Fiche de révision : Biologie

📋 Plan du Cours

1. Organisation et propriétés des membranes
2. Perméabilité et transports membranaires
3. Potentiel membranaire et influx nerveux
4. Osmose et volume cellulaire
5. Endocytose et exocytose
6. Dégradation des protéines cellulaires
7. Moteurs et mouvements cellulaires
8. Contraction des muscles squelettiques

📖 1. Organisation et propriétés des membranes

★ À maîtriser

• La membrane biologique de base est une bicouche phospholipidique dont la structure est maintenue par des interactions hydrophobes et hydrophiles.

📌 Les acides gras saturés favorisent l’imperméabilité et la viscosité membranaires, tandis que les acides gras insaturés favorisent la fluidité.

Compléments

• Le cholestérol diminue la fluidité membranaire lorsque la température augmente et empêche la solidification à basse température.

• Les phospholipides sont synthétisés à l’intérieur du réticulum endoplasmique et leur répartition varie entre les faces membranaires et les organites.

• Les mouvements des phospholipides sont :

  • tourner (rotation)
  • changer d’orientation (flexion)
  • se déplacer latéralement
  • changer de face membranaire (flip-flop)

💡 Astuce mémo

Saturés : viscosité et imperméabilité ; insaturés : fluidité.

📖 2. Perméabilité et transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion simple : Déplacement spontané d’un composé perméable à la membrane jusqu’à l’équilibre de ses concentrations de part et d’autre.

• Transport actif secondaire : Utilise le gradient d’un composé, souvent établi par une pompe, pour faire fonctionner un cotransporteur.

★ À maîtriser

📌 Les canaux de faible diamètre laissent passer les petites molécules ou les ions de taille compatible sans spécificité moléculaire, tandis que les transporteurs reconnaissent spécifiquement des molécules plus grandes comme le glucose.

📌 Le transport passif suit les forces liées à l’entropie sans requérir d’énergie cellulaire, tandis que le transport actif déplace des molécules à contre-gradient en utilisant de l’énergie.

Compléments

• Les gaz, l’eau et les molécules hydrophobes peuvent traverser librement la membrane selon le cours.

• La cellule utilise principalement le potentiel réducteur (NADH, NADPH et FADH2) et l’ATP comme formes d’énergie chimique.

📌 Un uniport transporte un seul composé, tandis qu’un cotransport fait passer deux composés en symport dans le même sens ou en antiport dans des sens opposés.

💡 Astuce mémo

Passif suit le gradient ; actif le remonte grâce à l’énergie.

📖 3. Potentiel membranaire et influx nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel membranaire : Différence de charge électrique entre les faces interne et externe de la membrane.

★ À maîtriser

• La pompe Na/K ATPase expulse trois ions Na+ et fait entrer deux ions K+, créant un gradient de charges.

• Selon le type cellulaire, le potentiel électrique transmembranaire à l’équilibre est compris entre −60 et −70 millivolts.

• 🔄 Les phases du potentiel d’action sont :
  1. potentiel de repos à −70 mV
  2. dépolarisation jusqu’à +30 mV
  3. repolarisation
  4. hyperpolarisation jusqu’à −80 mV

Compléments

• L’ouverture des canaux à sodium à la suite d’une modification brutale du potentiel membranaire déclenche la dépolarisation, qui se propage aux zones adjacentes de l’axone.

• La propagation de la dépolarisation est d’environ 1 mètre par seconde dans les axones non protégés et peut atteindre 100 mètres par seconde dans les axones protégés.

💡 Astuce mémo

Repos → dépolarisation → repolarisation → hyperpolarisation.

📖 4. Osmose et volume cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable en réponse à un gradient chimique en soluté.
• Pression osmotique : Force qu’il faudrait appliquer pour empêcher le flux d’eau lors d’un équilibrage osmotique.
• Milieu isotonique : Présente une concentration en solutés identique à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule.

★ À maîtriser

📌 Un milieu hypertonique contient une quantité importante de solutés, tandis qu’un milieu hypotonique en contient une faible quantité.

📌 En milieu hypotonique, l’eau entre dans la cellule et peut provoquer sa turgescence ou l’hémolyse des cellules sanguines si elles éclatent, tandis qu’en milieu hypertonique l’eau sort et la cellule subit une plasmolyse.

Compléments

• L’osmose dépend uniquement des molécules auxquelles la membrane est imperméable.

💡 Astuce mémo

Hypotonique : l’eau entre ; hypertonique : l’eau sort.

📖 5. Endocytose et exocytose

🔑 Notions clés & Définitions

• Endocytose : Regroupe les processus qui transportent des molécules ou des particules vers l’intérieur de la cellule par formation d’une vésicule membranaire.
• Exocytose : Libération de macromolécules hors de la cellule par fusion des membranes plasmiques et de vésicules.

★ À maîtriser

• Les types d’endocytose sont :
  • la pinocytose
  • la phagocytose
  • l’endocytose par puits tapissés

• La phagocytose spécifique englobe des particules avec des pseudopodes dans un phagosome, qui entre ensuite en contact avec un lysosome.

Compléments

• La pinocytose est une endocytose non spécifique et continue qui absorbe de faibles volumes de liquide extracellulaire et ses solutés, surtout lorsque les molécules sont abondantes.

• L’endocytose par puits tapissés reconnaît spécifiquement des molécules grâce à des récepteurs, permettant de capturer et concentrer des molécules peu abondantes dans le liquide extracellulaire.

• L’exocytose peut être constitutive et continue ou régulée, comme la libération d’un neurotransmetteur à la suite d’un influx nerveux dans une synapse.

💡 Astuce mémo

Endocytose : entrée en vésicule ; exocytose : libération par fusion.

📖 6. Dégradation des protéines cellulaires

★ À maîtriser

📌 Les lysosomes dégradent les protéines provenant de l’extérieur de la cellule, tandis que les protéasomes dégradent généralement les protéines provenant de l’intérieur de la cellule.

• Les protéines intracellulaires en fin de vie sont généralement marquées par l’ubiquitine, une petite protéine de 76 acides aminés, avant leur dégradation par le protéasome.

Compléments

• Les lysosomes participent à la phagocytose et à l’autophagie.

• Après leur marquage par l’ubiquitine, les protéines se lient au protéasome, qui les découpe en courts peptides réutilisables dans le métabolisme énergétique ou la synthèse de nouvelles protéines.

💡 Astuce mémo

Lysosome : protéines venues de l’extérieur ; protéasome : protéines intracellulaires.

📖 7. Moteurs et mouvements cellulaires

★ À maîtriser

• Les protéines motrices de la mobilité cellulaire sont la kinésine, la dynéine et la myosine, dont le site moteur peut se plier en présence d’ATP.

• La dynéine se déplace vers l’extrémité − des microtubules, tandis que la kinésine se déplace vers leur extrémité +.

Compléments

• Les protéines motrices se déplacent le long des microtubules, qui servent aussi de rails au déplacement des organites et des vésicules dans la cellule.

• Les cils et les flagelles sont constitués de microtubules reliés entre eux par la dynéine, qui provoque le déplacement relatif de doublets adjacents.

💡 Astuce mémo

Dynéine vers l’extrémité − ; kinésine vers l’extrémité +.

📖 8. Contraction des muscles squelettiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Sarcomère : Unité contractile des myofibrilles, formée par des filaments d’actine et de myosine ; la ligne M en marque le centre et les lignes Z les limites.

★ À maîtriser

📌 Les muscles squelettiques sont volontaires et striés, les muscles lisses sont involontaires et non striés, et les muscles cardiaques sont involontaires et striés.

• La myosine tire l’actine vers le centre du sarcomère, rapprochant les lignes Z et raccourcissant le sarcomère puis la fibre musculaire, sans raccourcir les filaments eux-mêmes.

• L’influx nerveux déclenche la libération d’acétylcholine, qui se fixe à des récepteurs musculaires et provoque un signal électrique dans la cellule musculaire ; l’acétylcholine est ensuite rapidement dégradée.

• Le signal électrique provoque la libération du calcium stocké dans le réticulum ; le calcium libère les sites de fixation de la myosine sur l’actine en déplaçant le complexe troponine-tropomyosine, puis le calcium retourne au réticulum lorsque le signal cesse.

📌 L’activation d’un sarcomère est tout ou rien, mais le muscle module sa contraction en faisant varier le nombre de myocytes excités et la fréquence des influx nerveux.

Compléments

• Les trois types de muscles possèdent des myocytes allongés capables de se contracter grâce à leurs myofilaments.

• Les myocytes squelettiques peuvent atteindre 30 cm, comporter des centaines de noyaux et avoir une forme de cigare.

• Les muscles squelettiques servent à : les mouvements volontaires, les réflexes, le maintien de la posture et la stabilisation des articulations, le dégagement de chaleur

• Dans les muscles squelettiques, 75 % de l’énergie dépensée est perdue sous forme de chaleur.

💡 Astuce mémo

Influx → acétylcholine → calcium → glissement actine-myosine.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transports membranaires