 Documents non autorisés

Date 13 Janvier 2010 Calculatrices autorisées

Horaire 9h-11h00 Calculatrices non autorisées

Toutes les réponses devront être très soigneusement justifiées.

Durée du sujet: 30 minutes. A rendre sur une copie séparée de l'épreuve de

Chimie Quantique.

On souhaite étudier en spectroscopie de vibration la molécule d'Ibuprofène, un anti-

douleur, anti-pyréique et analgésique très répandu dont la formule est donnée ci-dessous :

HOOC

H3C

Figure 1 : la formule moléculaire de l'Ibuprofène.

L'ibuprofène est souvent incorporé dans des cachets contenant également des excipients.

La figure 2 montre les spectres d'absorption infrarouge de l'ibuprofène sous forme de poudre pure

("IBU"), au sein du cachet ("tablette") ainsi que le spectre des excipients.

2

tablette

CO2

atmosphérique

Nombre d’onde (cm-1)

Figure 2 : spectres d'absorption IR de l'ibuprofène en poudre, du cachet et des excipients.

1) Une bande caractéristique de l'ibuprofène est indiquée à la figure 2 à 1721.5 cm-1

. A quel

groupement fonctionnel de la molécule cela correspond-il ?

2) Les excipients montrent une bande d'absorption large entre 2800 et 2980 cm-1

. Quel(s)

groupement(s) est (sont) responsable(s) de ce massif ? Pourrait-on choisir d'utiliser les bandes de

l'ibuprofène à 2840 et 2930 cm-1

pour le doser dans le cachet ?

3) On envisage la vibration d'élongation du groupement carbonyle C=O d'un acide carboxylique.

Sachant que la constante de force de cette liaison est d'environ 1200 N.m-1

, calculez la masse

réduite du groupement et le nombre d'onde de vibration associé.

4) Si l'acide est déprotoné, on obtient une fonction carboxylate. Dans ce groupement, la vibration

d'élongation du carbonyle a lieu vers 1550 cm-1

.

a) Expliquez pourquoi dans une fonction carboxylate la vibration du carbonyle a lieu à

plus bas nombre d'onde que dans l'acide carboxylique correspondant.

b) Quelle conclusion peut-on en tirer sur l'état de protonation de l'ibuprofène en poudre ?

5) On souhaite étudier l'ibuprofène en suspension dans l'eau. Peut-on utiliser la spectroscopie

d'absorption infrarouge ? Quelle autre technique doit-on alors utiliser ?

Données : Masse molaire 12

C: 12 g mol-1

; Masse molaire 16

O: 16 g mol-1

; vitesse de la lumière:

3×108 m s

-1.

1 14/12/2009

Test L3 PC Méca

NOM :

SECTION : L3 PC Méca

PRENOM :

NOTE :

Self-heating roads may avert the dangers of salt corrosion Vocabulary: Find the equivalent words in the article for: acier charbon chaleur une bouilloire une couche la forme disponible améliorer la main d’oeuvre un grand morceau Synonyms (words that have the same meaning): to need to pile up to increase in size to switch on to be successful Antonyms (words that have the opposite meaning): to allow/ to enable to cool simple thin expensive

Supersonic flight without the boom 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2 14/12/2009

Test L3 PC Méca

Supersonic flight without the boom Are these statements true or false? Répondez TRUE ou FALSE sur la grille de réponses. 1. NASA has finished doing tests using computer modelling which aim to reduce the sound of sonic booms. 2. Peter Cohen thinks it won’t be long before sonic booms can be controlled. 3. Only the shock waves from the front of an aircraft create the noise when they reach the ground. 4. Passengers are not able to fly across the US at supersonic speed. 5. The sonic boom is not as loud if the shock waves from the front and back of the aircraft hit the ground at the same time. 6. It takes at least four years to build a test plane with a spiked nose-cone. 7. Reducing the sonic boom increases the fuel consumption of aircraft. 8. Aerodynamic modifications to large aircraft will not only reduce the sonic boom but will also cut fuel costs. 9. Measurements of shock waves collected from an experiment using two F-15 planes will be used by NASA. 10. There has been a lack of development in large supersonic aircraft because a solution to Concorde’s structural defects has not yet been found.

3 14/12/2009

Test L3 PC Méca

Self-heating roads may avert the dangers of salt corrosion Paul Marks. New Scientist 29 November 2009

Hoping for an ice-free future. Blizzard-bound motorists won’t have to wait for a salting truck or snowplough to clear the way if a “self-heating” road takes off. While salting disperses ice and snow, the salty run-off corrodes the steel rods that reinforce roads and bridge decks, and also damages vehicles. With the US government striving to improve its road infrastructure after a fatal bridge collapse in Minnesota in 2007, new methods to clear snow without damaging structures are being sought. One such method being developed by Christiana Chang at the University of Houston, Texas, and colleagues is to incorporate electric heating elements into concrete roads and bridge decks. When cold weather is forecast, the element can be fired up to heat the road and prevent ice forming. There are various methods to make a slab of concrete that can be heated electrically. One way is to pepper the mix with an electrically resistive material that will convert current into heat, like the element of a kettle. To start with, the team tried this approach, using fly ash, a waste product of burning coal in power stations, as the element, followed by steel shavings. Both options had the desired effect. Then they tried an alternative method, using sheets of carbon nanofibres to heat the concrete, and found it was much faster. Nanofibres comprise lengths of cone-shaped nanotubes nested “like paper cups stacked on top of each other”, says Chang. She bonded multiple layers of nanofibre-embedded paper beneath a chunk of road concrete that was 10 centimetres thick and 25 square centimetres in area. It warmed from -10°C to 0°C in 2 hours while consuming 6 watts of electrical power (Smart materials and Structures, DOI: 10.1088/0964-1726/18/12/127001). Heating the block slowly reduced power consumption. “It’s an interesting technique, but scaling it up to cover whole roads will require enormous power,” says Derek Carder, an engineer with the Transport Research Laboratory (TRL) in Wokingham, UK. Indeed, overly high power use was a problem for a self-heating road trialled by TRL itself in 2007, he says. In a process called inter-seasonal heat transfer, TRL’s system stored summer heat in water kept in insulated reservoirs. In cold weather, this warm water was pumped through a grid of pipes beneath the road to prevent icing. But the pumps proved too power-hungry. “Ideas like these don’t seem viable for whole roads, but they may work for known cold spots or bridge decks,” Carter says. The Houston team, however, say that their method is less complex and that as sheets of paper embedded with nanofibres are already used to make electronic components, they are readily available and cheap. They add that savings made on salting and snowplough labour could make their low-maintenance design viable.

4 14/12/2009

Test L3 PC Méca

Supersonic flight without the boom — but quiet will cost. Jeff Hecht. New Scientist Technology 7 February 2OO9

NASA has completed a delicate set of flight tests to measure how modifications to an F-15 jet can affect the way shock waves form. The results could help turn sonic booms into distant rumbles. The measurements will be used to calibrate a computer model of shock wave propagation which will be a crucial aid for engineers designing a new generation of quieter supersonic aircraft. “We’re pretty close to being able to control sonic booms,” says Peter Cohen of NASA’s Langley Research Centre in Virginia, principal investigator for the agency’s supersonic research programme. Shock waves form at the front and back of supersonic aircraft as they shove air out of the way. When these shock waves hit the ground, observers hear them as a single boom. Public opposition to booms has led to a ban on civilian supersonic flight over US land, and this key factor has discouraged further development of supersonic planes. Attempts to quieten the sound have focused on a technique called boom shaping, which has it that booms would be weaker if they spread out over a larger area. The idea is to redesign the shock-forming zones around the nose and tail so that waves from them don’t hit the ground together, but instead arrive over a longer period, like distant thunder. Five years ago, NASA, the US Defense Advanced Research Projects Agency and several aerospace companies studied how a spiked nose-cone fitted to an F-5 fighter jet affected shock waves generated at the nose. Now NASA has finished a similar set of measurements of the boom generated at the rear of an aircraft. This depends on the shape of the wings and air flow around the engine. The “Lift and Nozzle Change Effects Tail Shock” project (LANCETS) measured the shock waves produced by a modified F-15 jet in different wing and engine configurations. The measurements were taken by a second F-15 flying close behind and will be used to calibrate NASA’s computer models of how shock waves form. If the results live up to expectations, the next step would be to modify a jet so that it produces a low rumble rather than a boom in supersonic flight. Confirming the computer model is a crucial part of this process because designing, building and flying a test plane can cost more than $100 million, says Tim Moes of NASA’s Dryden Research Center in California. “We think we could do it in the next four to five years,” Cohen told New Scientist. Don’t expect to see a new Concorde any time soon, though. Cohen says that boom-hushing technology may first appear on small business jets rather than larger aircraft. “Boom shaping doesn’t come for free,” says Cohen. The aerodynamic modifications reduce fuel efficiency by 10 to 15 per cent. “That’s not too bad for a business jet, but not good for an airliner.”

1 2 3 4 5 6 7 8 9

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN DIPLOME……..Licence Mécanique L3 | Durée du sujet …………….1h…………… …………………………………………………..… | Nom du rédacteur …………A.Ourjoumtsev Epreuve de…….Equations différentielles….…. | …………………………………………………..… | Documents autorisés Session de …… final (1ère session)………… | Documents non autorisés Date…………… janvier 2010..………………… | Calculatrices autorisées Horaire…. …….. H …………………… | Calculatrices non autorisées ___________________________________ |_______________________________________ 1. Solution d’une équation linéaire avec une partie droite :

a) Trouver la solution générale de l’équation 02 =+′ xyy .

b) Trouver la solution générale de l’équation 2

2 xxexyy −=+′ par variation de constante (se servir la réponse du problème précédent)

c) Trouver la solution de l’équation 2

2 xxexyy −=+′ avec la condition 1)0( −=y (se servir la réponse du problème précédent)

2. Trouver la solution générale de chacune des équations différentielles linéaires à coefficients

constantes : a) 034 =+′−′′ yyy

b) 034)4( =+′′− yyy c) 0106 =+′−′′ yyy d) 044 =′+′′−′′′ yyy

3. Résoudre l’équation différentielle 0cos

sin=+′

yy

xxy .

1a. xydx

dy2−= ; xdx

y

dy2−= ; cxy +−= 2ln ;

2

)( xCexy −=

1b. 2222

2)2( xxxx xexCexCeeC −−−− =+−′ ; 22 xx xeeC −− =′ ; xC =′ ; 1

2

2C

xC += ;

2

)2

( 1

2xeC

xy −+=

1c. 2

)2

( 1

2xeC

xy −+= ; 1)0( 1 −== Cy ;

2

)12

(2

xex

y −−=

2. a) λ2-4λ +3=0 ; λ1=1, λ2=3 ; xx eCeCxy 3

21)( +=

b) λ4-4λ2 +3=0 ; λ1,2= ±1, λ3,4=±√3 ; 3

43

321)( xxxx eCeCeCeCxy −− +++=

c) λ2-6λ +10=0 ; λ1,2=3±i ; xeCxeCxy xx sincos)( 32

31 +=

d) λ3-4λ2+4λ =0 ; λ1=0 ; λ2,3=2; xexCCCxy 2321 )()( ++=

3. C’est une équation avec des variables séparables ; yy

xx

dx

dy

cos

sin−= ;

xdxxydyy sincos −= ; ∫∫ −= xdxxydyy sincos . En calculant les intégrales par partie,

yyyydyyyydyy cossinsinsincos +=−= ∫∫

xxxxdxxxxdxx sincoscoscossin +−=+−= ∫∫

Cxxxyyy +−=+ sincoscossin

Faculté des Sciences et Techniques 1ère session / janvier 2010

Introduction au transfert de chaleur. (Code LCPC5U12CT MECA)

Examen sur le cours de D. Lacroix et P. Boulet

Durée 1 heure – Documents autorisés On considère une sphère creuse de rayon interne Ri =20 cm et rayon externe Re = 25 cm réalisée dans un

matériau solide opaque.

1. On considère que les températures des faces internes et externes sont constantes (respectivement égales à Ti et

Te). Justifiez l’hypothèse d’un transfert par conduction seule, 1D, stationnaire et sans source.

En partant de l’équation de la conduction en régime stationnaire sans source, exprimez T(r) la température du

milieu à la position r et commentez son évolution. On précise que le laplacien en coordonnées sphériques pour

une fonction f ne dépendant que de la position radiale r est r

f

rr

ff

∂∂+

∂∂=∆ 2

2

2

. De même

( ) regradr

ff

∂∂= .

2. Démontrez qu’on peut définir une résistance thermique par conduction en géométrie sphérique telle que :

RiRe

RiReRcond λπ4

−=

3. La sphère est placée dans un écoulement d’air extérieur dont la vitesse est Vair = 1m/s et dont la température

est Tair = 20°C. On mesure la température de la face externe : Te = 60°C.

Calculez le coefficient d’échange de chaleur par convection hc autour de la sphère.

Données :

Corrélation usuelle en convection forcée pour une sphère : 1/31/2 PrRe0,62Nu +=

(on utilisera le diamètre de la sphère comme dimension caractéristique)

Propriétés de l’air :

TEMPERATURE (°C) Pr β (K-1) ν (m2/s) λ (W/m.K) 20 0,703 3,41 .10−3 15,06 .10−6 2,59 .10−2 40 0,699 3,19 .10−3 16,96 .10−6 2,76 .10−2 60 0,696 3,00.10−3 18,97 .10−6 2,90 .10−2

4. La surface externe a une émissivité de 0,9. Calculez le coefficient d’échange équivalent par rayonnement hr .

5. En déduire le flux échangé entre la surface de la sphère et le milieu extérieur.

6. On souhaite que la température interne Ti ne dépasse pas 100°C. Quelle devrait être la valeur de la

conductivité thermique pour cela ?

Université Henri Poincaré Module LCPC5U13 Niveau L3 Année 2009-2010

Thermodynamique et électrochimie appliquées aux piles à combustible

Examen 2009-2010 - Sans documents -2h

On dispose d’assemblages membrane-electrode (AME) dont les caractéristiques sont les suivantes :

- Surface active de 100 cm2 - Membrane électrolyte en Nafion 115 d’épaisseur 125µm - Electrodes de rugosité γ=100, de courant d’échange à 60°C I0=4.10-7 A/cm2 , de

pente de Tafel à 60°C b=50mV - Diffuseurs en tissu de carbone d’épaisseur 300 µm pour lesquels le coefficient de

diffusion de l’oxygène dans l’air à 60°C est Deff=2.10-6 m2s-1. - Tension à courant nul à 60°C : U=0.98V.

1. Rappeler la structure du Nafion. 2. Pourquoi la tension à vide n’est pas de 1.23V ? 3. Surtension d’activation On rappelle que la surtension d’activation est donnée par la loi de Tafel :

0lna

Ib

Iη

γ⎡ ⎤

= ⎢ ⎥⎣ ⎦

De quel phénomène physique provient cette perte de tension ? Calculer la surtension d’activation à 60°C pour une densité de courant I variant de 0.1A/cm2 à 1.5 A/cm2 suivant un pas de 0.1 A/cm2 4. Surtension par effet Joule La pile est alimentée en air humide. Cet air est humidifié par un bulleur dont la température est de 50°C. Quelle est l’humidité de l’air en entrée de pile ? Quelle est l’humidité de l’air en sortie de pile pour une stoechiometry en air de 2 en supposant que toute l’eau produite reste du coté cathodique ? En déduire par une moyenne « entrée-sortie » l’humidité moyenne coté cathode. En supposant que l’humidité moyenne de la membrane est égale à l’humidité moyenne de la cathode, calculer alors la surtension par effet Joule pour une densité de courant I variant de 0.1A/cm2 à 1.5 A/cm2 suivant un pas de 0.1 A/cm2 (toujours pour une stœchiométrie de 2).

Conductivité protonique du Nafion : ( ) ( )1 11263

3031, 5.139 3.26 10 e TTσ λ λ⎡ ⎤⎛ ⎞−⎜ ⎟⎢ ⎥− ⎝ ⎠⎣ ⎦= −

Loi de sorption de l’eau dans le Nafion : 2 30.3 10.8 16 14.1Hr Hr Hrλ = + − +

Pression de vapeur saturante de l’eau : 0sat

OH PT

23,5096669,13expP

2⋅⎥⎦

⎤⎢⎣⎡ −=

4. Surtension de concentration Toujours pour une stoechiometrie en air de 2 et une température de bulleur de 50°C, calculer la concentration de l’oxygène en entrée de cathode et en sortie de cathode. En déduire la concentration moyenne d’oxygène dans les canaux cathodiques. Calculer alors la concentration moyenne d’oxygène au niveau de l’électrode cathode en fonction de la densité de courant. Enfin, calculer la surtension de concentration pour une densité de courant I variant de 0.1A/cm2 à 1.5 A/cm2 suivant un pas de 0.1 A/cm2

Surtension de concentration : 0

2

2

ln Oc

O

cb

cη

⎡ ⎤= ⎢ ⎥

⎣ ⎦

02Oc : concentration d’oxygène dans l’air ambiant

5. Performances de la cellule Tracer la courbe de polarisation pour une cellule. Tracer la courbe de puissance. Tracer la courbe de rendement. 6. Dimensionnement du Stack A partir de ces cellules, on souhaite construire un stack dont le rendement doit être de 50 %. Quel sera le courant débité par la pile ? la tension de fonctionnent ? Quel est le nombre de cellules à empiler pour obtenir une puissance de 1kW dans ces conditions de fonctionnement ? Quel seront les débits de gaz ?

Epreuve de technologie Page 1/3

Université Henri Poincaré

UFR STMP

L3 Physique Chimie parcours Mécanique Energétique

Epreuve de technologie LCPC5UE14

Session de Janvier 2010

Durée : 2 heures

Document autorisé : tableau des 10 liaisons élémentaires

Rendre les 3 feuilles du sujet dans votre copie

Le système technique étudié est un robinet de radiateur de chauffage central dont le plan à l’échelle 4 : 1

vous est donné à la page 3. (Vue de face en coupe et section sortie A-A et B-B)

Le fonctionnement est assez simple : la rotation de la poignée 5 engendre indirectement la translation du

boisseau 3 qui obture ou non le passage du fluide de A vers B.

La nomenclature est donnée ci-dessous.

9 1 Vis à tête fraisée

8 1 Anneau élastique Solidaire de 4 (épaulement rapporté)

7 1 Joint plat

6 1 Joint torique

5 1 Poignée

4 1 Vis de commande

3 1 Boisseau

2 1 Tête de robinet

1 1 Corps de robinet

Repère Nombre Désignation Matière Observations

Partie 1 Compréhension globale du mécanisme

Question 1 : Le passage du fluide est-il possible de A vers B dans la position du dessin ? Justifier votre

réponse.

Partie 2 Compréhension du dessin

Question 2 : Dire pour les pièces 1, 2, 3, 4 et 9 si elles possèdent

0, 1 ou 2 partie filetées

0,1 ou 2 parties taraudées.

Question 3 : Les hachures nous donnent une information sur la famille de matériaux. Citer la famille de

matériaux utilisée pour la réalisation des pièces 1, 2 et 3.

Epreuve de technologie Page 2/3

Partie 3 Etude des formes d’une pièce.

Question 4 : Faire l’inventaire des formes du boisseau 3.

Question 5 : Réaliser une perspective isométrique à main levée du boisseau 3 (à main levée ne veut pas

dire sans soin).

Partie 4 Modélisation du mécanisme

Question 6 : Rechercher les différentes classes d’équivalence du mécanisme. Colorier chacune de ces

classes d’équivalence d’une couleur différente sur toutes les vues du dessin page 3.

Question 7 : Réaliser le graphe des liaisons

Question 8 : Faire l’inventaire des liaisons avec leur orientation.

Question 9 : Réaliser le schéma cinématique plan en couleur du mécanisme dans le plan (XY) .

Epreuve de technologie Page 3/3

LICENCE PHYSIQUE EXAMEN ANGLAIS JANVIER 2010

Read the article ‘The self –organizing quantum universe’ and answer the following questions: VOCABULARY: Find synonyms for the following (pg. 26 paras1-4, pg. 25 paras 1-3): Setting: ............................................................................................

To be situated: ............................................................................................

Frontier: ............................................................................................

Innumerable: ............................................................................................

Completely: ............................................................................................

Empty spaces: ............................................................................................

Major: ............................................................................................

Amazing: ............................................................................................

Results: ............................................................................................

Barely: ............................................................................................

Find antonyms for the following (pg. 25-26): Twisted: ............................................................................................

Inappropriate: ............................................................................................

Nearby: ............................................................................................

Normal, usual: ............................................................................................

Narrow: ............................................................................................

Part: ............................................................................................

Disconnect: ............................................................................................

Ambiguous: ............................................................................................

Double: ............................................................................................

Unattainable: ............................................................................................

COMPREHENSION: Tick True or False: 1) Dans la théorie traditionnelle de la gravité, le nombre de dimensions est toujours invariable. T F 2) La gravité quantique reste un domaine inexploré dans la physique. T F 3) La structure de l’espace temps vide permet de distinguer cause et effet dans le concept de causalité. T F 4) La présence prépondérante des ‘wormholes’ dans l’univers quantique réduit l’espace a un minimum. T F 5) Les équations d’Einstein de l’univers sont pétries de la constante cosmologique. T F QUESTIONS: Answer the following questions in FRENCH: 1) Define the superstring theory.

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

2) What is a fractal?

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

3) Describe briefly quantum fluctuations.

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

4) Explain briefly the main principles on which Eucledian quantum gravity is based.

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

5) What is de Sitter geometry?

........................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

!"#$ %&'' (') '

'')%%) '' α−−= *+ α

%$"

≥ > *') =− ,

' −> *

'- = . −= *

' < > −< "

/ % , (',0 "

/, ' '''1)$ ')%%)'')%%%' ''0' '"2') '% ''11

γ

ω−= "

+ ω γ , %"3 ,'"

2'1 '(' ) '(''

')$ ' (',"

) "

TSVP

−

−

−

−

/ '1(' → 140%

'%1 γ== "/ ''

*'1(' '

=∂∂

5

=∂∂

5

∂∂=−

+ '''$ 0')''(' "

"

'6' ')' ''(' %)(

' "

'1'0% , ω γ 5'

%1' "

/ ' ' ω<γ % ' 1 ')''

0 "

7'''(' ') "7'8

!' -( = .1 ')

% "

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UNIVERSITE DE NANCY I SUJET D'EXAMEN

FACULTE DES SCIENCES

Diplôme : L3 SM – Sciences Physiques Durée recommandée : 30 mn

Epreuve : LCSM5CBCT - Informatique Nom du rédacteur : D. Grandclaude

Session : 2009 – 2010 1ère session Aucun document autorisé

Date : Horaire :

________________________________________________________________________________________

Architecture matérielle des ordinateurs

Les réponses aux questions doivent être rédigées de façon très synthétique.

Privilégiez les phrases courtes et les schémas, plutôt que les longs discours.

Question 1 :

Qu’est-ce l’information ?

Qu’est-ce que la numérisation de l’information ?

Comment numérise t’on l’information ?

Détaillez et commentez.

Question 2 :

Pourquoi un ordinateur est-il aujourd’hui une machine électronique ? Expliquez,

justifiez.

Qu’est-ce que la loi de Moore ?

Quels sont ses fondements ?

Quelles en sont les conséquences ?

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UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I - FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D’EXAMEN

L3 Sciences physiques UE numéro : LCPC5U02 Epreuve de : Cinétique chimique Année 2009-2010, 1ère session Date Horaire

Durée du Sujet : 1 heure Nom du rédacteur : Dominique PERRIN 1 feuille de papier millimétré Documents autorisés Documents non autorisés Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

1) La réaction entre l’ion bromate BrO3

- et l’ion bromure Br- en milieu acide conduit au brome Br2. On se propose de déterminer les ordres partiels de cette réaction par rapport à BrO3

-

, Br- et H+. 1.a) Ecrivez la stœchiométrie de la réaction. 1.b) Dans une première série d’expériences à 0°C, avec les concentrations initiales suivantes : [BrO3

-] = 1,00.10-3 mol.L-1 [Br-] = 0,143 mol.L-1 [H+] = 0,100 mol.L-1 on a obtenu les résultats suivants :

temps (s) 150 300 450 900 1800 3600 104.[BrO3

-], mol.L-1 9,42 8,87 8,36 6,99 4,89 2,39

En justifiant les choix expérimentaux, montrez que ces résultats sont en accord avec un ordre 1 par rapport à BrO3

-. Que vous utilisiez une calculatrice ou la feuille de papier millimétré (à rendre avec votre n° d’étudiant), vos résultats doivent être justifiés.

1.c) Trois autres expériences à 0°C, avec [BrO3

-] = 0,136 mol.L-1, ont donné les vitesses initiales de formation de Br2 , v, suivantes :

[Br -] 0, mol.L-1 [H+] 0, mol.L-1

v, mol.L-1.s-1

0,108 0,100 1,22.10-4

0,143 0,100 1,62.10-4

0,108 0,130 2,07.10-4

Déduisez-en l’ordre initial par rapport à H+ et par rapport à Br-. 1.d) Calculez la constante de vitesse à 0°C. 2) On a proposé pour cette réaction le mécanisme suivant :

BrO3- + 2 H+ →← H2BrO3

+ (1) (-1) Br- + H2BrO3

+ → Br2O2 + H2O (2) Br2O2 + 2 H+ + 4 Br- → produits (3)

2.a) Pourquoi admet-on que l’équilibre (1)(-1) est rapide?

2.b) Montrez que, si l’étape (2) est déterminante, ce mécanisme est en accord avec l’expérience.

2.c) Parmi ces processus, lesquels peuvent être des processus élémentaires ?

UNIVERSITE HENRI POINCARE. NANCY I FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN DIPLOME : Licence Epreuve de : Réactivité LSM-5-304 Session de : janvier 2010 Date : Horaire :

Durée du sujet : 1 h Nom du rédacteur : M.M.BETTAHAR Calculatrices autorisées

1- On a déterminé la surface spécifique d’un charbon actif par la méthode BET en utilisant

le n-butane comme gaz d’adsorption. Le volume de la monocouche adsorbée est de 146 cm3g-

1. Calculer la surface spécifique de ce charbon actif. L’encombrement de la molécule de n-butane est de 20 Å2.

2- L’adsorption d’un gaz A sur une surface S suit une loi de type Langmuir. Les résultats expérimentaux sont rapportés dans le Tableau ci-dessous.

P (Pa) 25.3 129.3 253.3 540 V(cm3) 0.042 0.163 0.221 0.321

a- Etablir les relations dans le cas d’une adsorption associative et d’une adsorption dissociative

b- Vérifier que les résultats obtenus vérifient l’hypothèse d’une adsorption non dissociative.

c- Déterminer la constante de chimisorption K et le volume Vm de la monocouche selon l’hypothèse ci-dessus.

3- Au contact d’une paroi de verre, la réaction suivante est catalytique :

C2H4 + Br2 → C2H4Br2 Le produit de la réaction est liquide dont on négligera la pression de vapeur. On appellera k la constante de vitesse, K1 et K2 les constantes de chimisorption de C2H4 et Br2 et S la surface de contact.

a- Etablir l’équation de vitesse en supposant un mécanisme de type Langmuir- Hinshelwood.

b- L’expérience montre que cette vitesse est sensiblement proportionnelle aux pressions partielles de C2H4 et Br2. Que peut-on conclure sur l’adsorption des deux réactifs ?

4- Qu’est-ce que la microscopie à ionisation de champ ?

1

UNIVERSITE HENRI POINCARE FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D'EXAMEN

DIPLOME L3PC SPC Durée du sujet 3 heures

Epreuve de Chimie Orbitalaire LCPC5U03 Nom du rédacteur Xavier ASSFELD

Session première, année 2009/2010 Documents autorisés OUI NON (1)

Date Calculatrices autorisées OUI NON

Horaire (1) Tables des caractères uniquement.

Indications : Le sujet comporte 4 pages. Les réponses seront justifiées et rédigées avec concision. En cas d’erreur d’énoncé, indiquer sur la copie les initiatives que vous êtes amenés à prendre et continuer dans l’énoncé.

Partie I – Mécanique Quantique.

A. Questions de cours.

a. Donnez l’expression des trois composantes ( )zyx LLL ˆ,ˆ,ˆ de l’opérateur moment cinétique Lr

en

fonction des composantes de l’opérateur position ( )zyxr ˆ,ˆ,ˆr

et de l’opérateur quantité de

mouvement ( )zyx pppp ˆ,ˆ,ˆr

où a

ipa ∂∂−= hˆ .

b. Calculez les commutateurs suivants :

[ ]yx LL ˆ,ˆ ; [ ]zy LL ˆ,ˆ ; [ ]xz LL ˆ,ˆ ; [ ]2ˆ,ˆ LLz

c. Comment appelle-t-on les fonctions propres communes aux opérateurs zL et 2L ?

B. Méthode variationnelle.

La partie radiale de l’équation de Schrödinger (en unités atomiques) de l’atome d’hydrogène s’écrit :

ΨΨ Er

rrr

=

−

∂∂

− 1

2

12

2

On approxime la fonction d’onde exacte (Ψ ) de l’état fondamental par la fonction d’essai : 2r

NeαΦ −=

a. Calculez la constante de normalisation N de la fonction d’essai Φ.

b. Pour la fonction d’essai Φ, exprimez la valeur moyenne de l’énergie en fonction de α.

c. Déterminez la valeur de α qui donne la « meilleure énergie ».

d. Comparez l’énergie obtenue à l’énergie exacte.

2

Partie II – Liaison Chimique.

Géométrie et structure électronique des carbènes.

A. Géométrie d’équilibre.

1) La géométrie de la molécule de CX2, où X est un atome normal, peut être linéaire ou coudée

(voir la figure 1). Dans un premier temps, on considérera que l’atome X est monovalent et qu’il

ne porte qu’une seule orbitale atomique (OA) ou hybride (OH), nommée σ, pointant vers

l’atome C (voir la figure 1). L’atome de C apporte une OA 2s et 3 OA 2p. L’énergie des OH σ

est intermédiaire entre celle de l’OA 2s et celle des OA 2p de C. Pour les deux géométries

proposées, vous devez répondre aux questions suivantes :

i. Déterminez le groupe de symétrie.

ii. Cherchez la(les) représentation(s) des OA ou OH.

iii. Réduisez la(les) représentation(s) précédentes.

iv. Construisez les orbitales de symétrie (OS)

v. Ecrivez les orbitales moléculaires (OM) avec le minimum de coefficients inconnus.

vi. Construisez le diagramme d’OM de manière qualitative en justifiant les positions des

OM les unes par rapport aux autres et par rapport aux OA ou OH. Attention, les deux

diagrammes d’OM doivent être donnés l’un à côté de l’autre et les positions des OM

d’une géométrie justifiées par rapport aux positions des OM de l’autre géométrie.

2) Déterminez la géométrie préférentielle de la molécule CX2 en justifiant votre réponse.

Xb C Xazσaσb

(a)

C

Xb Xa

(b)

z

x

σb σa

x

Figure 1. Molécule XbCXa. (a) Géométrie linéaire. (b) Géométrie coudée. Les OA ou OH des atomes X sont

indiquées (σa et σb). Attention, le choix des axes cartésiens de la figure (b) ne correspond pas à celui des

tables des caractères ! Vous ne pouvez donc pas utiliser les dernières colonnes de ces tables pour cette

géométrie ! Attention aussi aux noms des plans de symétrie !

B. Configuration électronique.

1) La molécule CX2 est considérée dans sa géométrie coudée uniquement. Les atomes X portent

maintenant une OA de type np perpendiculaire au plan de la molécule (voir la figure 2) en plus

de l’OH utilisée à la question A. Deux cas sont envisagés : i) X est un donneur π, son OA np est

T.S.V.P 3

doublement occupée et possède une énergie inférieure à celle de l’OA 2p du carbone. ii) X est un

accepteur π, son OA np est vide et possède une énergie supérieure à celle de l’OA 2p du

carbone.

i. Cherchez la représentation des OA np des deux atomes X.

ii. Réduisez cette représentation.

iii. Construisez les OS correspondantes.

iv. Etablissez de manière qualitative le diagramme d’OM de la molécule CX2 pour le cas où

X est un donneur π, à partir du diagramme d’OM obtenu à la question A et des OS

construites à la question B.1.iii.

v. Même question pour le cas où X est un accepteur π. On supposera que l’ordre relatif des

OM de CX2 ne change pas lorsque l’interaction π est prise en compte.

vi. Comment évolue l’écart énergétique entre l’OM la plus haute occupée (HOMO) et l’OM

la plus basse vacante (LUMO) dans les deux cas ?

CXb Xa

y

z

Figure 2. OA np des atomes X. Les notations de Cram sont utilisées

pour indiquer que les atomes X sont en arrière du plan de la feuille.

2) Lorsque l’écart énergétique entre la HOMO et la LUMO est faible, le principe d’Aufbaü peut

être violé à cause des interactions bi-électroniques et un électron de la HOMO peut être promu

de la HOMO vers la LUMO pour donner un « état triplet » où les deux électrons célibataires ont

le même spin (voir la figure 3). Si l’écart énergétique est grand, on obtient un « état singulet » où

chaque orbitale soit doublement occupée soit vide. Pour les molécules suivantes, indiquez si l’on

obtient un « état triplet » ou un « état singulet ».

i. CF2

ii. C(CHO)2

∆ε grand

∆ε petit

(a) (b)

HOMO

LUMO

HOMO

LUMO

4

Figure 3. (a) « état singulet ». (b) « état triplet ».

Données :

Elément de volume en coordonnées sphériques : ϕθθτ ddrdrd sin2=

Intégrales « gaussiennes » :

Avec α > 0 et n entier.

Puissances paires de r : ( )

2112

21

0

2

!2

!22

++

∞ − =∫ nnrn

n

ndrer

απα

Puissances impaires de r : 10

12

2

!2

+

∞ −+ =∫ nrn n

drerα

α

– Fin de l’énoncé –

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I FACULTE DES SCIENCES SUJET D’EXAMEN Parcours Sciences Physiques et Chimiques Durée de l’épreuve 1h30 UE LCPC5U04 2ème année Epreuve Interférences et diffraction Nom des rédacteurs

F. Favier & C. Didierjean Documents autorisés Examen de 1er semestre X Documents non autorisés Date 8 janvier 2010 X Calculatrices autorisées Horaire 16h30 à 18h Calculatrices non autorisées

Extrait du concours externe de recrutement de professeurs certifiés et concours d'accès à des listes d'aptitude (CAFEP), session 2002 Interférométrie stellaire optique

Imaginée dès 1868 par Fizeau, qui en établit la théorie, l'interférométrie stellaire dans le domaine optique ne parvint à maturité qu'un siècle plus tard. Les premières tentatives expérimentales, dues à Fizeau et Stéphan, disposant d'un télescope d'un mètre de diamètre, et visant des étoiles parmi les plus lumineuses, se soldèrent par un échec. Dès 1890, Michelson parvient à valider la méthode en retrouvant les dimensions des satellites de Jupiter. Ce n'est qu'en 1920 que Michelson et Pease réussissent, pour la première fois, à l'aide du télescope de 2,5 mètres de diamètre du mont Wilson, à déterminer le diamètre angulaire d'une étoile (Bételgeuse dans la constellation d'Orion). Cette étoile est une géante rouge dont ils évaluent le diamètre à 400 fois celui du Soleil. L'idée d'utiliser deux télescopes pour faire ensuite interférer les deux faisceaux qui en sont issus a longtemps été considérée comme irréalisable dans le domaine optique; opérationnelle dans le domaine des ondes radio dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, elle n'est passée au domaine optique que sous l'impulsion d'Antoine Labeyrie en 1970, qui obtient les premiers résultats en 1974. Toutefois, cette technique, désormais opérationnelle, a l'inconvénient de délivrer une information monodimensionnelle (écart angulaire) et est sérieusement concurrencée par l'optique adaptative, qui fournit une information bidimensionnelle (images). Depuis 1996 (étoile double Capella), l'utilisation de 3 télescopes ouvre à l'interférométrie optique l'accès à la synthèse d'images bidimensionnelles. I. Limitation due à la diffraction On assimile le télescope à une lentille mince convergente L, de centre 0 et de distance focale image f'= 24 m. Oz désigne l'axe optique de la lentille L. On accole un diaphragme D devant la lentille L équivalente au télescope et on observe la répartition de l'éclairement dans son plan focal image F’XY, d'équation z =f’, au voisinage du foyer principal image F'. I.1 Pour un diaphragme rectangulaire de côtés parallèles aux axes Ox et Oy, et de dimensions respectives a et b parallèlement à ces axes, on montre que, lorsque l'onde incidente est une onde plane progressive monochromatique de longueur d'onde λ, se propageant selon l'axe optique de L, l'intensité lumineuse au point P(X,Y) du plan focal image est de la forme :

)'

(sin)'

(sin),( 220 f

bYcf

aXcIYXIλ

πλ

π=

où l’on a introduit la fonction sinus cardinal définie par x

xxc sin)(sin = .

I.1.a) Sans calcul préalable, représenter sur un schéma l'allure de la figure de diffraction lorsque le diaphragme est carré. I.1.b) Donner l'inclinaison θ par rapport à l'axe optique d'un rayon qui parvient au point P de coordonnées (X,0) dans le plan focal image de la lentille. Donner l'expression de I(θ) pour le point P(X,0). I.1c) Tracer la courbe représentative de I(θ). On appelle demi-largeur angulaire de la tache centrale de diffraction la distance angulaire entre le centre de la figure de diffraction et le premier minimum de I. Déterminer la demi-largeur angulaire Δθ dans la direction F'X en fonction de a et λ. I.2 Que devient la figure de diffraction dans le cas où b>> a et b >> λ ? I.3 On remplace le diaphragme carré par un diaphragme circulaire de rayon R=1,75m. I.3.a) Donner sur un schéma l'aspect de la figure de diffraction observée dans le plan F'XY. On n’effectuera aucun calcul et on se contentera d'exploiter les propriétés de symétrie. I.3.b) On montre que la demi-largeur angulaire de la tache centrale se déduit de celle qui a été

obtenue pour le diaphragme carré en effectuant le changement : 61,0

Ra → .

Que devient la largeur angulaire de la tache centrale de diffraction ? I.4 Le critère de Rayleigh indique que la limite de résolution d'un système optique est l'écart angulaire de deux objets mutuellement incohérents donnant des taches centrales de diffraction décalées de telle sorte que le maximum de l'une soit située sur le premier minimum nul de l'autre. I.4.a) Le diaphragme étant la monture (circulaire) de la lentille équivalente de diamètre D, quelle est la limite de résolution du télescope pour une longueur d'onde λ ? I.4b) On observe à travers le système l'étoile double Sirius, dont les deux composantes sont écartées d'un angle ε ≈ 3,8.l0-5 rad. La résolution des composantes de Sirius est-elle remise en cause par la diffraction pour λ =635 nm ? II. Fentes de Young: méthode de Fizeau Le diaphragme pupillaire est percé de deux fentes F1 et F2 (fentes de Young) de largeur a et de longueur b, et distantes de e.

f’

x

P

L

F1

F2

e a

F’ O E

X

II.1.a) La marche des rayons lumineux issus de l'étoile située sur l'axe de la lentille, qui interfèrent en P, est représentée en pointillés, mettre en évidence, en la justifiant, la différence de marche sur le schéma (Il est important de noter que l’on ne s’intéresse ici qu’aux interférences à l’infini et donc de rayons parallèles). II1.b) L'éclairement I(X,0) dans le plan focal image de la lentille, peut se mettre, pour Y = 0, sous la forme :

)cos1)('

(sin),( 20 φ

λπ

+=f

aXcIYXI

Exprimer φ en fonction de X et des données (on fera l’approximation des angles petits). II.1.c) Que devient φ pour Y ≠ 0 ? II.2 On pointe, avec le dispositif précédent, le centre Ω d'une étoile double symétrique; cette étoile est constituée de deux sources primaires incohérentes E1 et E2, de contributions égales en intensité: IS1 = IS2 = IS. On oriente la direction définie par les fentes de telle sorte que F1F2 passant par O soit parallèle à E1E2. La largeur a de chacune des fentes est négligeable devant la distance e qui les sépare, dans ce cas on supposera : )cos1(),( φ+= SIYXI .

On désigne par d la distance ΩO, xs1 la position de E1 selon un axe Ωxs parallèle à l'axe pupillaire Ox et xs2 la position analogue de E2. On a ici: xs2 = -xs1.

x P

L

F1

F2

e a E1

X

f’

F’ O

xs

E2

ε

d

Ω

II.2.a) Justifier par un schéma commenté que la différence de phase entre les deux voies en

amont des fentes est, pour l'étoile E1 : π ελ

φ =1 .

Montrer que l'expression de l'éclairem t I P(X,0) dû à l'étoile E1 est de la forme

e

en en 1

)cos(1()0,( 101 φφ ++= SIXI avec '

20 f

eXλπφ = .

II.2.b) Donner sans calcul l'expression de l'éclairement I2 en E2. II.2.c) Quelles sont, en fonction de Is, λ , e, X, f’ et ε, les contributions de l'éclairement total auoint P ?

claireme devient uniforme pour certaines valeurs de ination permet

'accéder à la distance angulaire ε qui sépare El et E2.

II.2.e) Dans le cas de Capella, supposée symé λ = 635 nm, on a trouvé el = 116,5 cm. En déd

P dû à l'étoile

p II.2.d) Montrer que la répartition de l'é nt la distance e. Soit el la plus petite de ces valeurs; montrer que sa détermd

trique dans le visible, pour uire ε en seconde d'arc.

Epreuve de Thermodynamique chimique, session de janvier 2010 (1ère session, 1er semestre) Mention Physique Chimie L3 PC, parcours « Sciences physiques et Chimiques » Calculettes autorisées, Documents non autorisés Rédacteur : P. Rubini Problème n° 1 :

1°) On réalise la combustion du butane (C4H10) gazeux dans un excès de dioxygène à température et pression fixées. Dans les conditions expérimentales adoptées, il se forme du dioxyde de carbone gazeux et de l’eau liquide. Sachant que la combustion de 10 g de butane dégage 495,8 kJ, à 298 K sous un bar, proposer une valeur de l’enthalpie de combustion du butane gazeux.

2°) Calculer, à 298 K, la valeur de l’enthalpie standard de la réaction de déshydrogénation du butane en but-1-ène (CH3-CH2-CH=CH2) sachant que celle de l’enthalpie standard de formation du but-1-ène est égale à -0,13 kJ.mol-1.

3°) En utilisant les données relatives aux énergies de liaison, calculer la valeur de l’enthalpie standard de la réaction de déshydrogénation du butane en butadiène (CH2=CH-CH=CH2). On trouve dans la littérature une valeur de 238,70 kJ.mol-1 pour cette même opération. Proposer une explication justifiant l’écart avec la valeur calculée précédemment. Données : Les gaz sont supposés posséder le comportement des gaz parfaits. R = 8,32 J. K-1. mol-1 C = 12 g.mol-1 H = 1g.mol-1 Enthalpies standard de réaction à 298 K C solide + O2 gaz = CO2 gaz ∆fH°a = -394 kJ.mol-1 H2 gaz + 0,5 O2 gaz = H2O liquide ∆fH°b = -285 kJ.mol-1 Energies de liaison

liaison C-C C=C C-H H-H Energie de

liaison kJ.mol-1

345 610 414 435

Problème n° 2 :

Dans le modèle du mélange simple, le coefficient d’activité de l’un des constituants d’un système binaire s’exprime en fonction de la fraction molaire de l’autre constituant selon :

lnγ1 = α1 x2 + β1 x22 lnγ2 = α2 x1 + β2 x

21

où α1, α2, β1 et β2 sont des paramètres fonction de la température (ln : logarithme népérien) 1°) Quel est l’état de référence choisi pour évaluer les activités ?

2°) Montrer que les quatre paramètres ne sont pas indépendants et que les expressions des coefficients d’activités à T et P constants se réduisent à : lnγ1 = β x 2

2 et lnγ2 = β x21 (on utilisera la relation de Gibbs-Duhem).

3°) On étudie maintenant le système cadmium-zinc. On donnera l’indice 1 à Cd et l’indice 2 à Zn.

a) étude du mélange liquide.

On donne la pression partielle de vapeur du zinc au-dessus de mélanges liquides de différentes compositions à 950 K.

x2 0,2 0,4 0,5 0,6 1

P2 (mmHg) 15,9 24,0 26,8 29,4 41,7 Montrer que la solution constitue un mélange simple. b) diagramme de cristallisation Préciser la signification des différents domaines de ce diagramme. Décrire les

phénomènes observés lors du refroidissement, à composition globale constante, de deux solutions caractérisées par :

0 < x2 < xA2 et xA

2 < x2 < xE2

Tracer les diagrammes thermiques correspondants. Problème n° 3

La référence des potentiels standards est celui de l’électrode standard à hydrogène mettant en jeu la réaction suivante :

H +aq + e- =

2

1 H2 (g)

En se fondant sur la définition du potentiel chimique standard des ions en solution, dire si cette électrode est réalisable expérimentalement. Conclusion ?

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY 1 FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D’EXAMEN

DIPLOME: LSV L3

Epreuve de: LCVI 5U01 Physiologie Animale

Session de: janvier 2010

Date : 06 janvier 2010

Horaire: 13h30 – 15h30

Durée du sujet : 2 heures

Nom du rédacteur : Xavier COUSIN

Documents autorisés

Documents non autorisés

Calculatrices autorisées

Calculatrices non autorisées

Contrôle terminal - Cours magistral

Question 1 (6 points)

La progression du chyme dans le tube digestif est assurée par des contractions coordonnées des muscles lisses longitudinaux et circulaires de la paroi intestinale. Cette coordination est assurée en grande partie par le plexus nerveux d’Auerbach. Faites un schéma clair des connexions nerveuses de ce plexus et expliquez son fonctionnement.

Question 2 (3 points) Comment la trypsine excrétée sous forme inactive (trypsinogène) par le pancréas est-elle activée afin de jouer son rôle d’enzyme protéolytique dans la lumière intestinale ?

Question 3 (3 points) Décrivez un système théorique d’échange de chaleur « à contre courant » et un système « à contre courant en U ». Quelles structures anatomiques peuvent présenter une disposition permettant de tels échanges ? Donnez quelques exemples de structures de ce type participant à la régulation des échanges thermiques chez des endothermes.

Il sera tenu compte de la précision et de la clarté de vos réponses et de la présentation de vos

schémas (3 points)

Contrôle terminal – Travaux dirigés

Question 1 (2 points) Dans le film qui vous a été projeté au cours des travaux dirigés, quelle enzyme est comparée à une balle de tennis ? Quel phénomène cette comparaison permet-elle d’expliquer ?

Suite au verso

Question 2 (3 points)

Reportez sur votre copie d’examen le nom de chaque structure anatomique

représentée ci-dessous, associé au numéro indiqué sur le schéma.

Le foie : vue anatomique de la face inféro-postérieure

8

1

2 3

4

5

6

7

9 10

11

12

14 15

13

Intitulé de l’épreuve : LSV3 UE 5.02

Fonctions vitales chez les animaux

Janvier 2010

Année : 2009/2010

Rédacteurs du sujet :

D CHARDARD – S KUNTZ

Durée de l’épreuve : 2 heures

Documents autorisés : non

Calculatrice : non

Les 2 sujets sont à traiter sur des copies séparées

SUJET DE COURS (50% de l’UE, durée conseillée 1h20)

Vous traiterez les deux questions ci-dessous : le plan, les illustrations et la rédaction seront pris en compte dans la notation. 1- Comparez et opposez les systèmes respiratoires des oiseaux, des poissons et des mammifères. En quoi les performances du système respiratoire des oiseaux et des poissons peuvent elles apparaître supérieures à celles des mammifères lorsque la concentration en oxygène est faible ? (12 pts) 2- A partir d’exemples pris chez les plathelminthes, les annélides, les insectes et les vertébrés, vous expliquerez rapidement mais précisément pourquoi l’appareil circulatoire est, suivant les cas, indispensable ou non. (8 pts)

SUJET DE TD (30% de l’UE, durée conseillée 40 min)

Identifiez les différents crânes suivants (A à F). Déterminez la formule dentaire, le régime alimentaire et précisez les caractéristiques des dents labiales et/ou jugales en recopiant et complétant le tableau ci-dessous.

Formule dentaire Régime

alimentaire Espèce Caractéristiques des dents

labiales et/ou jugales

Crâne A

Crâne B

Crâne C

Crâne D

Crâne E

Crâne F

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

Diplôme : Licence SV (L3 parcours BO) UE 5.03 Biologie Evolutive Session 1 2009- 2010

Nom des rédacteurs : C. Bontemps et S. Chauchard Durée totale de l'épreuve : 1H30 Durée de chaque sujet : 45 minutes Documents et calculatrices interdits

Sujet de Cyril Bontemps (45 min) NB: Rendre les sujets de C. Bontemps et de Sandrine Chauchard sur copies séparées Justifiez les réponses, mais restez concis ! 1) Parmi ces arbres, lesquels sont identiques ?

2) Dans le cadre d'une construction d'arbre par maximum de parcimonie, différentes combinaisons d'états de caractères (XYW) ont été reportées sur des arbres non enracinés construits avec 5 taxons. 2.1) Expliquer brièvement le principe de la méthode de maximum de parcimonie. 2.2) Pour chacune des positions présentées ci-dessous, indiquer si elles sont informatives ou non (note: pour chaque position, toutes les répartitions possibles ont été indiquées). Votre réponse devra être justifiée à l'aide de schémas où seront reportées les différentes mutations expliquant l'arbre, le nombre total de mutations, ainsi que les états de caractères aux trois nœuds de l'arbre.

position1

X

X

X

X

Y X

X

X X

Y

position2

X

X

X Y

Y

X

X

X Y

Y

X

Y

X X

Y

position3

X

X

Z Y

Y

X

Y

Z X

Y

X

X

Y Y

Z

X

Y

Y X

Z

1 2 4 3 5

1 2 4 3 5 1 2 4 3 5

1 2 4 3 5 1 2 4 3 5

1 2 4 3 5

A B C

D E F

3) La phylogénie des bonbons et des barres à base de chocolat est présentée sous forme d'arbre non enraciné dans la figure 1. Les différents taxons et les états de certains caractères sont présentés dans le tableau suivant: Tableau : Répartition des états de différents caractères chez les taxons considérés taxon caractère Chocolat (Ch) Caramel (Cr) Cacahuète (Cc) Biscuit (Bi)

Mars + + - - Twix + + - + Toblerone + - + - M&Ms + - + - Snickers + + + - + = présence du caractère - = absence du caractère Abréviations: Ch=Chocolat, Cr=Caramel, Cacahuète=Cc, Biscuit=Bi

L'enracinement de l'arbre est effectué par le taxon Skittles, des bonbons aux fruits non chocolatés. Cet enracinement permet clairement de déterminer que les Mars et les Twix sont plus apparentés entre eux et forment un groupe plus éloigné des autres taxons. 3.1) A quoi sert une racine en phylogénie? 3.2) Dessiner l'arbre enraciné. 3.3) Donner la définition d'un groupe monophylétique. Représenter sur l'arbre tous les groupes monophylétique d'au moins trois taxons à l'aide d'un cercle (on ne tiendra pas compte de la nature des états de caractères pour cette question). Le dernier ancêtre commun à toutes les friandises chocolatées possédait le caractère caramel, mais pas les caractères cacahuète et biscuit. 3.4) Quelles sont respectivement la nature des états de caractères partagés cacahuète, caramel et biscuit pour les organismes qui les possèdent (synapomorphie, etc…) ? Justifiez brièvement vos réponses et placer les changements d'états de caractère sur un arbre (Note: redessiner un ou plusieurs arbres enracinés similaires à la question 3.2 pour un soucis de clarté). La reproduction et la génétique des barres et bonbons chocolatés sont en tout point semblables à celles des bactéries. De nombreux résultats paléontologiques et moléculaires ont confirmé la topologie d'arbre de la question 3.2. Néanmoins, les Mars, Twix, Snickers et Toblerone ont une forme de barre

Twix

Mars Toblerone

M&Ms Snickers

Figure 1 : Phylogénie des bonbons et barres chocolatées

tandis que les Skittles et les M&Ms ont une forme de bille. Chez les chocolats, le gène forM en copie unique, code à lui seul pour la forme. La phylogénie du gène forM, est présentée dans la figure 2. 3.5) Quelle hypothèse et scénario évolutif permettent d'expliquer l'incongruence de la phylogénie du gène forM avec celle obtenue précédemment?

Twix

Mars

Toblerone

M&Ms

Snickers

Skittles

Loukoum

Fig 2. Phylogénie du gène forM enraciné par le groupe externe loukoum.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I FACULTE DES SCIENCES

SUJET D'EXAMEN DIPLOME : Licence 3

Durée du sujet : 1h30 heures

Epreuve de : UE 5.03 Biologie évolutive Nom des rédacteurs : Sandrine Chauchard et Cyril Bontemps

Session : - 1ère session S5 - Janvier 2010 Documents autorisés Date : Documents non autorisés Horaire : Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

SUJET DE S. CHAUCHARD (à traiter sur une copie séparée, durée : 45 mn) :

Question 1 (10 mn) : Dans une étude phylogéographique, quelles caractéristiques un marqueur

génétique approprié doit-il avoir ? Vous donnerez des exemples.

Question 2 (35 mn) : De Boer et Duffels (1996) ont étudié la répartition géographique des Cigales

(cicadas, hyménoptère) au sein de l’arc des îles de l’ouest pacifique en relation avec l’histoire

géologique de la zone. Et notamment, les espèces de cigale appartenant à la sous-tribu des

Cosmopsaltriaria. Cette sous-tribu englobe les genres suivant (Aceropyga, Brachylopbopyga,

Cosmopsaltaria, Diceropyga, Dilobopyga, Maona, Rhadinopyga, et nouveau genre non décrit).

A partir des figures 1, 2, 3, 4 et de l’encadré 1, retracez les événements évolutifs ayant conduits à la

spéciation chez les cigales du Pacifique. Vous argumenterez votre réponse en vous appuyant sur les

dites figures

Figure 1 : Distribution de la sous-tribu Cosmopsaltriaria et du

genre présumé frère Meimuna.

Figure 2 : Zone d’endémisme de l’arc des îles de l’ouest

pacifique

Encadré 1 : Synthèse de l’histoire géologique de l’arc des îles pacifiques de l’ouest de l’Asie.

Nord de la Nouvelle Guinée

Archipel de Bismarck

Sud de la Nouvelle Guinée Péninsule papoue

Centre de la Nouvelle Guinée

Nord Molucas

Sud Molucas

La migration de la plaque pacifico-australienne vers la plaque asiatique ont entrainé une subduction

(glissement de la plaque pacifico-australienne sous la plaque asiatique). Cette subduction s’est

accompagnée d’événements volcaniques qui ont conduit à la création de l’arc des îles de l’ouest

pacifique. La poursuite du glissement de la plaque pacifico-australienne a entrainé un rapprochement

entre l’arc des îles de l’ouest pacifique nouvellement formé et l’Asie. La collision s’est opéré il y a

environ 40-42 million d’année. Cette collision a entrainé la fracture de l’arc. Les étapes de cette

fracture peuvent être résumées par un cladogramme géologique (Figure 3).

Figure 3 : Cladogramme géologique présentant la séquence de fragmentations de l’arc.

Les îles Vanuatu, Fiji, Tonga et une partie des îles Salomon, qui dans leurs configurations présentes

semblent être la continuation de l’arc, ont en réalité une origine différente. Ses îles se serraient

développées à partir de la côte australienne et forme aujourd’hui ce que l’on appelle l’arc des îles du

sud-ouest du Pacifique.

Figure 4 : Cladogramme du genre Meimuna et des genres de la sous-tribu Cosmopsaltriaria.

Asie de l’est

Centre des Phillipines Nord + est Sulawesi Arc Sepik

Péninsule papoue Nord de la Nouvelle Guinée

Archipel de Bismarck

Salomon

Finisterre

Asie du sud est

Centre de la Nouvelle Guinée

Bismarck, arc des îles du sud-ouest du Pacifique

Péninsule papoue

Péninsule papoue

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SUJET D’EXAMEN Diplôme : Licence Sciences du Vivant Mentions : Biologie cellulaire et Physiologie Biochimie-Biologie moléculaire Epreuve de Biologie cellulaire animale (UE 5.04) Session de : Janvier 2010 Date : Horaire :

Durée du sujet : 2 heures Nom des rédacteurs : BECUWE et GRANDEMANGE [ ] Documents autorisés [ X] Documents non autorisés [ X] Calculatrices autorisées [ ] Calculatrices non autorisées

Sujet de Cours et de Travaux Dirigés : Il sera tenu compte de la précision et la logique dans les réponses ainsi que de l’orthographe. Au cours du cycle cellulaire, plusieurs points de contrôle permettent de maintenir l’intégrité du génome en empêchant la transmission aux cellules filles d’un ADN altéré. Des défauts de ces points de contrôle contribuent au développement de divers types de mutations ou de réarrangements chromosomiques pouvant induire la tumorigenèse. Lorsqu’il ya des altérations de l’ADN, les cellules normales sont bloquées aux points de transition du cycle cellulaire jusqu’à ce que l’ADN soit réparé. Dans le cas de dommages non réparables, les cellules peuvent être forcées à quitter définitivement le cycle voire d’entrer en apoptose. Ainsi ces cellules ne se divisent plus. Des fibroblastes humains normaux (NHF) en culture sont exposés à deux agents génotoxiques : ICRF-193 (Ic), un inhibiteur de topoisomérase II et la bléomycine (Bl), qui cause des cassures des brins d’ADN. 1- Dans une première expérience, le pourcentage de cellules en mitose est évalué dans des conditions traitées (Ic ou Bl) ou non (Ct) (Figure 1).

1-1 Quels sont ces points de transition du cycle cellulaire et citez les acteurs moléculaires mis en jeu ?

1-2 Analysez et interprétez cette figure ?

2- Pour mieux comprendre, l’effet de la bléomycine et de ICRF-193 sur la progression du cycle cellulaire, les fibroblastes en culture, non synchronisés mais en phase de croissance, sont exposés pendant des temps variables (3, 6, 12, 24h) à ces deux drogues puis sont analysés par cytométrie de flux.

2-1 Décrivez le protocole expérimental de marquage réalisé avant l’analyse des échantillons en cytométrie de flux ? 2-2 Décrivez le principe de la cytométrie de flux ? 2-3 En comparant les cellules traitées pendant 24h aux cellules contrôles (0h), pouvez vous déterminer quelles sont la ou les phase(s) du cycle cellulaire affectée(s) par ces drogues ?

Rem : Hours after treatment = heures après traitement 3- Pour étudier plus spécifiquement l’effet de l’ICRF et de la bléomycine, les auteurs ont réalisé à partir d’extraits de cellules contrôles (Ct) ou de cellules traitées (Ic et Bl), des immunoprécipitations avec un anticorps anti-cycline B1 (cyc B1) ou un anticorps anti-cycline A (cyc A). Ils ont ensuite mis en évidence la cycline B1 ou la cycline A ainsi que CDK1 ou CDK1/2 dans ces immunoprécipités par western blot et analysé l’activité kinase de l’histone H1 des immunoprécipités (appelée sur la figure 3 H1 kinase).

3-1 Commentez le choix des cyclines étudiées par rapport à vos connaissances du cours ? 3-2 Que met en évidence ces immunoprécipitations, suivies par des western blots ?

3-3 Quelles conclusions pouvez vous proposer ?

4- Les niveaux d’expression de p53 et de p21 présents dans les cellules traitées ou non sont analysés par western blot (Figure 4A). Les lysats de cellules traitées (Ic et Bl) ou non (Ct) ont ensuite été immunoprécipités avec un anticorps anti-p21 (p21 IP), et les immunoprécipités ont enfin été analysés par western blot avec les anticorps suivants : cyc B1, cyc A, Cdk1, Cdk2, p21 (Figure 4B). 4-1 Pourquoi avoir choisi d’analyser ces deux protéines p21 et p53 ? 4-2 Analysez et interprétez les figure 4A et 4B ?

4-3 Proposez une hypothèse concernant le mécanisme de blocage du cycle par l’ICRF-193 et la Bléomycine ?

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SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licence SVS L3S5

Parcours Biochimie-Biologie Moléculaire Durée conseillée pour répondre au Biologie cellulaire et moléculaire et Physiologie sujet : 60 min Nom du rédacteur : B. Charpentier

Epreuve de : CM, UE 5.05 Biologie Moléculaire II, les machines moléculaires de réplication, transcription et traduction ο Documents non autorisés Session de : Janvier 2010 (S5) Date : /01/2010 ο Calculatrice non autorisée Horaire : - h -

LES SUJETS DE CETTE UE SONT A REDIGER SUR DES COPIES SEPAREES

Illustrez et expliquez les affirmations qui suivent (2.5 points chacune).

1: Deux classes de topoisomérases contrôlent la topologie de l’ADN.

2 : Des liaisons 3’-5’ phosphodiester sont formées lors de la polymérisation des acides nucléiques.

3 : Lors de la progression de la fourche de réplication, un des brins est répliqué de façon

discontinue.

4 : Plusieurs types de polymérases interviennent lors de la réplication bactérienne.

5 : La télomérase catalyse la synthèse des séquences des télomères à l’extrémité des chromosomes.

6 : L’assemblage du complexe d’initiation de la transcription par l’ARN polymérase II est

séquentiel.

7: En regard des ARNm bactériens, les ARNm eucaryotes possèdent des extrémités particulières.

8 : L’élimination des séquences introniques fait intervenir des particules ribonucléoprotéiques

snRNP.

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SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licence SVS L3S5

Parcours Biochimie-Biologie Moléculaire Durée conseillée pour répondre au Biologie cellulaire et moléculaire et Physiologie sujet : 60 min Nom du rédacteur : C. Jacob

Epreuve de : TD, UE 5.05 Biologie Moléculaire II, les machines moléculaires de réplication, transcription et traduction ο Documents non autorisés Session de : Janvier 2010 (S5) Date : /01/2010 ο Calculatrice non autorisée Horaire : - h -

LES SUJETS DE CETTE UE SONT A REDIGER SUR DES COPIES SEPAREES

Une attention toute particulière devra être apportée à l'orthographe et la présentation de la copie, ainsi qu'à la concision, la justification et la clarté des réponses.

L'article d'Imanishi et al. (2000) servira de support à ce sujet.

Cet article étudie les mécanismes de régulation impliqués dans la coopération de l'IFN-γ (interféron-γ) et TNF-α pour promouvoir la transcription d'IRF-1 (human IFN Regulatory Factor-1). IFN-γ et TNF-α sont des cytokines qui ont des effets pléiotropes (inflammation, hématopoièse). La cascade de signalisation induite par IFN-γ se traduit par la fixation d'une protéine au niveau d'une séquence ADN spécifique appelée GAS (IFN-γ activation site). La cascade de signalisation induite par TNF-α se traduit par la fixation de la protéine NF-κB au niveau d'une séquence ADN spécifique appelée élément κB. Ces deux séquences d'ADN se retrouvent au niveau du promoteur du gène IRF-1, mais les auteurs suspectent l'existence d'une séquence d'ADN non identifiée qui permettrait une induction d'IRF-1 par les 2 facteurs IFN-γ et TNF-α.

1ère partie : étude la transcription d'IRF-1

Figure 1 : A) Les ARN totaux sont isolés de cellules AS-E2 soit non stimulées (piste 1) ou stimulées par IFN-γ (piste 2), TNF-α (piste 3), ou les deux (piste 4) pendant 3h et sont hybridés avec une sonde IRF-1 (au-dessus) ou β-actine (au-dessous). B) Les taux d'ARNm IRF-1 ont été quantifiés par densitométrie et normalisés par rapport aux signaux β-actine. Le graphe montre l'abondance relative des ARNm IRF-1 induits après stimulation avec IFN-γ, TNF-α ou les 2 cytokines.

Question 1 : Après avoir nommé l'expérience dont les résultats sont présentés sur la figure 1A, vous en rappellerez les principales caractéristiques (gel utilisé pour la séparation des échantillons, sonde utilisée, applications).

Question 2 : Commentez les résultats présentés sur la figure 1. Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?

Question 3 : Quelle autre hypothèse pourriez-vous envisager pour expliquer les variations des taux de transcrits ?

2ème partie : étude de la fixation de facteurs dans la région promotrice d'IRF-1

Figure 2 : Analyse d'empreinte à la DNaseI avec des extraits nucléaires de cellules non stimulées oustimulées avec l'IFN-γ et le TNF-α. Les profils de protection à la DNaseI pour le brin codant (pistes 1-13) et pour le brin non-codant (pistes 14-26) avec aucune protéine (pistes 1, 4, 7, 10, 13, 14, 17, 20, 23 et 26) et 45 µg (pistes 2, 5, 8, 11, 15, 18, 21 et 24) ou 90 µg (pistes 3, 6, 9, 12, 16, 19, 22 et 25) d'extraits nucléairespréparés à partir de cellules non stimulées (pistes 2, 3, 15 et 16) ou stimulées par l'IFN-γ (pistes 5, 6, 18 et 19), TNF-α (pistes 8, 9, 21 et 22) ou les deux (pistes 11, 12, 24 et 25) pendant 3h sont montrés. Les régions protégées de la digestion par la DNaseI sont indiquées sous forme de rectangles blancs.

Question 4 : Rappelez les objectifs et le principe de la technique d'empreinte à la DNaseI, ainsi que les pré-requis. Quels renseignements apporte-t-elle ?

Question 5 : Commentez les résultats présentés sur la figure 2. Est-ce qu'un facteur protéique se fixe au niveau de la région étudiée ? Existe-t-il une stimulation pour la fixation de ce facteur ?

3ème partie : identification de ces facteurs

Les cascades de signalisation induites par les deux facteurs IFN-γ et TNF-α sont connues.

Question 6 : quelle(s) autre(s) expérience(s) pourriez-vous mettre en œuvre afin d'identifier une interaction entre la région précédente et une protéine connue ? Vous en rappellerez les caractéristiques principales.

Question 7 : Comment s'assurer de la spécificité de l'interaction ? Vous en préciserez la mise en œuvre.

NANCY UNIVERSITE SUJET D’EXAMEN Faculté des Sciences et Techniques DIPLOME : Licence Sciences du Vivant Durée du sujet : 1 heure Nom des rédacteurs : Y Jolivet Epreuve de : L.S.V. 5U.06 CM Session de : 1ère session janvier 2010 Documents autorisés : Non Date : Calculatrices autorisées : Non Horaire : Sujet CM durée conseillée : 1h 1. Dans le cytosol, la phosphofructokinase ATP-dépendante est une enzyme importante :

- rappeler la réaction catalysée par cette enzyme - que savez-vous de la régulation de son activité dans la cellule végétale ? (8 points)

2. Préciser ce que l’on considère par la coordination entre l’activité de la phosphoénolpyruvate carboxylase et la voie anaplérotique au cycle de Krebs. (6 points) 3. Le nom de Mitchell est associé à un processus dont le siège peut être la mitochondrie. Vous rappelerez brièvement le processus impliqué et les conséquences pour la cellule. (6 points)

Sujet D. Gérant (1h) épreuve de TD LSV3 UE 5.06

L’assimilation (A) du CO2 par des feuilles de plante de type C3 a été mesurée en fonction :

* de la concentration interne en CO2 (Ci), en conditions d’éclairement ou densité de flux quantique constant (figure 1, ne pas tenir compte de la relation entre A et Ca)

* de la concentration interne en CO2 (Ci), en conditions d’éclairement variable (figure 2)

* de l’éclairement, en conditions de concentration interne en CO2 (Ci) constante (figure 3).

1. Préciser et schématiser l’origine métabolique des échanges de CO2 existant généralement dans les cellules foliaires de plante de type C3.

2. Quels paramètres peut-on décrire à partir de chacune des trois figures ?

Les efforts de concision et de synthèse seront pris en compte dans la notation.

Figure 1 Figure 2 Figure 3

Ci en ppm (parties par million).

NANCY UNIVERSITE SUJET D’EXAMEN Faculté des Sciences et Techniques DIPLOME : Licence Sciences du Vivant Durée du sujet : 1 heure Nom des rédacteurs : Y Jolivet, M Morel, JC Pireaux Epreuve de : L.S.V. 5U.07 TP / TD Session de : 1ère session janvier 2010 Documents autorisés : Non Date : Calculatrices autorisées : Oui Horaire : Sujet de Y Jolivet / M. Morel / J-C Pireaux - durée conseillée : 1h 1) Rappelez les principales caractéristiques d’un état 4 et la signification du rapport ADP/O.

2) La figure 1 présente des résultats obtenus en étudiant l’effet d’un herbicide - le 2,4-D (acide 2,4 dichlorophénoxyacétique) - sur des mitochondries extraites de tissus frais de tubercule de pomme de terre. Commenter et analyser cette figure. Conclure en précisant le mode d’action du 2,4-D.

3) Indiquer une manipulation qui permettrait de confirmer le mode d’action du 2,4-D mis en évidence par la Figure 1. Justifiez votre réponse sans détailler de façon excessive les mécanismes impliqués dans le test que vous proposez.

0

50

100

150

200

Vite

sse

d'ox

ydat

ion

0 6 12 18 24 30

2,4-D (mM)

A

0

0,5

1

1,5

2

Rap

port

AD

P/O

0 3 6 9

2,4-D (mM)

B

Fig. 1 A : Effets du 2,4-D sur l’état 4 lors de l’oxydation du succinate par des mitochondries purifiées de tubercule de pomme de terre. Les vitesses d’oxydations sont exprimées en nmol O2/min/mg de protéines. B : Effets du 2,4-D sur le rapport ADP/O lors de l’oxydation du succinate par des mitochondries purifiées de tubercule de pomme de terre. Toutes les manipulations présentées Fig. 1 ont été réalisées en présence de 70 µg de protéines mitochondriales.

SUJET D’EXAMEN

Diplôme : Licence

U.E. 5.08 Physiologie du Comportement

Session de : 1ère session 2009

Durée du sujet : 2 heures

Documents non autorisés

Calculatrices non autorisées

Les sujets sont traités sur des copies séparées.

Sujet M. TRABALON (20 points, 1 h conseillée). 1 – À l’aide d’exemples précis de votre choix, expliquez la différence entre « adaptation » et « acclimatation » dans le cadre d’une étude en physiologie du comportement. 2 – Décrivez de manière précise 3 adaptations qui permettent au phoque de Weddell de demeurer sous l’eau beaucoup plus longtemps qu’un humain. Sujet C. GILBERT (20 points, 1 h conseillée). Question 1. 8 points Qu’est-ce que la notion de balance ou d’équilibre énergétique ? Quels sont les différents postes d’apports et de dépenses de cette balance ? Expliquez brièvement. Quels peuvent être les impacts directs de l’environnement sur les postes d’apport et de dépense de cette balance ? Quelles peuvent être les réponses des organismes en terme de stratégie d’allocation énergétique face à un environnement défavorable ? Question 2. 2 points Quelle(s) méthode(s) de mesure de dépense énergétique utiliseriez-vous pour :

- comparer la dépense énergétique d’une souris exposée à des températures ambiantes de 25°C et à 20°C ?

- mesurer la dépense énergétique d’un manchot royal en incubation sur la colonie ? - mesurer la dépense énergétique d’un manchot Adélie au cours d’un voyage

alimentaire pour nourrir son poussin ? - mesurer la dépense énergétique d’un gorille de montagne dans son milieu naturel ?

Question 3. 10 points Les rats-taupes nus, ou rats-taupes glabres (Heterocephalus glaber, famille des bathyergidae) sont des rongeurs habitant les zones arides de l’Afrique de l’Est (Ethiopie, Kenya, Somalie).

Rats-taupes nus

Réseau de galeries souterraines Ce sont des rongeurs dont la taille adulte est d’environ 10 cm, leur masse corporelle étant de 30-40g environ. Comme leur nom l’indique, ils sont presque totalement dépourvus de poils. Ils ont une vie strictement souterraine, creusant des galeries à la recherche de racines charnues de plantes. Ils possèdent plusieurs particularités tout à fait originales parmi les mammifères. Ils vivent en colonies, rassemblant une cinquantaine de membres, organisées de la même façon que celle des insectes eusociaux, comme les fourmis ou les abeilles sociales. Ils sont organisés en castes, un individu femelle étant la reine, fécondée par quelques mâles reproducteurs. Les autres individus, les ouvriers, participent à toutes les tâches assurant la survie du groupe : creusement des galeries, soins aux jeunes, défense du groupe contre les prédateurs... Une autre particularité de ces animaux est leur incapacité à maintenir leur température interne constante : celle-ci fluctue en fonction des faibles variations de la température de leurs galeries souterraines. Ils sont capables cependant de produire de la chaleur via leur tissu adipeux brun. 1. Définir les notions d’endothermie, ectothermie et hétérothermie. Les rats-taupes sont-ils endothermes, ectothermes, ou hétérothermes ? 2. En fonction de votre réponse, préciser en quoi ceci est adapté à leur environnement ? 3. Quelles sont les causes des déperditions thermiques majeures de ces mammifères ? 4. Quelles sont alors à votre avis les adaptations permettant aux rats-taupes nus de minimiser les fluctuations de leur température interne ? Expliquer.

Epreuve de : UE 5.09 - virologie Contrôle terminal janvier 2010 Durée du sujet : 1h00

Nom du rédacteur : V. Libante Documents non autorisés Calculatrices non autorisées

Le virus de la Mosaïque du Tabac

1) Génome viral a- Fonction des gènes codés par le génome du VMT. b- Décrire la stratégie de compaction du génome du MTV, expliquer en quoi c’est une

stratégie de compaction. 2) Décrire brièvement les 6 étapes du cycle de réplication du VMT en mettant en valeur les

particularités de l’infection des plantes.

12

34

5

6

78

12

34

5

6

78

Epreuve de : UE 5.09 - virologie Contrôle terminal janvier 2010 Durée du sujet : 1h20

Nom du rédacteur : V. Libante Documents non autorisés Calculatrices non autorisées

Contrôle continu : Question 1 Définir ce qu’est un bactériophage. Question 2 Légender le document 1. Pour cela reportez sur votre copie les n° figurant sur le document et précisez ce à quoi ils correspondent.

Document 1 : le VIH

Question 3 Quelles cellules humaines peuvent être infectées par le VIH ? Pourquoi ce virus est-il spécifique de ces cellules ? Question 4 Le VIH appartient à une famille particulière de virus, donnez le nom de cette famille et ses particularités. Contrôle terminal : Le virus de la Mosaïque du Tabac

1) Fonction des gènes codés par le génome du VMT. 2) Décrire brièvement les 6 étapes du cycle de réplication du VMT en mettant en valeur les

particularités de l’infection des plantes.

Université H. POINCARE Faculté des Sciences et Techniques Licence SV 3 / S 5 - UE 5.10 Durée 120 mn Session de janvier 2010 (pas de documents autorisés)

3 SUJETS A TRAITER SUR 3 COPIES SEPAREES Sujet de G. Jacquemin – 40 mn (contrôle final) Question 1 (20 mn) Commentez les 3 graphiques ci-dessous. Qu'illustrent-ils? graphique 1: âge de maturité de l'Eléphant d'Afrique en fonction du nombre d'individus au km2 1 2

graphique 2: pourcentage de femelles gestantes chez le cerf, en fonction du nombre d'hectares disponible par individu

3 graphique 3: nombre d'œufs pondus par jour et par femelle de Drosophile, en fonction du nombre d'adultes par flacon d'élevage. Question 2 (20 mn) Donnez, en 40 lignes maximum, une description écologique concise de la région lorraine. Vous évoquerez bien sûr biotopes et biocénoses.

Sujet de S. Chauchard – 50 mn (contrôle final)

Exercice 1 (10 mn) : Définissez le terme « richesse spécifique » ? Quelles sont les limites de cette

approche de la diversité ? Quelles approches complémentaires peuvent être proposées ?

Exercice 2 (25 mn) : Des scientifiques ont suivi le taux de survie des agneaux sous différentes

densités de population de moutons primitifs (non-domestiqués) sur l’île de Hirta. Les résultats obtenus

sont présentés dans la figure 1.

1) Vous décrirez cette figure et émettrez des

hypothèses concernant les processus

écologiques pouvant aboutir à de tels résultats.

2) Quel type de modèle pourrait être utilisé

pour décrire l’accroissement de cette population

au cours du temps si on émet l’hypothèse que le

taux de reproduction est constant au cours du

temps ?

3) Toujours sous cette hypothèse vous

donnerez, en justifiant votre réponse, une

estimation de la capacité de charge du milieu (K).

Taux de survie des agneaux

Densité de population (nombre d’individus)

Figure 1 : Taux de survie des agneaux (Ovis aries) dans l’île de Hirta en relation avec la densité des adultes : femelle (trait plein), mâle (trait pointillé).

Exercice 3 (15mn) : Une étude portant sur la prédation des lagopèdes d’Ecosse par le busard Saint-

Martin a permis d’estimer le nombre de lagopèdes tués en fonction de la densité de lagopèdes

disponibles. Les résultats sont présentés dans la figure 2.

1) Décrivez brièvement la figure 2 et

interprétez les résultats.

2) Sachant qu’aucune augmentation du

nombre de prédateurs (busard) n’a été observée

pendant la durée de l’étude, argumentez sur le

type de réponse de la population de prédateurs à

l’augmentation du nombre de proies (lagopède).

Nombre de lagopèdes consommés/heure

Figure 2 : Réponse de la prédation par les busards à l’augmentation du nombre de lagopèdes dans le milieu.

Densité de Lagopèdes (nombre d’individus/km²)

Sujet de D. Silva – 30 mn (contrôle continu)

Les documents suivants sont issus d’un catalogue des stations forestières du plateau lorrain

réalisé par l’Institut National de la Recherche Agronomique et l’Office National des Forêts, en 1976.

Quatorze groupes écologiques ont été définis à partir de la description de la végétation et de

sa mise en relation avec des facteurs du milieu tels que l’acidité et l’humidité du sol. Ces groupes sont

représentés dans les documents suivants. Nous avons extrait 5 relevés floristiques effectués sur le

plateau lorrain. L’information présence/absence des espèces a été relevée, ainsi que l’appartenance

de chaque espèce à un groupe écologique. Les auteurs ont par la suite annexé des études physico-

chimiques du sol de chaque relevé et représenté la coupe pédologique correspondante (profil de sol).

A l’aide des documents et en sélectionnant uniquement les informations utiles à votre

réflexion,

- Représentez sous forme de tableau(x) l’évolution des conditions stationnelles indiquées par

la composition floristique pour les relevés 1 à 5.

- Décrivez cette évolution sur le gradient des 5 relevés en 10-15 lignes environ et en utilisant

le(s) tableau(x) précédemment construit(s) ainsi que certaines informations des descriptions de

stations.

UNIVERSITE HENRI POINCARÉ, NANCY UNIVERSITE FACULTÉ DES SCIENCES

SUJET D'EXAMEN

Diplôme : Licence

Mention : Sciences du vivant

Epreuve de : UE 5.11 Cours et TD

Biologie moléculaire des cellules eucaryotes

Session de : Janvier 2010 Date :

Horaire :

Durée du sujet : 1h15 min CM, 45 min TD

Nom du rédacteur : Lionel Domenjoud

[ ] Documents autorisés

[X] Documents non autorisés

[ ] Calculatrices autorisées

[X] Calculatrices non autorisées

La régulation de la transcription (sujet de cours) La transcription des eucaryotes est régulée autant par l’état de la chromatine que par les facteurs de transcription qui se fixent sur l’ADN. Quels mécanismes connaissez vous qui sont responsables de l’activation/inactivation de la chromatine et des facteurs de transcription? Illustrez votre propos à l’aide d’exemples de votre choix ?

Sujet de TD Remarque : N’hésitez pas à faire des schémas sur votre copie si cela vous paraît nécessaire

et à découper celles du sujet que vous collerez sur votre copie si cela aide à la

compréhension. Exercice 1 : Les endonucléases de restriction de type II sont utilisées lors du clonage de fragments d’ADN. Voici les notations simplifiées des sites de restriction de différentes enzymes. BamH1 G/GATCC, EcoR1 G/AATTC, PvuII CAG/CTG, Kpn1 GGTAC/C, Sma1 CCC/GGG, Pst1 CTGCA/G, Hind3 A/AGCTT,

Question 1 : Pouvez vous regroupez ces enzymes de restriction en trois classes en expliquant les types d’extrémités produites par chacune de ces trois classes ? Question 2 : Choisissez une enzyme représentative de chacune des trois classes et donnez la notation complète de son site de restriction, en faisant bien figurer la façon dont elle coupe.

Exercice 2 : Les 250 paires de bases des régions promotrices proximales d’un gène X (pb -250 à +1) ont été clonées pour produire ce fragment en quantité suffisante et lui appliquer la technique d’empreinte à la DNase (DNase I footprinting). La figure 1 vous montre le résultat de l’application de cette technique. Le dépôt 1 correspond à une absence d’extrait protéique contenant des facteurs de transcription. Les dépôts 2 à 5 correspondent à des quantités croissantes d’un extrait protéique contenant des protéines nucléaires. Le dépôt 6 correspond à une réaction de séquençage où seules les positions des nucléotides A et G sont visualisées par une bande radioactive, les grands blancs entre les bandes noires correspondant à des positions occupées par des nucléotides C et des T mais que l’on ne voit pas sur ce type de séquence.

Question 3 : Vous expliquerez le principe de la technique d’empreinte à la DNase en insistant sur ce qui vous paraît essentiel. On utilise du γ32P dATP pour le marquage de l’ADN ? Pouvez vous expliquer de quoi il s’agit ? Question 4 : Vous analyserez le résultat de la figure 1 et direz ce que cette expérience vous apprend.

Figure 1 Figure 2 Un oligonucléotide double brin correspondant à la région –180 à -200 du gène X a été synthétisé et marqué au phosphore 32 (32P*), pour le soumettre à une expérience de retard de migration sur gel en présence de concentrations croissantes du récepteur des œstrogènes, comme on le voit dans les dépôts 1 à 4 de la figure 2. Question 5 :

Vous expliquerez le principe de la technique du retard de migration sur gel. Question 6 : Vous analyserez les résultats de la figure 2. Vous expliquerez à quoi correspondent les différentes bandes que vous voyez alors que l’on a mis une solution de molécules d’un seul facteur protéique. Ce type d’expérience nous apporte-t-il des renseignements supplémentaires par rapport aux résultats de la figure 1 ?

Page 1 sur 3

Diplôme : Licence SV (L3 parcours BO) UE 5.12 Systématique et diversité des Procaryotes et des Champignons Session 1 2009- 2010

Durée totale de l'épreuve : 2H00 Nom des rédacteurs : Claire Fourrey et Cyril Bontemps Documents et calculatrices interdits

NB: Rendre les sujets de C. Fourrey et C. Bontemps sur copies séparées ! Sujet de Claire Fourrey (Durée 30min) Question 1. Après avoir défini ce qu’est une synapomorphie, vous citerez et expliquerez celle(s) qui constitue(nt) le nœud E4 sur la figure 1. Figure 1. Arbre phylogénétique des Ascomycètes

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Sujet de Cyril Bontemps (Durée 1H30) Rendre les sujets de C. Fourrey et C. Bontemps sur copies séparées ! Justifiez les réponses, mais restez concis… 1) Plusieurs isolats bactériens ont été isolés de tissus malades d'un concombre atteint de la maladie du "root mat". Dans un premier temps, les isolats on été regroupés en 3 groupes suivant leur phénotype sur boîte de Pétri (phénotypes 1, 2 et 3). 1.1) Donner une méthode moléculaire permettant de caractériser rapidement les isolats à un niveau taxonomique large (phylum ou genre, par exemple). Expliquer sur quels principes repose la technique que vous utilisez. L'analyse moléculaire révèle que les bactéries du phénotype 1 appartiennent toutes au genre Agrobacterium, celles du phénotype 2 au genre Ochrobactrum et que celles du phénotype 3 appartiennent aux genres Sinorhizobium et Rhizobium. Toutes ces bactéries sont des α-protéobactéries. 1.2) Que sont les protéobactéries ? Est-il étonnant de retrouver des protéobactéries pathogènes? Pouvez-vous citer d'autres exemples d'interactions possibles entre bactéries et eucaryotes ? 1.3) Comment expliquer que 2 genres bactériens distincts aient été regroupés sous un même phénotype? Toutes les bactéries causant la maladie du "root-mat" et caractérisées jusqu'alors appartenaient uniquement à l'espèce Agrobacterium radiobacter. Or, des résultats supplémentaires suggèrent que les isolats d'Agrobacterium pourraient constituer une nouvelle espèce distincte d'Agrobacterium radiobacter. 1.4) Quelle approche pourrait-on utiliser pour confirmer que l'on est en présence d'une nouvelle espèce ? Quel en est le principe, les avantages et sur quelles techniques (mesures) repose-t-elle? Les Agrobacterium radiobacter pathogènes caractérisés auparavant possédaient tous le plasmide Ri contenant l'ensemble des gènes conférant le caractère pathogène du root-mat. Un plasmide identique (100% d'identité) a été retrouvé chez l'ensemble de vos souches quelque soit leur genre ou espèce. 1.5) Comment expliquer ce résultat ? Les génomes bactériens sont généralement divisés en core génome et génome accessoire. 1.6) Expliquer les différences entre ces deux notions. A quelle fraction appartiennent les gènes de pathogénicité portés par le plasmide Ri ? Pourriez vous utiliser ces gènes de pathogénicité pour tenter de déterminer l'appartenance taxonomique de futurs isolats (justifiez) ? 2) Le 12 juillet 2008, une expédition Norvégienne a identifié prés du Groenland une source hydrothermale sous-marine à 2350 mètres de profondeur. Ces sources sont caractérisées par des cheminées d'où s'échappe un fluide sulfuré extrêmement chaud. Vous disposez au laboratoire d'un échantillon d'eau récupéré au niveau de cette source. 2.1) Comment qualifie-t-on généralement les organismes pouvant survivre dans des milieux où les conditions de vie seraient mortelles pour la plupart des autres organismes ?

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Comment qualifieriez-vous plus précisément les organismes présents dans cet échantillon d'eau ? et ceux trouvés dans la banquise 2350 mètres plus haut? Un comptage microscopique de votre échantillon indique que le nombre de procaryotes vivants est 1000 fois plus important que le nombre d'UFC (Unités Formant Colonies) estimé par comptage sur milieu solide. 2.2) Comment expliquer ce résultat ? Pour une majorité des procaryotes que vous identifiez, diverses analyses montrent que les séquences et structures en sous-unités des protéines impliquées dans la réplication de l'ADN (ADN polymérase) et la transcription (ARN polymérase) sont plus proches de celles des eucaryotes que de celles des bactéries. 2.3) Compte tenu de ce résultat, à quel grand groupe d'organisme vos isolats sont-ils susceptibles d'appartenir?

LSV 5.13 Génétique fondamentale et moléculaire - Session I – Pierre Leblond – durée conseillée 1 h 20 - Répondez succinctement, les réponses peuvent tenir sur une copie unique –

Le rôle des acteurs UmuC et UmuD dans la mutagénèse spontanée est recherché chez Escherichia coli au travers des expériences suivantes. Des mutants spontanés de l’opéron umuCD ont été isolés, et présentent des mutations ponctuelles ou des insertions dans l’un ou l’autre des 2 gènes. Dans ces expériences, l’opéron umuDC a été délété au locus chromosomique et remplacé par le gène cat (conférant la résistance au chloramphénicol) pour donner la souche ΔumuDC595::cat. De plus, cette souche présente un phénotype d’auxotrophie vis-à-vis de l’histidine [His-]. Question 1 : Rappeler succinctement quel est l’effet des mutations ponctuelles sur l’expression d’un gène. Question 2 : Rappeler le principe de la réactivation et de la mutagénèse de Weigle. Question 3 : Sur quel milieu sélectionner les prototrophes issus de la souche ΔumuDC595::cat ? Le taux de survie et la mutagenèse chez la souche ΔumuDC595::cat ont été mesurés après exposition à des doses variées de rayonnements ultraviolets (UV, λ = 254 nm). La mutagénèse est évaluée par mesure de la fréquence de révertants [His+] parmi les survivants. La souche ΔumuDC595::cat a été transformée par un vecteur multicopies portant l’opéron umuDC sous plusieurs formes alléliques (umuD+C-, plasmide pRW38 et umuD-C+, plasmide pRW40), et la survie et la mutagénèse ont été mesurées dans les mêmes conditions (tableau ci-dessous). La souche ΔumuDC595::cat a été également transformée par le plasmide pRW30 portant les allèles umuD+C+. Souches UV (J / m2) Taux de survie Fréquence [His+]

Souche sauvage (umuD+C+) 0 100% < 10-7

0,5 100% 2,4 x 10-6

1 100% 8,2 x 10-6

ΔumuDC595::cat 0 100% < 10-7

0,5 100% < 10-7

1 100% 0,3 x 10-7

ΔumuDC595::cat/pRW38 (UmuD+C-) 0 100% < 10-7

0,5 100% < 10-7

1 80% 0.2 x 10-7

ΔumuDC595::cat/pRW40 (UmuD-C+) 0 100% < 10-7

0,5 100% < 10-7

1 95% < 10-7

ΔumuDC595::cat/pRW30 (UmuD+C+) 0 100% < 10-7

0,5 100% 6,5 x 10-6

1 94% 1 x 10-5

Question 4 : Quels sont les témoins de l’expérience ? Comment s’appelle l’expérience de transformation avec le plasmide pRW30 (dernière ligne du tableau) ? Que prouve t-elle ? Question 5 : Interprétez les taux de survie et de mutagenèse dans les différents contextes. D’autre part, la synthèse de la protéine UmuD et de son dérivé maturé UmuD’ a été observée dans différents contextes pour les gènes recA et lexA; et possédant soit le locus umuDC sauvage (indiquées + sur la figure), soit la mutation ΔumuDC595::cat (indiquées Δ). La figure montre la détection immunologique des protéines (UmuD et UmuD’) après traitement à la mitomycine C. Les résultats concernant UmuC sont analogues (non montrés).

***

Détection des protéines UmuD et UmuD’ dans différents contextes : + : umuD+C+

Δ : ΔumuDC595::cat Le contexte lexA(Def) est déficient pour la synthèse de LexA. La mutation recA730 produit une protéine RecA spontanément activée en RecA* à 30°C. La mitomycine C bloque la réplication par la formation de ponts intercaténaires et de cassures dans la double hélice d’ADN. *Bande de détection aspécifique

Question 6 : Expliquez le résultat obtenu dans le contexte sauvage recA+ lexA+ umuC+D+ (piste de gauche). Question 7 : Avec vos connaissances sur le mécanisme d’induction du système SOS chez E. coli, expliquez les résultats obtenus dans les souches mutantes recA+ lexA(Def) umuC+D+ et recA730 lexA(Def) umuC+D+.

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES

SUJET D’EXAMEN Diplôme : L3 Science du Vivant Epreuve de : TP-TD UE5.13 "Génétique moléculaire" Session de : Janvier 2010 Date : Heure :

Durée du sujet : 40 minutes Nom du rédacteur : F. Charron-Bourgoin Documents non autorisés Calculatrices non autorisées

La carte suivante présente 6 délétions représentées en pointillés (notées de C à H) dans les cistrons A et B de la région rII du phage T4.

cistron A cistron B _________________________________________/_____________________________

C ------------------------------------------------------------------

D ------

E -------------

F --------------------

G -------------

H -------------

1

2

3

4

Quand Escherichia coli est infecté par les différentes combinaisons de ces phages avec d'autres phages comportant les mutations 1, 2, 3 et 4, les résultats suivants sont obtenus:

C D E F G H 1 1 0 R R C R 0 0 2 0 0 0 C R 0 0 3 0 C C R C C C 4 0 R 0 0 R 0 R

0: pas de plages de lyse C: complémentation R: présence de recombinants sauvages

1. A quoi correspond une plage de lyse ?

2. Donner le principe de l’expérience de complémentation.

3. Donner le principe de l’expérience de recombinaison et en décrire les principales étapes sans les

détailler.

4. Indiquer la position des mutations 1, 2, 3 et 4 sur la feuille de l’énoncé. Faire un même symbole sur

la copie et l’énoncé. Ne pas oublier de justifier la réponse.

5. Quand c'est possible, préciser la nature de ces mutations (en justifiant la réponse), sinon indiquer le

test permettant de la déterminer.

UNIVERSITÉ DE NANCY I FACULTÉ DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D’EXAMEN DIPLOME ......L3. SV................................................ Epreuves de CM et TP/TD : Diversité et apprentissage du soi (UE 5.14). Session de ......Janvier 2010....................................... Date ......................................................................... Horaire ....................................................................

Durée du sujet .....2h....................................................... Nom des rédacteurs: FRIPPIAT J.-P., ROPARS A. et. BASCOVE M Documents autorisés Calculatrices autorisées (1) Rayer la mention inutile

TRAITER SUR DES COPIES SEPARES LES SUJETS DES DIFFERENTS REDACTEURS

Questions de Cours Magistral (durée conseillée 1h15):

1- Sujet de J.-P. Frippiat : (30 mn conseillés)

Expliquez comment un lymphocyte T cytotoxique reconnaît et détruit une cellule cible.

2- Sujet d’A. Ropars : (45 mn conseillés)

a) Expliquez les différents rôles des phagocytes dans la réponse immunitaire

b) Expliquez de façon concise mais précise la réponse immunitaire observée lors d’une

infection intracellulaire (vous pouvez faire un schéma synthétique)

Questions de TP/TD (durée conseillée 45 min) Sujet de M. Bascove : 1) Afin de déterminer par ELISA le titre d’un sérum dilué 100 fois (au 1/100), un

expérimentateur doit faire les dilutions suivantes :

1000, 2000, 7000, 10 000, 20 000, 70 000, 100 000, 500 000 fois.

Le volume minimal de chaque dilution est de 500µl. Faites le tableau de dilutions en

donnant un exemple de calcul.

OUI NON

OUI NON

(1)

(1)

Pourquoi faire une gamme de dilutions ?

2) Rappelez et expliquez succinctement les deux méthodes de détermination du titre d’un

immun-sérum. Laquelle est la plus précise ? Pourquoi ? (N’hésitez pas à faire des

schémas)

3) Quels sont les 2 critères indispensables pour qu’un dosage avec un anticorps marqué par

une enzyme fonctionne ?

4) Vous disposez d’une solution en anticorps anti-BSA purifiée, comment vérifieriez-vous

que vos anticorps ne croisent pas avec l’albumine de sérum d’une autre espèce ?

LSV 5.15 Mécanismes & conséquences des échanges de gènes chez les bactéries Session I – Pierre Leblond – durée conseillée 1 h 30 - Répondez succinctement, les réponses peuvent tenir sur une copie –

La mise en évidence expérimentale de la compétence naturelle chez les bactéries est souvent délicate ; les conditions de développement de cet état physiologique particulier étant difficiles à révéler. En revanche, l’analyse des génomes séquencés donne un moyen de prédire la capacité à développer la compétence en recherchant des gènes codant des protéines homologues à celles impliquées dans la compétence naturelle chez des organismes où le phénomène a été étudié de façon extensive ; c’est le cas de Streptococcus pneumoniae (diplocoque). Question 1 : Rappeler le mécanisme de contrôle de la compétence naturelle chez Streptococcus pneumoniae. Question 2 : Proposez une stratégie expérimentale permettant de mettre en évidence la compétence naturelle chez une bactérie.

Chez Lactococcus lactis, bactérie lactique apparentée au groupe des streptocoques, deux sous espèces (L. lactis ssp cremoris MG 1363 et L. lactis ssp lactis IL1403) sont utilisées en industrie laitière pour la fabrication de produits fermentés. Aucun phénomène de compétence naturelle n’a pu été mis en évidence chez cette espèce. En revanche, l’analyse du génome révèle la présence d’un certain nombre de gènes potentiellement impliqués dans les phases tardives du phénomène comme les gènes comX (codant un facteur de transcription) et dprA (codant une protéine impliquée dans l’internalisation de l’ADN exogène). En revanche aucun homologue de gènes codant les fonctions précoces n’a été décelé dans le génome. Question 3 : Ces données sont-elles compatibles avec l’existence du mécanisme de compétence naturelle chez Lactococcus lactis ? Pourquoi ? Les régions promotrices de gènes potentiellement impliquées dans la phase tardive de la compétence chez L. lactis ont été analysées par alignement de séquences (figure 1).

consensusconsensus

Figure 1 : Alignement des régions promotrices (415 nucléotides en amont du codon d’initiation de la traduction, START) des gènes potentiellement impliqués dans le développement de la phase tardive de la compétence chez L. lactis. Le consensus correspond à la séquence où chaque nucléotide est le plus représenté dans l’alignement.

Question 4 : Que suggère l’alignement des régions promotrices ? En quoi ce résultat conforte t-il votre réponse de la question 3 ? De façon à tester le caractère fonctionnel de l’homologue comX, la phase codante a été placée sous le contrôle d’un promoteur inductible par la nisine (une bactériocine) dans le vecteur PnisA, pour donner la construction PnisA::comX. Deux souches de L. lactis ont été construites en y introduisant le vecteur PnisA d’une part, et la construction PnisA::comX d’autre part. Ces deux souches présentent une délétion du gène chromosomique comX. Elles portent par ailleurs les gènes de résistance à la nisine. Après 30 minutes d’incubation en présence de nisine, les ARNm totaux sont préparés à partir des deux souches. La quantité de transcrits correspondant à comX et différents gènes cibles a été mesurée par transcription inverse suivie d’une amplification PCR spécifique des différents gènes cibles (RT-PCR)(figure 2).

PnisA::comX

PnisA

com

X

PnisA::comX

PnisA

com

X Figure 2 : Estimation des quantités de transcrits de comX et des gènes de compétence tardifs par RT-PCR chez L. lactis. Le gène codant la protéine hu, de type histone, ne présente pas dans sa région promotrice de séquence proche du consensus défini précédemment.

Question 5 : A quoi sert d’introduire le gène hu dans l’expérience ? Question 6 : A quoi servent les expériences menées sur la souche transformée par PnisA ? Comment interprétez-vous la présence/absence de bande pour certains gènes ? Par comparaison, interprétez les résultats obtenus chez la souche PnisA::comX. Peut-on conclure quant au caractère fonctionnel de comX de L. lactis ? Proposez une stratégie pour tester si ComX régule son propre gène.

LSV Parcours BC - UE 5.15 Mécanismes et conséquences des échanges de gènes entre bactéries (TP/TD) -

Session 1 - 30 min (temps conseillé) - Sujet proposé par Romain HENRY (Documents et calculatrices interdits !)

Argumenter vos réponses. Une copie maximum.

On étudie des mutants blancs de Streptomyces ambofaciens, alors que la souche sauvage est de couleur grise. Afin d’étudier quel(s) gène(s) est (sont) inactif(s) chez ces mutants non pigmentés, on réalise des essais de complémentation. Certains gènes étant suspectés, ceux-ci sont amplifiés par PCR puis introduit dans un plasmide appelé pSET152, dont la carte est présentée ci-dessous :

Après électroporation des plasmides recombinants (plasmide pSET152 dans lesquels sont insérés les gènes amplifiés par PCR) chez les mutants, l’ADN des transconjugants permettant la complémentation est extrait puis digéré par BclI qui coupe de part et d’autre du site d’intégration du plasmide. L’ADN est déposé sur gel d’agarose et un Southern-blot est ensuite réalisée à l’aide d’une sonde, correspondant à l’ADN du plasmide pSET152, marquée à la digoxygénine.

1) Expliquer le principe du marquage de la sonde à la digoxygénine.

Les résultats obtenus sont présentés dans la figure ci-dessous :

1 2 3 4 5 6

1 : ADN du phage λ digéré par PstI. 2 : ADN de la souche sauvage digéré par BclI. 3 : ADN du plasmide pSET152 digéré par ApaI. 4 à 6 : ADN de 3 transconjugants permettant la complémentation, digéré par BclI.

2) Interpréter la figure. Quelle conclusion pouvez-vous en tirer ?

HindIII SalI

SalI

HindIII

HindIII

AatII

SphI PstI

PstI

SalI

SalI SacI SacI

XhoI ApaIBalINheI

PstI

SalIXbaIBamHI SacIIBssHII EcoRV EcoRI

lacZα

attP

(5,8 kb)

14.111.5

5.14.5

2.82.62.442.11.9

1.7

1.151.1

4.6

3) Que ce serait-on attendu à obtenir, pour le transconjugant présenté piste 4, si les ADN avaient été digérés par SacI ? Faire un schéma.

L’expérience a ainsi permis de mettre en évidence le(s) gène(s) impliqué(s) dans la couleur grise des

colonies. Le gène gris a été séquencé et révèle un pourcentage en base GC de l’ordre de 60% alors que le pourcentage en base GC de Streptomyces ambofaciens est de l’ordre de 72%.

4) Quelle(s) conclusion(s) pouvez-vous en tirer ?

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I - FACULTE DES SCIENCES

SUJET D’EXAMENDIPLOME : Licence SVT Durée du sujet conseillée: 60 min

Nom du rédacteur : Pr I.MOTORINE

Epreuve de : CM 5U16 Documents autorisés NON(1)

Session de : Janvier 2009

Date : Calculatrice autorisée NON (1)

Horaire : (1) Rayer la mention inutile

_____________________________________________________________________________

1. Expliquez l'origine et le déroulement des phénomènes traductionnels inhabituels comme la

translecture des codons d'arrêt ("readthrough") et le décalage du cadre de lecture ("frameshift").

Comment fonctionnent les ARNt suppresseurs ? Indiquez leurs origines et fonctions dans le

métabolisme cellulaire. Expliquez les mécanismes de "frameshift" +1 et -1. Quel est le rôle des

nucléotides modifiés pour éviter un tel décalage du cadre de lecture.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I - FACULTE DES SCIENCES

SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : LCVI5U16 - TD Nom du rédacteur : Mme Robas

Epreuve : Biologie moléculaire Documents autorisés

Session : 1e Session Documents non autorisés

Date : /01 / 2010 Calculatrice autorisée

Durée : 60 minutes Calculatrice non autorisée

Thème 1 :

Soit un opéron codant deux protéines ribosomales (B et C) et un facteur de traduction (A).

4 fusions (f1 à f4) ont été construites avec le gène LacZ codant la β-galactosidase. Les valeurs

d’activité β-galactosidase sont données dans le tableau en fonction d’excès ou non d’1 protéine

(Ap : protéine codée par le gène A ; protéine Bp … etc).

Activité β-galactosidase en % / Gène Lac Z non fusionné

Nom

des

fusions

Sans excès

d’aucune

protéine

Excès de Ap Excès de Bp Excès de Cp

f1 100 20 30 100

f2 100 20 30 100

f3 100 20 100 100

f4 100 20 100 100

TOURNEZ SVP

Q1 : Analysez les résultats du tableau et expliquez les pour chaque fusion.

Q2 : Quels sont ces mécanismes de régulation ? Donnez les rôles des 3 protéines, quand agiraient-

elles ?

Thème 2 :

Traduction in vitro d’une polyPhe avec un mélange de 500 µL contenant entre autre : 100µL

d’extrait S30 auxquels sont ajoutés 10 µL d’un polyU (à 3 mg/mL) et 10µL d’H3-Phe (500µCi/mL et

5 µmoles/mL). Le rendement du compteur est de 30% ((cpm/dpm) x 100). La relation µCi dpm

est : 1 µCi = 2,22 106 dpm. MMPhe = 165.

DO260nm de S30 = 0,541 sur une dilution au 1/500ième

.

Temps

(min) 0,5 1

2 5

10

cpm dans 50µL d’échantillon

précipités au TCA froid

1200 1350 2100 4500

0

45000

Q3 : Quelle est la quantité maximale de Phe obtenue, en g et en moles ?

Q4 : Quelle est la quantité maximale théorique de Phe ? Commentez.

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D’EXAMEN

Licence Sciences du Vivant 3ème année UE numéro : 5.18 – Cours Magistral Epreuve relative à la partie : Biochimie Structurale Session de janvier 2010 (1ère session)

Durée du Sujet : 40 minutes sur 2 heures Nom du rédacteur : VITOUX Bernard Documents autorisés Documents non autorisés Calculatrices autorisées Calculatrices non autorisées

Composer sur une copie séparée

Remarque préliminaire : pour toutes les réponses, nécessairement succinctes puisque vous disposez en moyenne de 10 minutes pour établir chacune d’entre elles, il est recommandé de se servir le plus possible de schémas ou de graphes précisément annotés et capables d’illustrer vos démonstrations.

1. Quelles sont les variations des grandeurs thermodynamiques ∆H, ∆S et ∆G associées à une protéine en fonction de la température ? Quels sont les protocoles expérimentaux et les extrapolations à mettre en œuvre pour accéder aux variations de ∆G sur la plus grande partie du domaine de stabilité de l’état natif ?

2. En quoi consiste la carte de RAMACHANDRAN, et pour quelles raisons les points

représentatifs des résidus d’acide aminé des chaînes polypeptidiques natives sont-ils observés dans quelques zones privilégiées de cette carte ?

3. Par quelle propriété géométrique la chiralité des feuillets β se manifeste-t-elle, et

pourquoi l’existence des feuillets β mixtes en est-elle directement dépendante ?

4. Illustrez à l’aide de trois exemples différents la notion de représentation topologique des structures tertiaires de protéines appartenant à différentes classes structurales.

UHP Nancy LSV 3 UE 5.18 Biochimie métabolique Rédacteur : R. Marczak Durée : 40 minutes Documents non autorisés. La synthèse des acides gras chez les eucaryotes. Vous préciserez (sans développer les formules ni la succession des réactions intermédiaires) les 3 phases principales : Phase 1 : nom générique - réaction globale et ses caractéristiques - nom, cofacteur vitaminique et modes de régulation de l’enzyme impliquée - origines métaboliques du substrat principal. Phase 2 : nom générique - formation des deux premiers composés associés au cofacteur transporteur - noms des 4 réactions suivantes incluses dans une séquence récurrente (le nom et les formules des composés intermédiaires ne sont pas demandés) - nom et double origine du cofacteur des réactions 2 et 4 de cette séquence. Phase 3 : nom générique - réaction finale pour donner un acide gras saturé. Ecrire la stoechiométrie totale de la synthèse d’un acide gras saturé en prenant comme exemple le palmitate (C16:0). En déduire le nombre de séquences récurrentes nécessaires pour sa synthèse. Indiquer en quoi les 4 étapes de la séquence récurrente de la phase 2 constituent une série de réactions analogues mais de type contraire à celles de la dégradation des acides gras mais aussi ce qui différencie les deux voies (5 critères sont demandés).

LICENCE SCIENCES ET TECHNOLOGIES, MENTION Sciences du Vivant UE LCVI5U18 Biochimie Structurale et Métabolique 2009-2010

Première session – Janvier 2010 EPREUVE SUR LES TRAVAUX DIRIGES

Durée 1 heure - pas de documents – calculatrice autorisée - Prévoir deux copies : une par sujet

I. Sujet de Jean BALLONGUE (durée 30 min)

A) Toxicité des acides faibles : Sous quelle forme les acides faibles perturbent-ils la croissance des bactéries ? Comment évalue-t-on, à chaque instant, cette concentration en forme toxique si on connaît la concentration totale (At) de l’acide dans le milieu ? (On donnera le détail du calcul) Comment peut-on s’affranchir de cette toxicité ? B) Bilan de carbone : La fermentation acétonobutylique du glucose peut être schématisée comme suit :

GLUCOSE

2ATP

PYRUVATE

CO2

ETHANOL ACETYLCoA ACETATE+ATP +ACETYL CoA

ACETOACETYL CoA ACETONE+CO2

BUTANOL BUTYRATE+ATP Sachant que la quantité de glucose consommée à un instant donné est de 56.8 g/l et que les productions d’étnanol (PM=46), d’acétate (PM= 60), d’acétone (PM= 58), de butanol (PM= 74) et de butyrate (PM= 88) sont respectivement de 1 g/l ; 1.5 g/l ; 6.5 g/l; 10 g/l et 2g/l

1- Etablir le bilan global du carbone à ce moment. 2- Evaluer la quantité d’ATP produite?

II. Sujet de Anne LAGRANGE (30 minutes) 1) Donner un exemple illustrant des conformations différentes et des configurations différentes. Les nommer et les justifier. 2) Retrouver les projections de Fischer de l'acide L-Lactique et de la L-Alanine et écrire leur formule développée dans l'espace en utilisant pour les liaisons un trait continu si on est dans le plan, un pointillé si la liaison est à l'arrière de ce plan et un triangle si elle se dirige vers l'avant. 3) Qu'appelle-t-on tripeptide modèle de la L-Alanine ? Combien comporte-t-il de liaisons peptidiques ? Ecrivez ce modèle peptidique et numéroter les carbones alpha (a) : i, i+1, ... Situer le N et le C terminal Expliquer ce qu'on appelle angle de torsion, comment le mesure-ton ? Nommez ceux de votre schéma. Décrire les liaisons H qui peuvent se former sur la chaîne primaire et quelles conformations prend alors la structure secondaire ? 4) Comparer une hélice α alpha et une hélice 310, en insistant sur le sens du pas, les liaisons H, les pseudocycles et le nombre de résidus aminoacyls par tour. Quelle distance existe-t-il entre 2 carbones alpha successifs dans une hélice alpha, quelle est la propriété conséquente rencontrée dans ce type d’hélice ?

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LICENCE SCIENCES ET TECHNOLOGIES, MENTION Sciences du Vivant UE LCVI5U19 Applications en Biochimie Structurale et Métabolique

Année 2009-2010 - 1°session - Janvier 2010

Durée 2 heures - Pas de documents - Calculatrice autorisée -

1) Analyse de l'huile de palme

1. Ecrire la réaction équilibrée (c. à d. en prenant en compte les proportions stoechiométriques) d'hydrolyse des lipides (réaction de lipolyse). Comment est nommée cette réaction ? 2. Comment sépare-t-on les produits de cette réaction ? (Schéma bienvenu) 3. Connaissant les réactions ci-dessous :

(1) CH2OH - CHOH - CH2OH + 2 K IO4- -----> 2 HCHO + HCO2H + 2 K IO3- + H2O (2) KIO4 + 2 KI + H2SO4 ---------> KIO3 + I2 + H2O + K2SO4 (3) 2 S2O3 2- + I2 <=====> S4O6 2- + 2 I –

-Décrire le microdosage du glycérol par la méthode de Malaprade - Calculer la teneur en glycérol d’un litre de solution sachant que la prise d’essai est de 2 ml. L’essai à blanc a donné une chute de burette de 20 ml de Na2 S2O3 5 mM et la moyenne des essais est de 8 ml. Expliquer en détail votre calcul. Le litre de solution ci-dessus correspond à la quantité du glycérol contenu dans 5g d’huile de palme. - Calculer le pourcentage en gramme ainsi que le nombre de moles de glycérol pour 100 g d’huile de palme. Quelle quantité d'eau en grammes est nécessaire pour hydrolyser 100 g d'huile de palme ? Rappel : MM glycérol = 92 g. mol-1

2) Etude des constituants du jaune d'œuf

Quels sont les phospholipides présents dans le jaune d’œuf Comment les récupère-t-on à partir du jaune d’œuf ? Par quelle technique les sépare-t-on les uns des autres ? Décrivez la Comment les révèle-t-on ?

3) Préparation de solution

Quel volume de solution commerciale d'HCl à 37% (p/p) faut-il utiliser pour obtenir 500 mL de solution 0,1 M ? Détailler le calcul. Décrire les précautions à prendre, le matériel et la méthode de préparation. Verse-t-on l’acide dans l’eau ou l’eau dans l’acide ? Pourquoi ? Rappel : densité HCl = 1,18 à 20°C - MM HCl = 36,5 g. mol-1

4) Modélisation

Quelles sont les conséquences stéréochimiques de la cyclisation d'un aldose? Confortez votre réponse en utilisant les formules développées, linéaire et cyclique, d'un aldose de votre choix. Précisez la configuration absolue de tous les carbones chiraux dans les deux molécules.

-----------

Mme N. FONTANEZ DUREE 2H

1er semestre 2009-2010

TECHNIQUES D’EXPRESSION ORALE ET ECRITE

5.21

TOUTES LES REPONSES DOIVENT ETRE REDIGEES SANS ABREVIATIONS NI TIRETS

AUCUN DOCUMENT AUTORISE

CALCULATRICE INTERDITE

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY I, FACULTE DES SCIENCES

Diplôme : Licence Sciences du Vivant (L3) Durée : 2 heures.

Mention : Parcours BO + BCMP . Rédacteurs : A Ropars, S Flament,

Epreuve de : Relations hôte-parasite chez les animaux

UE 5.24 Documents non autorisés.

Session de janvier 2010

Les deux sujets (cours et TP/TD) sont à traiter sur copies séparées.

Sujet de TP/TD (S. Flament ), durée conseillée : 1h

Décrire la stratégie parasitaire du coucou et quelques expériences montrant les points dont

dépend la réussite de ce parasitisme.

Aborder ensuite l’aspect évolutif de cette relation hôte-parasite en étayant les hypothèses par

des faits concrets.

Sujet de cours magistral (A. Ropars), durée conseillée : 1h

1°) Expliquez ce qu’est un « réservoir ». Donnez quelques exemples.

2°) Quelles sont les principales causes de contamination intra-espèces ? Explicitez.

3°) Expliquez de façon concise mais précise les différentes réponses immunitaires mises en

jeu contre les plasmodiums, agents du paludisme, chez les mammifères. Quelles sont les

cibles les plus prometteuses pour obtenir un vaccin efficace?

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY IFACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D'EXAMEN

DIPLÔME : LSV 5.26 Durée du sujet : 2h00..............................

Interactions plantes microorganismes Nom des rédacteurs :

A. Brun-Jacob, M. Chalot, D. Blaudez.

Epreuve de : 1ère session Documents autorisés

Janvier 2010 Documents non autorisés

Date : Calculatrices autorisées

Horaire : Calculatrices non autorisées

(Veuillez cocher les cases correspondantes)

Les deux sujets (obligatoires) sont à traiter sur deux copies séparées.

Sujet 1 (durée conseillée : 1h)

« La rhizosphère : une interface microbiologiquement active entre la plante et le sol ».Commentez cette définition.

Sujet 2 (durée conseillée : 1h)

1) Représentez schématiquement et annotez le cycle de reproduction complet duchampignon basidiomycète parasite Puccinia graminis. (7 pts)

2) Quelles sont les quatre voies possibles de pénétration foliaire d’un champignonphytopathogène ? (2 pts)

3) Citez deux maladies fongiques de plantes ayant eu des répercussions mondialesimportantes (1 pts)

4) Présentez à l’aide de schémas et commentez succinctement les différences anatomiquesobservées entre des coupes de nodules actinorhiziens et rhizobiens. Précisez quels sont lespartenaires impliqués. (5 pts)

5) Présentez à l’aide de schémas et commentez succinctement, les différencesanatomiques observées entre des endomycorhizes et des ectomycorhizes. Précisez quelssont les partenaires impliqués. (5 pts)

LSV 5.27 Diversité et évolution des micro-organismes pathogènes Session I 2009/2010 – Sujet Pierre Leblond – Durée conseillée 1h

- Soyez succinct ! Les réponses peuvent tenir sur une copie unique ! - Le genre Staphylococcus comprend des espèces non pathogènes comme S. xylosus ou S. carnosus aussi bien que des pathogènes célèbres comme S. aureus et S. epidermis, responsables d’infections nosocomiales. Dans cette étude, le génome de l’espèce non pathogène, S. carnosus TM300 a été séquencé. Cette espèce est utilisée comme ferment dans l’industrie agroalimentaire et est classée comme organisme GRAS (« generally recognised as safe1 »). Le génome de S. carnosus TM300 est l’un des plus petits génomes de staphylocoques avec 2,57 Mb contre 2,62 Mb chez S. epidermidis, 2,69 Mb chez S. haemolyticus et de 2,74 à 2,91 Mb chez S. aureus. Le pourcentage d’ADN codant est de 81,4%, plus faible que chez toutes les autres espèces de staphylocoques. Enfin, le nombre de pseudogènes (55 gènes tronqués par rapport aux homologues chez les autres staphylocoques) est important dans ce génome. Le génome de S. carnosus est également caractérisé par l’absence d’éléments génétiques mobiles de type IS (« insertion sequence ») alors que, par exemple, 92 sont présents chez S. haemolyticus. Les séquences d’ADN répétées sont également en très faible quantité dans ce génome. Enfin, la distance entre origine et terminus de réplication est déséquilibrée ; les deux bras chromosomiques correspondant à 45% et 55% de la taille totale du génome. Question 1 : En quoi le séquençage du génome d’une espèce non pathogène peut-il être utile à la compréhension des mécanismes de développement de la pathogénicité d’une part, et d’émergence d’isolat pathogène d’autre part ? Question 2 : Que vous indique la taille du génome de S. carnosus par rapport aux autres staphylocoques ? Que vous indique le pourcentage d’ADN codant ? Entre 46% et 50% (soit 1200) des produits de gène de S. carnosus sont conservés entre staphylocoques. Quatorze pourcents des protéines codent une fonction inconnue. De plus, 41 des 187 protéines classées dans la catégorie “pathogénicité” ou “production de toxine et résistance” sont présentes chez tous les staphylocoques, incluant S. carnosus. Cependant, si les seuls facteurs de virulence avérés sont considérés (toxines, protéines liant des facteurs de l’hôte, résistance aux antibiotiques), peu d’homologues sont retrouvés (les gènes codant les superantigènes tst ou les entérotoxines sea/sep sont absents). De plus, S. carnosus présente trois homologues codant une hémolysine mais ne montre aucune activité hémolytique. Question 3 : Pourquoi compare t-on les génomes au niveau protéique et non nucléique ? Question 4 : Que peut révéler la présence dans le génome de S. carnosus de gènes annotés comme gènes de pathogénicité ? Au total, 345 protéines (14% du total) sont spécifiques de l’espèce S. carnosus. La moitié de ces gènes sont localisés dans un segment d’environ 500 kilobases localisé à proximité de l’origine de réplication, les autres étant répartis tout le long du génome. Si beaucoup codent des fonctions inconnues, les identités (en acides aminés) les plus fortes correspondent à des produits de gènes appartenant à d’autres genres bactériens (Clostridium, Burkholderia, Mycoplasma). Question 5 : Quel phénomène et quels éléments génétiques pourraient expliquer la présence de gènes spécifiques chez S. carnosus ? Question 6 : A l’aide de l’ensemble de ce données, pouvez-vous émettre une hypothèse sur le scénario évolutif de l’espèce S. carnosus par rapport à ses proches parents pathogènes ?

1 Catégorie d’organismes autorisés dans les procédés agroalimentaires

UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY I FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME L3 SVS Durée du sujet 1 heure Epreuve de L.SV.5.27 Nom du rédacteur B. Aigle Session de Session 1, Janvier 2010 Documents non autorisés Calculatrices non autorisées

Remarque : soyez clair et concis et justifiez vos réponses ! Partie 1 1/ Après avoir rappelé brièvement la composition du virus influenza A notamment au niveau génétique, expliquez les différents modes d’évolution de ce virus. 2/ Pourquoi parle t-on dans certains cas de réémergence d’un virus ancien ? Partie 2 Vibrio cholerae est l’agent bactérien responsable du choléra. Les souches pathogènes portent toutes deux éléments génétiques qui sont associés à l’apparition de cette maladie. Le premier élément est le phage lysogène filamenteux tempéré CTXφ. Le génome (6,9 kb) de CTXφ code la toxine cholérique (CT), le principal facteur de virulence de ce microorganisme pathogène. Le second élément est l’îlot de pathogénécité VPI (VPI pour « V. cholerae pathogencity island ») codant le pilus TCP (TCP pour « toxin-coregulated pilus ») qui agit comme facteur de colonisation. L’expression de TCP est sous le contrôle du facteur de transcription ToxR lequel régule également l’expression des gènes CT portés par CTXφ et comprenant notamment ctxAB codant les sous-unités A et B de la toxine CT. Des expériences de transduction ont été réalisées en utilisant un dérivé du phage CTXφ portant le gène km de résistance à la kanamycine (la présence de ce gène n’a aucune influence sur les propriétés du phage ; il est uniquement utilisé comme marqueur de sélection) et comme souche réceptrice V. cholerae 0395, une souche porteuse de l’élément VPI. Les expériences de transduction ont été réalisées à partir de culture de Vibrio à pH 6,5 (conditions activant l’expression de ToxR) et à pH 8,5 (conditions ne permettant pas l’expression de ToxR). L’efficacité de transduction est donnée dans le tableau. Le même type d’expérience a été réalisé avec les souches JJM43 (délétée pour toxR), TCP2 (délétée pour tcpA, gène codant une sous unité essentielle de TCP) ainsi qu’avec les souches SC253 et SC254 (souches portant des allèles mutés -mutations ponctuelles- de tcpA mais n’affectant pas la production des pili TCP) et la souche SC62 portant un allèle non fonctionnel de tcpA. souches Caractéristiques des souches ou conditions de croissance Efficacité de transduction

de CTXφ -km 0395 0395 JJM43 TCP2 SC253 SC254 SC62

Croissance à pH 6,5 Croissance à pH 8,5 Délétion de toxR Délétion de tcpA

Substitution Val9 Met dans TcpA (TCP pili+) Substitution Val20 Thr dans TcpA (TCP pili+) Décalage du cadre de lecture dans TcpA (TCP pili-)

3,6 x 107

0 0 0

4,0 x 107 6,0 x 106

0

L’utilisation d’antisérum anti-TCP dans les expériences de transduction bloque l’infection phagique alors que l’utilisation d’antisérum anti-CT n’a aucune influence. 1/ Interprétez l’ensemble de ces résultats. Quel est le facteur essentiel pour l’infection des cellules de V. cholerae par CTXφ ? Des expériences ont été menées afin de déterminer si CTXφ peut transduire dans le tractus intestinal. Une souche donatrice RV508 (CTXφ -km) et une souche réceptrice O395 ont été mises en culture dans un milieu à pH 8,5, puis après croissance et lavage intensif, les souches ont été mélangées à concentration égale et le mélange a été utilisé pour une inoculation gastro-intestinale de souris. Après 24 h, le petit intestin a été prélevé puis étalé sur un milieu sélectif. Les résultats obtenus montrent que 0,5 % des cellules de la réceptrice sont résistantes à la kanamycine. 2/ Que montrent ces résultats ? Comment se ferait l’acquisition de la pathogénécité chez V. cholerae ? S’agit-il d’une acquisition verticale ou horizontale ? Des études ont menées sur l’élément VPI. Il s’agit d’un îlot de pathogénécité d’environ 40 kb contenant des gènes de virulence, de régulation et de mobilité et qui est inséré au niveau d’un site att sur le chromosome. Une préparation de phages a été faîte à partir d’une culture de la souche de V. cholerae contenant l’élément VPI. Des PCR ont alors été réalisées sur cette préparation totalement dépourvue de cellules de Vibrio. Des produits de PCR ont été obtenus uniquement avec des couples d’amorces spécifiques de gènes de VPI mais aucun produit n’a été obtenu avec des couples d’amorces permettant d’amplifier les régions flanquant immédiatement de l’élément ou d’autres régions chromosomiques. Des résultats similaires ont été obtenus même après traitement à la DNase ou la RNase de la préparation. 3/ Interprétez ces résultats. Quelle serait la nature de l’élément VPI ? Des cellules de V. cholerae DK236, contenant un élément VPI dans lequel a été inséré le gène aphA conférant la résistance à la kanamycine et à la néomycine, ont été mélangées avec des cellules de la souche DK238, une souche dépourvue de VPI et résistance à l’acide nalidixique puis le mélange a été étalé sur milieu contenant de la kanamycine et de l’acide nalidixique. Après une nuit d’incubation, plusieurs colonies étaient détectées sur ce milieu. Des résultats similaires ont été obtenus en mélangeant des cellules DK238 avec une préparation de phages totalement dépourvue de cellules de Vibrio réalisée à partir de la souche DK236 et traitée à la DNase. 4/ Ces résultats confirment votre hypothèse précédente ? Justifiez votre réponse. 5/ D’après l’ensemble de ces résultats, comment une souche non pathogène de Vibrio acquière la pathogénécité ?

1

UNIVERSITE HENRI POINCARÉ, NANCY-UNIVERSITÉ FACULTÉ DES SCIENCES

SUJET D'EXAMEN

Diplôme : Licence

Mention : Sciences du Vivant

Epreuve de : UE 5.28 Cours et TD/TP

De la cellule normale à la cellule cancéreuse

Session de : Janvier 2008 Date :

Horaire :

Durée du sujet de CM: 1 heure 30 minutes

Durée du sujet de TD/TP: 30 minutes

Nom des rédacteurs : Lionel Domenjoud

Nadège Touche

[ ] Documents autorisés

[X] Documents non autorisés

[X] Calculatrices autorisées

[ ] Calculatrices non autorisées

Sujet de cours Les étapes de la cellule normale à la cellule cancéreuse Vous répondrez aux questions de cours et de TD de L. Domenjoud sur deux copies séparées

Le passage d’une cellule normale à une cellule cancéreuse nécessite une évolution en

plusieurs étapes. Pouvez vous expliquer en quoi consistent ces différentes étapes ? En quoi

les modèles cellulaires in-vitro nous aident-ils à comprendre ces différentes étapes ?

Sujet de TD/TP Vous répondrez aux questions de L. Domenjoud et de N. Touche sur deux copies séparées Questions de Lionel Domenjoud Question 1 : Vous décrirez les différentes étapes du protocole d’extraction de l’ADN génomique des cellules que vous avez cultivées sans donner tous les détails expérimentaux mais en expliquant le principe de chaque manipulation et les précautions que vous prenez. Question 2 : Vous avez repris votre ADN dans 50 μl d’eau et mesuré sa DO à 260 et 280 nm en utilisant 5 μl de cet ADN dans 0,5 ml d’eau. Les valeurs de DO mesurées sont : DO260 = 0,6 DO280 = 0.35 A quoi vous sert la valeur de DO à 280 nanomètres ? Quelle est la concentration de votre solution d’ADN de départ si une DO260 de 1 équivaut à une concentration de 50 μg/ml ? Question 3 : Pour déposer sur le gel un échantillon de 24 μl contenant 20 μg d’ADN et 4 μl de bleu de dépôt (6x), comment procédez-vous ? Question 4 : Quel est l’intérêt de chauffer l’ADN à 65°C avant de le déposer sur le gel ?

2

Question 5 : Que vous attendez vous à voir sur votre gel si une partie de vos cellules sont en apoptose, une partie sont intactes et une partie sont nécrotiques ? Questions de Nadège Touche Des cellules adhérentes de la lignée MCF-7 sont mises en culture dans un milieu approprié à la densité de 2.104 cellules par cm2 dans une boite de 25 cm2.

1- Qu’entend-on par cellules adhérentes ? 2- Quelle sont les principaux éléments qui entrent dans la composition du milieu de culture de

ces cellules ? Donnez brièvement leur fonction. Après 7 jours de culture les cellules sont récupérées (volume récupéré 5ml). Un comptage est effectué en présence de bleu trypan (V/V) sur une cellule de Neubauer. On compte 21 cellules sous la lame.

3- Quel est le rôle du bleu trypan ? 4- Détaillez la méthode permettant de récupérer les cellules adhérentes ? Expliquez l’intérêt de

chacune des étapes.

Vous devez effectuer un repiquage de ces cellules.

5- Combien de boites de 75 cm2 pouvez-vous faire au maximum ? 6- Vous envisagez également d’ensemencer une plaque 6 puits ? Est-ce possible ? Explicitez

votre réponse. On donne : volume de milieu pour 1cm2 de surface = 0.2ml – surface d’un puits d’une plaque 6 puits = 9.6cm2 – volume de la cellule de Neubauer 0.1mm3

UNIVERSITÉ DE NANCY I FACULTÉ DES SCIENCES ET TECHNIQUES SUJET D’EXAMEN DIPLOME ......L3. SV................................................ Epreuves de CM et TP/TD : Développement du Système Immunitaire (UE 5.30). Session de ......Janvier 2010........................................ Date ......................................................................... Horaire ....................................................................

Durée du sujet .....2h....................................................... Nom du rédacteur: FRIPPIAT J.-P., ROPARS A. et BASCOVE M Documents autorisés Calculatrices autorisées (1) Rayer la mention inutile

TRAITER SUR 3 COPIES SEPARES : 1 POUR CHAQUE REDACTEUR

1- Questions de cours magistral (Frippiat J.-P.) (durée conseillée : 1h) :

1.1- De quels médiateurs moléculaires, les invertébrés disposent-ils afin de répondre à une stimulation antigénique ? Expliquez succinctement leurs modes d’action respectifs.

1.2- Expliquez comment l’anticorps peut réguler la réponse immunitaire. 1.3- Présentez succinctement les grandes étapes du développement des lymphocytes B à partir des

cellules souches de la moelle osseuse. Aidez-vous de schémas.

2- Questions de TP/TD (durée conseillée : 1h) : Le TP constitue la note de CC (20 % de

la note finale)

TD (Bascove M.): 15 min conseillés 1- Schématisez un signal de recombinaison entre un segment V et un segment J de chaîne légère.

2- Quelle est la différence entre recombinaison par inversion et recombinaison par délétion ? (illustrez votre explication).

TD (Ropars A.) : 20-25 min conseillés

1- Expliquez à quoi sert la chromatographie d’affinité. 2- Un expérimentateur doit étudier les organes lymphoïdes primaires d’une espèce proche des souris

et des rats. Il doit mettre en œuvre des techniques protéiques. Décrivez de façon concise mais précise les techniques qu’il peut utiliser. Quels témoins doit-il faire ?

TP (Ropars A.): (25-20 min conseillés). NOTE DE CONTROLE CONTINU

OUI NON

OUI NON

(1)

(1)

1- A quoi sert le produit « Polymorphprép » ? Explicitez. 2- Pourquoi lyse t-on en général les globules rouge avant d’utiliser la technique de la question 1 ? 3- Quelles différences apparaissent au microscope lorsque l’on observe des lames de coloration

« moelle osseuse totale », « rate totale » et « neutrophiles du sang » ? Pourquoi ? 4- Un expérimentateur a un tube dont la concentration est de 0.5 million de cellules/mL. Pour son

expérience, il a besoin d’une concentration de 0.2 104 cellules/mL. Que doit-il faire ? Explicitez.

UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY-I SUJET D’EXAMEN

DIPLOME : Licences Sciences du Vivant, 3ème année UE LCVI5U32, Bio-organique Date :

Nom des Rédacteurs : R. SCHNEIDER, S. LAMANDE-LANGLE Durée du sujet : 1 h Documents non autorisés Calculatrices non autorisées Enoncé de 2 pages

Exercice 1. a) Donner la structure ainsi que le mécanisme de formation de l’imine à partir des composés indiqués ci-dessous.

b) L’imine formée est en équilibre avec une énamine (équilibre comparable à celui de la tautomérie céto-énolique). Proposer un mécanisme pour cet équilibre (faire intervenir un acide H+ et une base B). c) L’enzyme « fructose-1,6-diphosphate aldolase » catalyse la réaction du dihydroxyacétone phosphate (DHAP) avec le glycéraldéhyde-3-phosphate (G-3-P) conduisant au fructose1,6-diphosphate. Proposer un mécanisme pour cette réaction. Faire intervenir l’enzyme E-NH2, ainsi que la base B et son acide conjugué BH+ présents dans le site actif de l’enzyme.

d) Représenter le fructose-1,6-diphosphate sous sa forme furanique et donner le mécanisme de la cyclisation. e) La « fructose1,6-diphosphatase » est la seconde enzyme cytoplasmique spécifique de la gluconéogénèse. Elle catalyse l’hydrolyse de la liaison ester qui lie le carbone 1 du fructose-1,6-diphosphate à l’acide phosphorique. Donner le mécanisme de cette réaction.

Exercice 2. La suite réactionnelle suivante décrit une synthèse de l’anti-guanosine.

NH2+ O

∆

CH2OPO3

OCH2OH

G-3-P

+

CHOOHH

CH2OPO3

2-

2-

DHAP

CH2OPO3

OHHOOHHOHH

CH2OPO3

2-

2-

OH

CH2OPO3O2-

fructose-1,6-diphosphatase

H2O HPO42-

OH

CH2OHO

Donner la structure des produits non indiqués ainsi que tous les mécanismes.

O

CH2OH

OH OH

OHAc2O

N

?N

NHN

NH

O

NH2

HNSiMe3

SiMe3

, SnCl4

?MeONa/MeOH

?

UNIVERSITE HENRI POINCARE – NANCY 1 FACULTE des SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : LSV / Magistère 1ère Année Epreuve de : LSV-5.33 BioMembranes Session de : Janvier 2010 Date : Horaire :

Durée du sujet : 80 min. Nom du rédacteur : Dr Ewa Rogalska Documents autorisés x Documents non autorisés Calculatrices autorisées x Calculatrices non autorisées

1). Expliquez pourquoi :

a. les hydrocarbures purs ne forment pas de monocouches sur l'eau. b. les hydrocarbures purs ne forment pas de bicouches dans le milieu aqueux. c. les membranes des bulles de savons sont des bicouches inversées (les têtes polaires

forment le coeur de la bicouche) par rapport aux bicouches de membranes cellulaires.

2). Dessinez schématiquement la structure moléculaire de la membrane plasmique. a. expliquez le schéma dans une légende.

b. citez les mouvements qui caractérisent les composants de cette membrane. c. quelles méthodes peuvent être utilisées pour caractériser la fluidité de la membrane

plasmique. 3). Transport membranaire :

a. quelles sont les différences fondamentales entre le transport passif et le transport actif? b. quelles substances peuvent traverser la membrane sans passer par des canaux

protéiques? c. qu'est-ce que la diffusion facilitée? d. quelle est l'importance de l'osmose dans le fonctionnement de l'organisme?

4). La mise en évidence récente du transporteur de l'eau des globules rouges a conduit à identifier une nouvelle classe de protéines membranaires : les aquaporines. Ces transporteurs sélectifs de l'eau sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques.

a. expliquez le mécanisme de fonctionnement de l'aquaporine 1 (AQP1). b. dessinez schématiquement la structure 3-dimensionnelle de l'AQP1.

5). Expliquer : a. par quel mécanisme un enzyme lipolytique hydrosoluble (lipase ou phospholipase)

agit-il à l'interface entre une solution aqueuse et une phase lipidique. b. quelles sont les conséquences de la catalyse lipolytique pour la structure de la

membrane.

UNIVERSITE HENRI POINCARE - NANCY 1 FACULTE des SCIENCES et TECHNIQUES

SUJET D'EXAMEN

DIPLOME : LSV3 / Magistère 1ère Année Durée du sujet : 40 min. Epreuve de : LSV3 UE-5.33 Biomembranes Nom du rédacteur : Pr. N. Mrabet MRABET N. Documents autorisés Session de : Janvier 2010 Documents non autorisés Date : Calculatrices autorisées Horaire : Calculatrices non autorisées

Répondre aux trois (3) questions.

Lire attentivement toutes les questions avant d’y répondre. Préférer des réponses brèves et pertinentes. Débuter une nouvelle page pour chacune des 3 réponses. Ne jamais écrire dans le petit cadre sans marge, en haut, à droite, de la seconde page. En toutes circonstances, préférer l’utilisation de schémas descriptifs. Chaque réponse doit être numérotée et porter le même numéro que la question concernée : par exemple, réponse 2.a pour la question 2.a. Cette numérotation est obligatoire en vue de comptabiliser vos points pour la note finale. Séparer les réponses à l'aide de 2-5 lignes blanches. Bon succès !

1. Membrane plasmique

1.a) A l’aide d’un schéma indiquant leur dimension et leur caractère physico-chimique respectifs, décrire les trois zones constituant la membrane plasmique.

1.b) Quelles sont les méthodes biochimiques classiques qui servent à définir la disposition topographique des différentes protéines membranaires ?

__________________________________________________________________________________________________________________

2. (Na+/K+)-ATPase

2.a) Décrire la structure de la pompe (Na+/K+)-ATPase.

2.b) Décrire le mode d’action de la (Na+/K+)-ATPase. Un schéma est requis.

__________________________________________________________________________________________________________________

3. Transporteurs ABC

Décrire, à l'aide d'un schéma (obligatoire), les structure et fonctions des transporteurs ABC. Inclure dans le schéma la représentation de la topologie des transporteurs en domaines, ainsi que l'insertion de la chaîne polypeptidique dans la membrane.