★ À maîtriser
📌 Un électrolyte est un acide s’il se dissocie en donnant un ion H+, une base s’il donne un ion OH−, et un sel s’il se dissocie en anion et cation sans donner H+ ni OH−.
📌 Une solution est acide si son pH est inférieur à 7, neutre si son pH vaut 7 et basique ou alcaline si son pH est supérieur à 7 et peut atteindre 14.
Compléments
Les symboles atomiques présentés sont :
L’hydrogène représente 75 % des atomes présents dans la nature.
📌 Un ion positif est un cation, tandis qu’un ion négatif est un anion.
En solution aqueuse, HCl donne H+ et Cl−, NaOH donne Na+ et OH−, et NaCl donne Na+ et Cl−.
Plus une solution renferme d’ions H+, plus elle est acide.
Le cation est positif, l’anion est négatif
★ À maîtriser
La matière organique est la matière vivante et se compose principalement des atomes carbone, hydrogène, oxygène et azote.
Le corps humain est composé d’eau à 60 % de son poids, d’éléments minéraux à 4 % et de substances organiques comprenant les glucides, les lipides et les protides.
Le liquide intracellulaire se trouve à l’intérieur des cellules et son ion dominant est K+.
Le liquide extracellulaire comprend le secteur plasmatique, contenu dans les vaisseaux, et le secteur interstitiel, situé hors des vaisseaux et des cellules.
Le secteur plasmatique détermine la volémie, et une diminution de la volémie entraîne une baisse de la tension artérielle.
📌 Deux solutions aqueuses de concentrations en solutés différentes sont hypertonique pour la plus concentrée et hypotonique pour la moins concentrée; elles sont isotoniques si leurs concentrations sont égales.
Compléments
Le plasma contient : de l’eau, des ions positifs comme Na+ et K+, des ions négatifs comme HCO3− et Cl−, des substances non ionisées comme les protéines, les lipides et les glucides
Certaines grosses protéines plasmatiques créent une pression osmotique qui empêche l’eau de fuir hors des vaisseaux sanguins.
L’ion dominant du secteur interstitiel est Na+, et les variations de ce secteur peuvent se traduire par des œdèmes.
📌 Les macroéléments comprennent notamment le calcium et le magnésium, tandis que les oligoéléments comme le fer, le zinc, le cuivre et le sélénium sont présents à l’état de trace ; le fer représente néanmoins quelques grammes dans l’organisme.
L’eau va de l’hypotonique vers l’hypertonique, le soluté fait l’inverse
★ À maîtriser
📌 Les oses sont les plus petits glucides; le glucose est un hexose à 6 atomes de carbone, tandis que le ribose et le désoxyribose sont des pentoses à 5 atomes de carbone, associés respectivement à l’ARN et à l’ADN.
Le cholestérol, provenant de l’alimentation mais surtout synthétisé par le foie, contribue à l’imperméabilité des membranes cellulaires et est un précurseur des hormones stéroïdes, comme la testostérone et le cortisol, ainsi que des acides biliaires.
Les acides aminés sont les protides les plus simples, et 20 acides aminés sont présents dans la matière vivante.
Compléments
Les polyholosides sont formés de nombreux oses, comme le glycogène chez les animaux et l’amidon chez les végétaux.
Le glycogène est une forme de stockage du glucose au niveau du foie.
Les lipides servent de réserve d’énergie et jouent un rôle architectural dans les cellules.
📌 Les acides gras d’origine végétale sont insaturés, tandis que ceux d’origine animale sont saturés et plus difficiles à éliminer.
Les acides gras essentiels ne sont pas synthétisés par l’organisme et doivent être apportés par l’alimentation.
Les phospholipides sont constitués d’acides gras, de glycérol et d’acide phosphorique, et interviennent dans la constitution de la membrane cellulaire.
Chaque acide aminé possède :
Les protéines interviennent dans la constitution :
Les 20 acides aminés sont les lettres qui composent les protéines
★ À maîtriser
📌 Une cellule eucaryote possède un noyau délimitant le matériel génétique par une membrane, tandis qu’une cellule procaryote possède un matériel génétique libre dans la cellule et est dépourvue de noyau.
Compléments
Près de 200 types différents de cellules sont connus dans le corps humain, et chaque type remplit une fonction précise.
La cellule peut assurer les fonctions suivantes :
Les cellules procaryotes correspondent aux bactéries, tandis que les cellules eucaryotes comprennent toutes les autres cellules.
Les cellules procaryotes mesurent généralement 1 à 3 μm, ne possèdent pas d’organites sauf les ribosomes et ont un matériel génétique non enfermé dans un noyau délimité.
Les cellules eucaryotes mesurent généralement 10 à 100 μm, avec une moyenne de 20 μm, possèdent de nombreux organites internes membranaires et un noyau délimité par une membrane.
Procaryote sans noyau, eucaryote avec noyau
★ À maîtriser
La membrane cytoplasmique est constituée d’une double couche de phospholipides dont les pôles hydrophobes se font face à l’intérieur et dont les parties hydrophiles sont orientées vers l’extérieur.
La membrane cytoplasmique permet les échanges passifs sans transporteur protéique ni énergie et les transports actifs qui nécessitent un transporteur protéique et de l’énergie.
Les ribosomes sont des granulations formées de deux sous-unités qui assurent la synthèse des protéines et peuvent être isolées, en chapelet ou associées au réticulum endoplasmique.
Les mitochondries produisent et stockent de l’énergie sous forme d’ATP.
Compléments
La partie interne de la bicouche ne laisse pas passer l’eau, tandis que les substances liposolubles peuvent traverser la membrane.
Les protéines transmembranaires traversent la membrane et forment des pores permettant le passage de l’eau et de certaines substances hydrophiles.
Les protéines membranaires de surface peuvent former : des récepteurs hormonaux, des antigènes de surface, des enzymes sur la face interne de la membrane, des transporteurs spécifiques, des pompes
La membrane protège la cellule, la sépare du milieu extérieur et individualise les cellules en formant des compartiments fermés.
Les récepteurs membranaires permettent à la cellule de reconnaître certains produits et de réagir aux signaux externes en modifiant son fonctionnement.
Le réticulum endoplasmique est un réseau de sacs aplatis qui transporte et participe à la maturation des protéines synthétisées par les ribosomes.
L’appareil de Golgi est un ensemble de saccules empilés qui participe à l’emballage des protéines.
Les lysosomes sont des vésicules contenant des enzymes de lyse qui détruisent les déchets et les particules étrangères dans la cellule.
Le cycle de Krebs est un système enzymatique pilotant une suite de 8 réactions chimiques et constitue un carrefour des catabolismes des glucides, des lipides et des protides.
★ À maîtriser
Avant chaque division cellulaire, la molécule d’ADN à double brin est dupliquée en deux molécules d’ADN filles identiques.
L’information génétique est inscrite dans l’ordre d’enchaînement des nucléotides de l’ADN.
Les séquences d’ADN correspondant aux gènes sont copiées en ARN messager dans le noyau, puis l’ARN messager passe dans le cytoplasme où il est traduit en protéine fonctionnelle.
Compléments
L’ADN est une double hélice droite composée de deux brins complémentaires, chacun constitué de nucléotides associant une base azotée, un désoxyribose et un groupement phosphate.
Les quatre bases de l’ADN sont :
L’ARN est généralement constitué d’une seule chaîne de nucléotides comprenant un sucre, le ribose, un groupement phosphate et une base azotée.
Les bases de l’ARN sont :
L’ARN messager se trouve dans le noyau et le cytoplasme, tandis que l’ARN de transfert se trouve uniquement dans le cytoplasme.
Les ARN interférents peuvent provoquer la destruction de certains ARN messagers et empêcher ainsi la production de la protéine correspondante, neutralisant le gène concerné.
ADN → ARNm → protéine
★ À maîtriser
Les échanges transmembranaires permettent à la cellule de puiser les nutriments et l’oxygène nécessaires et de rejeter les déchets et les produits de synthèse.
La perméabilité sélective dépend de la nature de la membrane, des propriétés de la substance transportée et du gradient de concentration.
Compléments
La bicouche est perméable aux substances liposolubles et imperméable aux substances hydrosolubles, tandis que les pores, transporteurs et pompes membranaires influencent également les échanges.
Le passage d’une substance dépend de son caractère hydrosoluble ou liposoluble, de sa taille — les petites substances passant plus facilement — et de son ionisation, certaines substances passant mieux lorsqu’elles sont partiellement non ionisées.
Liposoluble : traverse la bicouche ; hydrosoluble : dépend des protéines membranaires
★ À maîtriser
📌 Les échanges passifs se font dans le sens du gradient de concentration, du milieu le plus concentré vers le moins concentré, sans dépense d’énergie, tandis que les transports actifs se font contre le gradient et nécessitent de l’énergie.
📌 La diffusion simple fait traverser la bicouche phospholipidique aux molécules liposolubles, tandis que la filtration fait passer les petites molécules hydrosolubles par les pores membranaires.
La diffusion facilitée permet à de grosses molécules non liposolubles, comme le glucose et les acides aminés, de traverser la membrane en se liant à un transporteur spécifique, sans dépense d’énergie.
La pompe Na⁺/K⁺ transporte activement le sodium vers l’extérieur de la cellule et le potassium vers l’intérieur en utilisant l’énergie de l’ATP, transformé en ADP.
Compléments
📌 L’endocytose fait entrer une substance dans la cellule en l’entourant d’une vésicule, tandis que l’exocytose libère à l’extérieur le contenu d’une vésicule intracellulaire fusionnant avec la membrane.
Le passif suit le gradient ; l’actif le remonte.
★ À maîtriser
📌 Par osmose, l’eau diffuse de la solution hypotonique vers la solution hypertonique, tandis que le soluté tend à diffuser dans le sens inverse.
La concentration en K⁺ est 30 à 40 fois plus élevée à l’intérieur des cellules qu’à l’extérieur, tandis que celle en Na⁺ est plus élevée à l’extérieur.
L’ATPase Na⁺/K⁺ expulse 3 ions Na⁺ et fait entrer 2 ions K⁺ contre leurs gradients électrochimiques en couplant leur transport à l’hydrolyse de l’ATP.
Le potentiel de repos est d’environ −70 mV et correspond à une cellule polarisée, avec des charges positives à l’extérieur et négatives à l’intérieur.
Dans une cellule nerveuse ou musculaire excitable, une stimulation ouvre les canaux Na⁺, provoque l’entrée de Na⁺ et dépolarise la cellule ; ensuite, les canaux Na⁺ se ferment, les canaux K⁺ s’ouvrent, le K⁺ sort et la cellule se repolarise vers son potentiel de repos.
Compléments
La pression osmotique exercée par un soluté est proportionnelle à sa concentration : plus celle-ci augmente, plus la pression osmotique augmente et plus la solution attire l’eau.
La pompe Na⁺/K⁺ est électrogénique, car elle diminue la concentration intracellulaire d’ions positifs et participe à l’établissement du potentiel électrique membranaire.
Les potentiels électriques membranaires peuvent être mesurés par électrocardiogramme ou électroencéphalogramme.
Repos polarisé → entrée de Na⁺ → dépolarisation → sortie de K⁺ → repolarisation.
★ À maîtriser
📌 L’anabolisme construit et synthétise les éléments nécessaires à la cellule, tandis que le catabolisme dégrade des substances pour produire l’énergie dont elle a besoin.
La dégradation des nutriments énergétiques, notamment des glucides et des lipides, permet de produire et de stocker l’énergie sous forme d’ATP synthétisée dans la mitochondrie ; le cycle de Krebs participe à cet ensemble de réactions, et la transformation de l’ATP en ADP libère de l’énergie.
🔄 Le devenir des glucides alimentaires suit ces étapes :
📌 La glycogénogenèse forme du glycogène à partir du glucose lorsque l’apport en glucose dépasse les besoins, tandis que la glycogénolyse dégrade le glycogène pour libérer du glucose lorsque les besoins énergétiques ne sont pas couverts.
Compléments
Le métabolisme nécessite l’action d’enzymes, chacune étant spécifique à un substrat et restant intacte après la transformation du substrat en produit.
Lorsque les réserves de glycogène dépassent les capacités de réserve de l’organisme, les hépatocytes transforment le glucose supplémentaire en glycérol et en acides gras, ensuite stockés dans le tissu adipeux.
📌 La glycolyse dégrade le glucose pour libérer son énergie et, dans les muscles, le transforme en acide lactique, tandis que la glycogénolyse dégrade le glycogène et libère du glucose dans le sang.
Les lipides sont absorbés sous forme de chylomicrons, pris en charge d’abord par la lymphe puis par le sang, avant d’être mis en réserve sous forme de triglycérides.
Quand les réserves de glucose sont épuisées, les triglycérides sont dégradés en glycérol et en acides gras ; le glycérol est dégradé en acide pyruvique et les acides gras en acétylCoA, qui rejoint le cycle de Krebs pour produire de l’énergie.
Anabolisme construit ; catabolisme dégrade.
★ À maîtriser
📌 La transcription copie un fragment d’ADN en ARNm dans le noyau, tandis que la traduction décode l’ARNm dans le cytoplasme pour assembler une protéine.
📌 Un codon est une séquence de trois nucléotides de l’ARNm qui indique l’acide aminé à ajouter ou un signal d’arrêt, tandis qu’un anticodon est une séquence complémentaire de trois nucléotides de l’ARNt qui permet d’apporter l’acide aminé correspondant.
Compléments
Pendant la traduction, le ribosome lit les codons de l’ARNm dans le cytoplasme ; des ARNt portant chacun un acide aminé s’y fixent par complémentarité entre anticodon et codon, les acides aminés sont reliés par des liaisons peptidiques, puis un codon stop met fin à la traduction et libère le peptide.
🔄 Après la traduction, la protéine suit ce trajet :
ADN → ARNm → protéine : transcrire, puis traduire.
★ À maîtriser
La mitose permet le développement de l’organisme à partir de la cellule-œuf et le remplacement des cellules mortes.
La mitose transmet la totalité de l’ADN et des gènes de la cellule mère aux cellules filles, qui sont des clones génétiquement identiques.
Compléments
Avant la mitose, la duplication de chacun des 46 chromosomes fait passer un chromosome simple à une chromatide à un chromosome double à deux chromatides.
Au moment de la mitose, l’ADN se condense en chromosomes et l’ADN polymérase participe à sa duplication.
La méiose a lieu uniquement dans les glandes sexuelles et comporte plusieurs étapes au cours desquelles s’effectue une réduction chromosomique.
La fécondation de deux gamètes permet le maintien de l’espèce.
★ À maîtriser
📌 La mitose comporte une division sans réduction chromatique, tandis que la méiose comporte deux divisions successives avec réduction chromatique.
📌 La mitose concerne les cellules somatiques et produit deux cellules filles diploïdes génétiquement identiques, tandis que la méiose concerne les cellules germinales et produit quatre cellules filles haploïdes génétiquement différentes entre elles et de la cellule mère.
Compléments
📌 La mitose se déroule dès le développement embryonnaire et se poursuit toute la vie, et sa division est courte, tandis que la méiose commence à la puberté chez l’homme et pendant la vie fœtale chez la femme, et sa division est relativement longue.
Les cellules produites par mitose assurent la croissance, la réparation et la reproduction asexuée, tandis que les gamètes issus de la méiose participent à la reproduction sexuée.
La reproduction asexuée produit des clones génétiquement identiques, tandis que l’alternance de la méiose et de la fécondation dans la reproduction sexuée forme des individus génétiquement uniques tout en assurant la stabilité du génome.
Les cellules de l’organisme ont besoin d’un état interne relativement stable pour fonctionner efficacement.
Le dérèglement de l’homéostasie entraîne des pathologies.
La cytologie étudie la cellule, l’histologie étudie les tissus, l’anatomie étudie la structure et la forme de l’organisme, et la physiologie étudie son fonctionnement.
OGM signifie organisme génétiquement modifié.
Les méthodes de recombinaison de l’ADN permettent de :
Le plasmide sert de véhicule pour transporter un gène dans une cellule.
Comparaison entre mitose et méiose
| Dimension | Mitose | Méiose |
|---|---|---|
| Divisions | Une, sans réduction chromatique | Deux successives, avec réduction chromatique |
| Cellules concernées | Cellules somatiques | Cellules germinales |
| Cellules filles | Deux diploïdes, identiques | Quatre haploïdes, différentes |
| Rôle | Croissance, réparation, reproduction asexuée | Reproduction sexuée |
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