1. Sciences de la matière
A. ― Physique
Mécanique :
― cinématique du point :
― position, vitesse, accélération ;
― repères ;
― systèmes de coordonnées ;
― dynamique composition des mouvements :
― référentiel galiléen ;
― relation fondamentale de la dynamique ;
― dynamique d'un point dans un référentiel ;
― énergie (cas des systèmes conservatifs) :
― travail, puissance ;
― énergies cinétique, potentielle, mécanique ;
― théorème de conservation de l'énergie ;
― oscillateurs :
― oscillateur harmonique libre ;
― oscillateurs amortis, forcés.
Thermodynamique :
― définitions de base de la thermodynamique : notion de système, phase, équilibre thermodynamique, grandeurs extensives et intensives, types de transformations : isotherme, isobare, isochore, adiabatique, réversible, quasi-statique ;
― le premier principe de la thermodynamique :
― énoncé pour un système fermé ; énergie interne ; enthalpie ; bilan d'énergie ;
― travail des forces de pression ;
― quantité de chaleur ; coefficients calorimétriques ;
― Application aux gaz parfaits :
― équation d'état des gaz parfaits ;
― transformations appliquées aux gaz parfaits : cas du travail pour une transformation isotherme, adiabatique réversible ;
― lois de Joule : variation d'énergie interne et d'enthalpie du gaz parfait ;
― coefficients thermo-élastiques du gaz parfait.
Optique géométrique :
― Bases de l'optique géométrique :
― nature de la lumière ;
― sources de lumière ;
― rayon lumineux, propagation rectiligne en milieu homogène, principe du retour inverse de la lumière, lois de Snell-Descartes : réflexion, réfraction.
Electromagnétisme :
― électrostatique dans le vide :
― loi de Coulomb ;
― champ électrostatique et flux du champ électrostatique. Théorème de Gauss ;
― potentiel électrostatique : application aux charges ponctuelles uniques, distribution de charges discrètes, distribution continue de charges ;
― dipôle électrostatique : potentiel et champ créé à distance par un dipôle ;
― énergie électrostatique d'un système de charges ;
― propagations des ondes électromagnétiques dans le vide :
― équations de Maxwell ;
― équations de propagation en électromagnétisme ;
― l'onde électromagnétique dans le vide ;
― énergie des ondes électromagnétiques dans le vide.
Physique moderne :
― concepts et phénomènes quantiques :
― dualité onde-corpuscule ;
― relations d'incertitude de Heisenberg ;
― équation de Schrödinger :
― fonction d'onde ;
― probabilité de présence ;
― équation de Schrödinger ;
― application aux marches, barrière et puits de potentiel (cas finis et infinis) ;
― atome d'hydrogène :
― quantification du moment cinétique ;
― atome de Bohr ;
― séries des raies spectrales.
B. ― Chimie physique et minérale
De l'atome à la liaison :
― constitution et représentation de l'atome ;
― lien avec la classification périodique ;
― les différents types de liaisons ;
― systèmes cristallographiques.
Etude des réactions en solution aqueuse :
― réactions acide-base ;
― pH métrie ;
― principe des dosages ;
― équilibres de solubilité et de complexation ;
― réactions d'oxydo-réduction, potentiels d'électrodes et piles électrochimiques.
Cinétique chimique de base et mécanismes :
― lois de vitesse ;
― réactions élémentaires.
2. Sciences de la vie
A. ― Biologie moléculaire, cellulaire et génétique
Notions de base de biochimie :
― les molécules du vivant : structure, rôles et biosynthèse des glucides, lipides, protides, acides nucléiques.
Notions de base sur les ultrastructures et le fonctionnement cellulaires :
― étude des ultrastructures cellulaires et de leur fonctionnement : biomembranes, noyau, réticulum lisse et granaire, appareil de Golgi, lysosome ;
― étude ultrastructurale de la mitochondrie ;
― étude de la synthèse biochimique des protéines, voyage dans la cellule et rôles (fonctionnels, structuraux...) ;
― étude de la cellule nerveuse : potentiel d'action, conduction de l'influx nerveux, transmission de l'information de cellule à cellule : les synapses ;
― étude des cellules sensorielles : structure et fonctions de la rétine et des cellules ciliées de l'oreille interne ;
― étude de la cellule musculaire striée : mécanisme biochimique de la contraction musculaire, synapses neuromusculaires.
Les divisions cellulaires : mitose animale et méiose :
― cycle cellulaire ;
― partage rigoureux du matériel génétique. Cycle des chromosomes.
Histologie :
― le tissu sanguin : plasma, éléments figurés, origine, rôles ;
― les glandes endocrines (ex : thyroïde) et mixtes (ex : pancréas, testicule...) ;
― histologie de la peau : l'étude de l'épiderme sera particulièrement développée. Rôles de la peau ;
― les cellules de l'endothélium intestinal. Adaptation aux fonctions d'absorption et de sécrétion.
Eléments de génétique :
― le support de l'information génétique : étude biochimique de l'ADN, des ARN ;
― notion de gène, structure et fonctionnement.
B. ― Microbiologie et immunologie
Fondamentaux de microbiologie :
― les différents micro-organismes (bactéries, virus, champignons et levures, endoparasites [protozoaires et helminthes]) ;
― structure des micro-organismes ;
― modes de développement et différences majeures entre les différents micro-organismes ;
― voies de pénétration dans l'organisme humain ;
― effet sur l'homme (notion de pathogénicité).
Les défenses de l'organisme :
― les cellules de l'immunité et leur structure ;
― la réponse à médiation humorale et cellulaire ;
― la vaccination ;
― le SIDA et la sérothérapie.
Nota. ― L'illustration par des risques en milieu professionnel pourra être demandée (ex : tuberculose, lésionnelle, accident exposant au sang [VIH, hépatite...], zoonose [grippe aviaire...])
C. ― Anatomie et physiologie : les grandes fonctions de l'organisme
(Nota. ― Les aspects liés aux maladies professionnelles
et de prévention en milieu de travail seront pris en compte)
Fonctions de relation :
― squelette : os et articulations ;
― relations nerveuses dans l'organisme ;
― muscles et tendons : mécanismes de la contraction musculaire : contraction isotonique, contraction isométrique. Réflexe myotatique (posture) ;
Organes des sens :
― vision et lumière : structure et fonctions de l'œil (acuité visuelle, champ visuel, vision chromatique et crépusculaire, anomalies de la vision).
Relations hormonales :
― caractéristiques des hormones ;
― rôles des hormones sexuelles (femme et homme).
Fonctions de nutrition :
― circulation :
― fonctionnement cardiaque (révolution, fréquence, automatisme...) ;
― circulation générale du sang : schéma général, circulation artérielle, circulation capillaire et retour veineux. On insistera sur les adaptations présentées par les diverses circulations.
Respiration :
― ventilation pulmonaire ;
― échanges gazeux ;
― adaptations lors du travail musculaire et chez le sportif.
Digestion :
― principes fondamentaux de transformation des aliments ;
― principaux rôles des organes de l'appareil digestif.
Excrétion :
― structure et fonctionnement du rein : le néphron ;
― urine primitive (filtration glomérulaire) et urine définitive ; réabsorption d'eau et de glucose.
Fonction de reproduction :
― cycles de fonctionnement de l'appareil génital féminin et régulation ;
― production de spermatozoïdes chez l'homme ; contrôle et régulation.
D. ― Perturbations physiologiques de l'organisme
Toxicologie :
― action des produits cancérogènes : benzène, toluène, silice, amiante et solvants organochlorés ;
― action de la fumée de tabac ;
― action du plomb et de l'aluminium ;
― action des médicaments et des drogues sur le cerveau et l'organisme.
Eléments perturbateurs :
― les effets physiologiques et psychologiques du bruit ;
― action des radiations ionisantes sur les cellules et l'organisme.
Nota. ― Pour chaque élément, seront considérés, le cas échéant : les voies de pénétration ou d'action, la circulation dans l'organisme, les modes d'action et effets sur les cellules et organes, les voies d'élimination. L'application aux maladies professionnelles et les aspects de prévention en milieu de travail seront pris en compte.
E. ― Eléments de bioéthique
Clonage et manipulations génétiques.
Procréation médicalement assistée, interruption volontaire de grossesse, manipulation d'embryons.
Greffes d'organes, dons de sang et d'organes.
Euthanasie.
Nota. ― Pour chaque sujet, les aspects techniques et humains seront pris en compte.