Fiche de révision : Bases de biologie cellulaire

📋 Plan du Cours

1. Définition et propriétés du vivant
2. Cellule et unité du vivant
3. Classification et niveaux d’organisation
4. Frontières du vivant
5. Atomes et liaisons chimiques
6. Grandes familles de biomolécules
7. Protéines et fonctions cellulaires
8. Glucides et lipides
9. Acides nucléiques et information
10. Cellule eucaryote et observation
11. Membrane et compartimentation
12. Structure de la membrane plasmique

📖 1. Définition et propriétés du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Être vivant : Capable de se nourrir, de grandir et de se reproduire de façon autonome.
• Métabolisme : Somme des réactions chimiques d’un organisme.

📝 Points essentiels

📌 Le catabolisme décompose des molécules complexes en molécules plus simples avec libération d’énergie, tandis que l’anabolisme assemble des molécules simples en molécules complexes et nécessite de l’énergie.

📌 Les organismes autotrophes fabriquent leurs molécules organiques grâce à l’énergie lumineuse et à la photosynthèse, tandis que les organismes hétérotrophes se nourrissent d’autotrophes ou d’autres hétérotrophes.

• La reproduction produit de nouveaux êtres vivants avec des variations qui peuvent favoriser l’évolution et l’adaptation à l’environnement.

💡 Astuce mémo

Métabolisme et reproduction → autonomie, adaptation et évolution

📖 2. Cellule et unité du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité capable d’existence autonome et de reproduction, et toute cellule dérive d’une cellule préexistante.

★ À maîtriser

📌 Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau, tandis que les cellules eucaryotes possèdent un noyau.

• Les quatre grandes familles de biomolécules sont:
  • les protéines
  • les glucides
  • les lipides
  • les acides nucléiques

Compléments

• Les principaux atomes constitutifs du vivant sont:

  • le carbone
  • l’hydrogène
  • l’oxygène
  • l’azote
  • le soufre
  • le phosphore

• L’ADN constitue le matériel génétique, le code génétique est quasi universel et l’ATP constitue une forme d’énergie cellulaire.

💡 Astuce mémo

Structure différente → fonction différente

📖 3. Classification et niveaux d’organisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Population : Un ensemble d’individus appartenant à la même espèce, vivant au même endroit et au même moment.
• Écosystème : Comprend les êtres vivants et l’environnement dans lequel ils vivent.
• Émergence : Apparition, à un niveau supérieur d’organisation, de propriétés absentes au niveau inférieur.
• Communauté : Un ensemble d’espèces vivant au même endroit et au même moment.

📝 Points essentiels

• Les trois domaines du vivant sont:
  • les Bactéries
  • les Archées
  • les Eucaryotes

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → organite → cellule → organisme → écosystème

📖 4. Frontières du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Virus : Constitué de matériel génétique, ADN ou ARN, empaqueté dans une capside protéique, mais dépourvu de métabolisme et incapable de se répliquer seul.
• Prion : Une particule infectieuse composée seulement d’une protéine qui transforme, par contact, une protéine saine en protéine malade.

★ À maîtriser

• 🔄 Lors d’une infection virale:
  1. le virus entre dans une cellule
  2. il y introduit son matériel génétique
  3. il détourne le fonctionnement cellulaire
  4. la cellule produit les composants viraux

Compléments

• Les formes des encéphalopathies spongiformes subaiguës transmissibles sont: la forme sporadique, représentant 30 % des cas, la forme génétique, représentant 10 % des cas, la forme iatrogène, provoquée par un médicament ou un acte médical

💡 Astuce mémo

Cellule autonome, virus dépendant

📖 5. Atomes et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotope : Des atomes d’un même élément possédant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons.
• Liaison covalente : Une liaison formée par la mise en commun d’une ou plusieurs paires d’électrons de valence.
• Liaison ionique : Résulte du transfert d’électrons de valence, qui forme un cation lorsque l’atome perd un électron et un anion lorsqu’il le gagne.

📝 Points essentiels

• Le carbone 14 est un isotope radioactif dont la demi-vie est de 5 700 ans et qui peut servir à dater l’âge d’un individu.

📌 Une réaction chimique conserve la matière : les substrats sont transformés en produits, sans que rien ne disparaisse ni n’apparaisse.

💡 Astuce mémo

Mise en commun : covalente ; transfert : ionique

📖 6. Grandes familles de biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Biomolécule : Une molécule produite ou utilisée par les êtres vivants, notamment une protéine, un glucide, un lipide ou un acide nucléique.

📖 7. Protéines et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Constituée d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques formées d’acides aminés et adoptant une conformation particulière.
• Enzyme : Un catalyseur biologique qui facilite ou accélère une réaction chimique en interagissant avec un substrat.
• Récepteur : Une protéine possédant un site de liaison spécifique pour un ligand et transmettant un message après sa fixation.

★ À maîtriser

• Les protéines sont formées à partir de 20 acides aminés, reliés par des liaisons peptidiques dans une chaîne polypeptidique.

• Les niveaux de structure protéique sont: la structure primaire, correspondant à l’enchaînement des acides aminés, la structure secondaire, comprenant les hélices alpha et les feuillets bêta, la structure tertiaire, résultant notamment de ponts disulfure entre acides aminés éloignés, la structure quaternaire, associant plusieurs chaînes polypeptidiques

Compléments

• L’hémoglobine possède quatre chaînes polypeptidiques, deux chaînes alpha et deux chaînes bêta, et fixe le dioxygène.

💡 Astuce mémo

Primaire → secondaire → tertiaire → quaternaire

📖 8. Glucides et lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Triglycéride : Formé d’un glycérol et de trois acides gras et servant au stockage de l’énergie.
• Phosphoglycérolipide : Formé d’un glycérol, de deux acides gras et d’un phosphate, et constituant les membranes.

★ À maîtriser

📌 Un disaccharide est formé de deux monosaccharides liés par une liaison glycosidique, tandis qu’un polysaccharide est un polymère de monosaccharides.

Compléments

• Les monosaccharides contiennent 3 à 9 atomes ; les pentoses possèdent 5 carbones et les hexoses 6 carbones.

📖 9. Acides nucléiques et information

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Constitué d’un pentose, d’une base azotée et d’un ou plusieurs groupes phosphate.

★ À maîtriser

📌 L’ADN est un polymère à deux brins antiparallèles de nucléotides complémentaires, tandis que l’ARN est généralement constitué d’un seul brin de nucléotides.

• Les bases azotées sont:
  • l’adénine
  • la guanine
  • la cytosine
  • la thymine dans l’ADN
  • l’uracile dans l’ARN

Compléments

• Les trois types d’ARN sont:
  • l’ARN messager
  • l’ARN de transfert
  • l’ARN ribosomique

💡 Astuce mémo

ADN à deux brins, ARN à un seul brin

📖 10. Cellule eucaryote et observation

🔑 Notions clés & Définitions

• Totipotence : La capacité d’une cellule à contenir toute l’information génétique nécessaire pour engendrer un organisme entier.

★ À maîtriser

• La taille d’une cellule eucaryote animale est généralement comprise entre 10 et 100 μm.

📌 La microscopie optique utilise des photons, atteint au maximum un grossissement de 1 000 et permet d’observer des cellules vivantes, tandis que la microscopie électronique atteint 100 000 mais ne permet pas d’observer des cellules vivantes.

Compléments

• En 1997, le clonage de la brebis Dolly a été publié.

• La cryo-microscopie électronique a reçu le prix Nobel de chimie en 2017 et atteint une résolution de quelques dixièmes de nanomètre.

💡 Astuce mémo

Optique → électronique → cryo-électronique

📖 11. Membrane et compartimentation

🔑 Notions clés & Définitions

• Compartimentation : Permet à une cellule de réaliser des fonctions différentes dans des compartiments distincts.
• Membrane plasmique : La frontière entre la cellule et son environnement et régulant le passage des substances qui entrent et sortent de la cellule.

💡 Astuce mémo

Tête hydrophile, queue hydrophobe

📖 12. Structure de la membrane plasmique

★ À maîtriser

• La membrane plasmique contient environ 35 % de lipides et 55 % de protéines transmembranaires.

📌 Dans un phosphoglycérolipide, la tête est hydrophile et la queue est hydrophobe.

Compléments

• Les lipides membranaires comprennent environ 35 % de phosphoglycérolipides, 20 % de cholestérol et 5 % de glycolipides.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des biomolécules