Fiche de révision : Physiologie et biologie cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Bases de la physiologie de l’exercice
2. Niveaux d’organisation du vivant
3. Atomes et liaisons chimiques
4. Molécules du vivant
5. Structure et fonctions cellulaires
6. Transports membranaires
7. Énergie et réactions chimiques
8. Enzymes et vitesse des réactions

📖 1. Bases de la physiologie de l’exercice

🔑 Notions clés & Définitions

• Physiologie : La physiologie étudie le fonctionnement des structures corporelles.
• Physiologie de l’exercice : Bigrel, 1991 — Décrit et explique les changements fonctionnels qui surviennent dans l’organisme avant, pendant ou après un exercice, ainsi qu’après un entraînement.
• Morphologie : Étude de la forme et de la structure externe des êtres vivants par observation directe.
• Anatomie : Étude des structures internes corporelles et des rapports qui existent entre elles.

★ À maîtriser

• Lorsqu’une activité est répétée pendant plusieurs mois avec une augmentation progressive de sa durée et de son intensité, l’organisme s’adapte et devient progressivement plus performant.

• La production de force nécessaire à tout mouvement implique les muscles squelettiques, tandis que le système nerveux initie, combine et coordonne les mouvements.

• Pendant l’exercice, le système nerveux et le système endocrinien régulent l’organisme, tandis que les appareils cardiovasculaire et respiratoire apportent l’oxygène et les substrats aux muscles actifs et éliminent le dioxyde de carbone et les déchets métaboliques.

Compléments

• En 1889, Lagrange a écrit le premier ouvrage de physiologie de l’exercice.

💡 Astuce mémo

Effort → dépenses énergétiques → adaptation → performance

📖 2. Niveaux d’organisation du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu épithélial : Recouvre la surface du corps et tapisse les organes creux, les cavités corporelles et les canaux, assurant notamment une protection contre les invasions microbiennes et la déshydratation.
• Organe : Structure composée d’au moins deux types de tissus différents.

📝 Points essentiels

• 🔄 Les niveaux d’organisation sont ordonnés ainsi:

  1. Niveau chimique
  2. Niveau des cellules
  3. Niveau des tissus
  4. Niveau des organes
  5. Niveau des appareils ou systèmes
  6. Niveau de l’organisme

• Les principaux tissus musculaires sont:

  • Tissu musculaire squelettique strié fixé à l’os
  • Tissu musculaire cardiaque strié et involontaire
  • Tissu musculaire lisse non strié des parois des structures internes creuses

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 3. Atomes et liaisons chimiques

★ À maîtriser

• Un atome contient des électrons chargés négativement, des protons chargés positivement et des neutrons neutres, et il est électriquement neutre lorsqu’il possède autant de charges positives que négatives.

• Les atomes tendent à vider ou à remplir leur couche externe afin d’atteindre la stabilité en partageant, prenant ou abandonnant des électrons.

📌 Une molécule polaire partage ses électrons de manière inégale, tandis qu’une molécule non polaire les partage de manière égale.

• La perte d’un électron forme un cation positif, tandis que le gain d’un électron forme un anion négatif.

Compléments

📌 Une liaison simple correspond au partage d’une paire d’électrons, tandis qu’une liaison double correspond au partage de deux paires d’électrons.

💡 Astuce mémo

Partage d’électrons = liaison covalente ; transfert d’électrons = ion

📖 4. Molécules du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• ATP : Molécule formée d’une adénosine et de trois groupements phosphate, capable de transférer l’énergie nécessaire aux réactions cellulaires grâce à deux liaisons phosphate à haut potentiel énergétique.

★ À maîtriser

• Les substances inorganiques comprennent habituellement l’eau, l’oxygène et les minéraux, tandis que les substances organiques contiennent un ou plusieurs atomes de carbone et comprennent notamment les lipides, les glucides et les protéines.

• Un disaccharide se forme par union de deux monosaccharides avec perte d’une molécule d’eau, tandis que l’hydrolyse le divise par utilisation d’eau.

• Le glycogène est un polysaccharide constitué d’unités de glucose stockées dans le foie et les muscles squelettiques, tandis que l’amidon est une forme de glucide mise en réserve par les végétaux.

• Les triglycérides constituent une réserve d’énergie dégradée pour fournir de l’énergie à la cellule, les phospholipides constituent l’essentiel des membranes cellulaires et les stéroïdes comprennent notamment le cholestérol, les hormones sexuelles et la vitamine D.

• Les principaux types de protéines cités sont:

  • Collagène
  • Myosine et actine
  • Anticorps
  • Hormones
  • Hémoglobine
  • Kératine
  • Enzymes

Compléments

• Les monosaccharides contiennent de trois à sept atomes de carbone, notamment trois pour le glycéraldéhyde, cinq pour le ribose et six pour le glucose et le fructose.

📖 5. Structure et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Bicouche de phospholipides contenant du cholestérol, des protéines et des glycoprotéines qui sépare la cellule du milieu extracellulaire et assure une perméabilité sélective.

★ À maîtriser

• Le noyau contient les gènes, dirige les activités cellulaires et joue un rôle majeur dans la division cellulaire.

• Les ribosomes fabriquent les protéines en traduisant le message porté par l’ARN messager envoyé par le noyau.

📐 Formule — Les mitochondries réalisent la respiration cellulaire aérobie selon la réaction $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$ et une partie de l’énergie libérée sert à fabriquer de l’ATP.

Compléments

• Dans les cellules musculaires squelettiques et cardiaques, le réticulum endoplasmique lisse forme le réticulum sarcoplasmique, qui stocke et libère les ions calcium lors de la contraction musculaire.

• L’appareil de Golgi emballe les protéines et les glycoprotéines dans des vésicules destinées à l’exportation ou à l’insertion dans la membrane plasmique.

💡 Astuce mémo

Une cellule-usine : membrane, noyau, ribosomes, RE, Golgi et mitochondries

📖 6. Transports membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Déplacement net de particules d’une région de forte concentration vers une région de faible concentration jusqu’à l’équilibre.
• Osmose : Diffusion d’un solvant, notamment l’eau, à travers une membrane sélectivement perméable, d’une région où l’eau est très concentrée vers une région où elle l’est moins.

★ À maîtriser

• Les processus passifs déplacent les substances sans utiliser d’énergie, tandis que les processus actifs utilisent de l’énergie.

• Le transport actif déplace principalement des acides aminés et des ions contre leur gradient de concentration grâce à de l’énergie et à un transporteur protéique.

• L’exocytose fait passer des substances de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule, tandis que l’endocytose réalise le phénomène inverse.

Compléments

• La diffusion facilitée permet à certaines molécules, comme le glucose, de traverser la membrane selon leur gradient de concentration grâce à une protéine transporteuse spécifique.

💡 Astuce mémo

Passif : selon le gradient et sans énergie ; actif : contre le gradient et avec énergie

📖 7. Énergie et réactions chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans l’organisme, comprenant les réactions de synthèse et de dégradation.

★ À maîtriser

• L’énergie potentielle est une énergie stockée capable de fournir un travail, tandis que l’énergie cinétique est l’énergie active d’un objet en mouvement.

• Les réactions de synthèse combinent des atomes ou des molécules pour former une molécule plus grande et plus complexe, tandis que les réactions de dégradation divisent une molécule en molécules plus petites ou en atomes.

• Les réactions de synthèse consomment de l’énergie, tandis que les réactions cataboliques libèrent de l’énergie.

Compléments

📌 Les réactions d’échange associent une dégradation et une synthèse, avec rupture et formation de liaisons chimiques.

• Une réaction réversible permet aux produits de reprendre la forme des réactifs initiaux.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit et consomme ; catabolisme dégrade et libère

📖 8. Enzymes et vitesse des réactions

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Régule et accélère la vitesse d’une réaction chimique sans être modifiée ni détruite.

📝 Points essentiels

• À température et concentration égales, les réactions chimiques sont plus rapides lorsque les particules réactives sont plus petites, lorsque la température ou leur concentration augmente, ou en présence d’enzymes.

📊 Tableaux de synthèse

Organisation du vivant

Transports membranaires