Fiche de révision : Biologie cellulaire et organismes

📋 Plan du Cours

1. Matière et constituants chimiques
2. Matière organique et biomolécules
3. Eau et compartiments liquidiens
4. Structure générale de la cellule
5. Échanges à travers la membrane
6. Potentiels et excitabilité cellulaires
7. Métabolisme et production d’énergie
8. Synthèse et reproduction cellulaires
9. Développement et génie génétique
10. Tissus et fonctions de l’organisme
11. Notions fondamentales de biologie
12. Définitions physico-chimiques

📖 1. Matière et constituants chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : La plus petite unité de matière susceptible d’entrer dans une composition chimique.
• Ion : Atome ou molécule qui a perdu ou gagné un électron et possède ainsi une charge électrique positive ou négative.

📝 Points essentiels

📌 Une molécule est formée de plusieurs atomes liés par des liaisons chimiques, tandis qu’un ion résulte d’une perte ou d’un gain d’électron.

📌 Un acide libère des ions H+ en solution aqueuse, une base libère des ions OH−, tandis qu’un sel se dissocie en anion et cation sans H+ ni OH−.

• Le pH mesure l’acidité sur une échelle de 0 à 14 : un pH inférieur à 7 est acide, un pH égal à 7 est neutre et un pH supérieur à 7 est basique ou alcalin.

💡 Astuce mémo

Atome isolé, molécule liée, ion chargé

📖 2. Matière organique et biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Molécules composées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, solubles dans l’eau et constituant une importante réserve d’énergie.
• Triglycérides : Formés de trois acides gras et d’un glycérol et constituant une forme de stockage des acides gras dans le tissu adipeux.
• Protéines : Séquences d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et dont l’activité dépend de la structure spatiale.

★ À maîtriser

• La matière organique comprend :

  • de l’eau
  • des éléments minéraux
  • des glucides
  • des lipides
  • des protides

• L’eau représente environ 60 % du poids du corps humain.

Compléments

• Le glucose est un hexose à six carbones, le ribose est un pentose du ARN et le désoxyribose est un pentose de l’ADN.

• Le cholestérol participe à la structure des membranes cellulaires, est un précurseur des hormones stéroïdes et des acides biliaires.

💡 Astuce mémo

CHON : carbone, hydrogène, oxygène, azote

📖 3. Eau et compartiments liquidiens

★ À maîtriser

• Le liquide intracellulaire contient principalement l’ion K+, tandis que le liquide extracellulaire contient principalement l’ion Na+.

• Une diminution de la volémie entraîne une diminution de la tension artérielle.

• La pression osmotique est due aux ions en solution, tandis que la pression oncotique est due aux protéines plasmatiques qui empêchent la fuite d’eau vers le secteur interstitiel.

Compléments

📌 Une baisse des protéines plasmatiques diminue la pression oncotique et favorise la formation d’un œdème.

💡 Astuce mémo

K+ dedans, Na+ dehors

📖 4. Structure générale de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité anatomique et fonctionnelle des êtres vivants.
• Mitochondries : Organites en forme de haricot qui produisent et stockent l’énergie sous forme d’ATP.

📝 Points essentiels

• La membrane cytoplasmique est une bicouche de phospholipides dont les pôles hydrophobes sont orientés vers l’intérieur.

• Les ribosomes assurent la synthèse des protéines, le réticulum endoplasmique leur transport et leur maturation, et l’appareil de Golgi leur emballage.

• Le noyau conserve l’information génétique sous forme d’ADN, et l’ADN ne quitte jamais le noyau.

• L’être humain possède 46 chromosomes regroupés en 23 paires, dont une paire détermine le sexe : XX ou XY.

💡 Astuce mémo

Une cellule comme une ville : membrane frontière, organites ateliers, noyau centre de commande

📖 5. Échanges à travers la membrane

★ À maîtriser

📌 Les échanges passifs se font selon le gradient de concentration sans dépense d’énergie, tandis que les transports actifs se font contre le gradient avec dépense d’énergie.

• La diffusion simple permet aux molécules liposolubles et aux gaz de traverser directement la bicouche phospholipidique.

• La diffusion facilitée permet le passage de grosses molécules non liposolubles comme le glucose et les acides aminés grâce à un transporteur spécifique et saturable.

📌 La pompe NaKATPase expulse le sodium de la cellule et fait entrer le potassium grâce à l’énergie fournie par l’ATP transformé en ADP.

Compléments

📌 La pinocytose fait entrer de très petites particules, tandis que la phagocytose fait entrer de grosses particules destinées à être détruites.

💡 Astuce mémo

Passif selon le gradient, actif contre le gradient

📖 6. Potentiels et excitabilité cellulaires

📝 Points essentiels

• Le potentiel de repos est une différence de potentiel d’environ −70 mV entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, qui est alors polarisée.

• Le potentiel d’action comprend une dépolarisation par entrée de Na+, une repolarisation par sortie de K+ et une restauration du potentiel de repos par la pompe.

• Les cellules nerveuses et musculaires sont excitables et peuvent se dépolariser puis se repolariser.

💡 Astuce mémo

Repos polarisé → dépolarisation → repolarisation → hyperpolarisation

📖 7. Métabolisme et production d’énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Enzyme : Substance chimique spécifique d’un substrat qui le transforme en produit tout en restant intacte.

★ À maîtriser

📌 L’anabolisme construit et synthétise les éléments nécessaires à la cellule, tandis que le catabolisme dégrade les substances pour produire de l’énergie.

• L’ATP est produit et stocké dans les mitochondries grâce à la dégradation des nutriments énergétiques, principalement les glucides et les lipides.

📌 La glycogénogenèse stocke le glucose sous forme de glycogène, tandis que la glycogénolyse dégrade le glycogène pour libérer du glucose.

• La glycolyse dégrade le glucose et libère de l’énergie sous forme d’ATP, avec formation de CO2 et d’eau.

Compléments

📐 Formule - La réaction enzymatique s’écrit $substrat + enzyme \rightarrow produit + enzyme$.

• La néoglucogenèse fabrique du glucose à partir de lipides ou de protides lorsque l’organisme manque de glucose.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade

📖 8. Synthèse et reproduction cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Mitose : Division cellulaire qui produit à partir d’une cellule mère à 46 chromosomes deux cellules filles identiques possédant chacune 46 chromosomes.
• Méiose : Division des cellules reproductrices qui transforme une cellule à 46 chromosomes en cellules à 23 chromosomes.

📝 Points essentiels

• La synthèse des protéines comprend une transcription du gène dans le noyau puis une traduction de l’information par le ribosome dans le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

ADN → transcription → traduction ; mitose conserve 46, méiose réduit à 23

📖 9. Développement et génie génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Différenciation cellulaire : Spécialisation de cellules qui possèdent le même capital génétique mais n’expriment pas les mêmes gènes.
• Génie génétique : Techniques qui permettent de modifier le programme génétique de cellules vivantes.

★ À maîtriser

• La cellule-œuf résulte de la réunion de deux gamètes à 23 chromosomes et possède 46 chromosomes.

• Le développement de l’organisme commence par la multiplication mitotique de la cellule-œuf.

📌 L’embryon correspond aux trois premiers mois de grossesse, tandis que le fœtus s’étend du troisième mois jusqu’à la naissance.

Compléments

📌 Les substances tératogènes peuvent provoquer des atteintes et des malformations de l’embryon ou du fœtus.

• Le code génétique utilise quatre bases azotées et est universel chez presque tous les êtres vivants, ce qui permet à une bactérie de lire un gène humain et de fabriquer la protéine correspondante.

💡 Astuce mémo

Expression différentielle des gènes → spécialisation cellulaire

📖 10. Tissus et fonctions de l’organisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Ensemble de cellules de morphologie et de fonction identiques.
• Muqueuse : Une muqueuse tapisse l’intérieur d’un organe creux et produit du mucus ; elle comprend un épithélium de revêtement et une sous-muqueuse contenant du tissu conjonctif et des vaisseaux sanguins.

★ À maîtriser

📌 Une glande exocrine libère sa substance par un canal excréteur, tandis qu’une glande endocrine libère une hormone dans le sang pour agir à distance sur une cellule cible.

📌 Le tissu musculaire lisse assure une motricité involontaire des viscères, le tissu strié squelettique permet les mouvements volontaires et le tissu strié cardiaque se contracte involontairement.

Compléments

• L’endothélium tapisse l’intérieur du cœur et des vaisseaux sanguins.

• Le tissu nerveux comprend des neurones entourés par des cellules gliales ou névroglie.

📖 11. Notions fondamentales de biologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Maintien du milieu interne de l’organisme à des valeurs physiologiques relativement constantes, notamment pour le sodium, le pH et la température.

💡 Astuce mémo

Homéostasie stable → fonctionnement cellulaire efficace

📖 12. Définitions physico-chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytologie : Science qui étudie la cellule.
• Histologie : Science qui étudie les tissus.
• Anatomie : Science qui étudie la structure et la forme de l’organisme.
• Physiologie : Science qui étudie le fonctionnement de l’organisme.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des divisions cellulaires