Fiche de révision : Biologie fondamentale pour les soins

📋 Plan du Cours

1. Fondements intégrés de la biologie
2. Organisation de la matière
3. Eau et dioxygène
4. Azote et ammoniac
5. Électrolytes et équilibre acido-basique
6. Carbone protéines et enzymes
7. Cellule et organites
8. Tissus et fonctions cellulaires
9. ADN synthèse protéique et divisions
10. Génétique et hérédité

📖 1. Fondements intégrés de la biologie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Le maintien de l’équilibre interne de l’organisme.

★ À maîtriser

• La biologie relie les niveaux d’organisation allant de l’atome aux molécules, puis à la cellule et à l’organisme.

Compléments

• Les bases biologiques sont utiles pour comprendre des gestes infirmiers comme la perfusion, la glycémie et l’ionogramme.

💡 Astuce mémo

Atome → molécule → cellule → organisme

📖 2. Organisation de la matière

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison covalente : Résulte de la mise en commun d’électrons entre atomes et peut être simple, double ou triple.
• Liaison ionique : Une liaison électrostatique entre un cation et un anion qui permet notamment la formation de sels.
• Liaison hydrogène : Une interaction intra- ou intermoléculaire impliquée dans la forme et l’intégrité des molécules.

★ À maîtriser

• Les principaux éléments étudiés sont l’hydrogène, le carbone, l’azote, l’oxygène, le phosphore et le soufre.

Compléments

• Le fluor-18 est utilisé pour le diagnostic par PET Scan, tandis que l’iode-131 et le lutétium-177 sont des isotopes instables utilisés en thérapie.

💡 Astuce mémo

Covalente partage, ionique attire

📖 3. Eau et dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Polarité de l’eau : La forte polarité de l’eau lui permet de dissoudre les ions et d’agir comme un solvant universel.

★ À maîtriser

• L’eau représente 60 % du corps humain, avec deux tiers dans le compartiment intracellulaire et un tiers dans le compartiment extracellulaire, notamment la lymphe, le sang et le liquide céphalorachidien.

• L’eau assure l’hydratation, le transport des nutriments et des déchets, la régulation thermique et les réactions métaboliques.

• L’air contient 21 % de dioxygène, qui est apporté par la respiration et transporté dans les globules rouges par l’hémoglobine.

📌 L’hypoxémie et l’anoxémie désignent respectivement une diminution et une diminution importante de l’oxygène sanguin, tandis que l’hypoxie et l’anoxie concernent respectivement les tissus ou les cellules.

Compléments

• Les apports hydriques proviennent de l’alimentation et des boissons, tandis que les pertes se font par la digestion, la transpiration et l’excrétion.

• L’ingestion de plus de 5 L d’eau en très peu de temps peut provoquer une hyponatrémie et rendre l’eau toxique.

📖 4. Azote et ammoniac

★ À maîtriser

• L’azote entre dans la composition des acides aminés, de l’ADN, de l’ARN et des lipides.

• L’ammoniac NH₃ produit notamment par la dégradation des acides aminés est transformé par le foie en urée selon le cycle de l’urée, puis éliminé par les reins.

• Une insuffisance hépatique empêchant la transformation de l’ammoniac en urée peut provoquer une encéphalopathie hépatique, qui constitue une urgence médicale.

Compléments

• L’air atmosphérique contient 79 % de diazote sous forme N₂.

📐 Formule — Dans le sang, l’ammoniac peut participer à l’équilibre suivant : $NH_3 + H^+ \rightleftharpoons NH_4^+$.

💡 Astuce mémo

Ammoniac → urée → reins

📖 5. Électrolytes et équilibre acido-basique

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion : Le déplacement spontané de molécules d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration sans dépense d’énergie.
• Transport actif : Fait passer des molécules à travers une membrane contre leur gradient de concentration et nécessite de l’ATP.
• Osmose : La diffusion de l’eau à travers une membrane semi-perméable du milieu le moins concentré en solutés vers le milieu le plus concentré.

★ À maîtriser

• Les concentrations sanguines indiquées sont de 140 mmol/L pour Na⁺, 4 mmol/L pour K⁺ et 100 mmol/L pour Cl⁻, et leur maintien soutient la contraction musculaire, la transmission nerveuse et l’équilibre hydrique.

• L’hyponatrémie correspond à une concentration sanguine de sodium inférieure à 135 mmol/L et peut provoquer des céphalées, une confusion ou des convulsions par œdème cérébral.

• L’hyperkaliémie correspond à une concentration sanguine de potassium supérieure à 5,0 mmol/L et expose à des arythmies ou à un arrêt cardiaque.

• Le calcium est réparti à 99 % dans les os et les dents et à 1 % dans le sang et les cellules; sa calcémie normale est de 2,2 à 2,6 mmol/L.

Compléments

📐 Formule — Le tampon bicarbonate repose sur l’équilibre $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$.

• La parathormone augmente la calcémie, le calcitriol augmente l’absorption intestinale du calcium et la calcitonine favorise son stockage osseux.

📖 6. Carbone protéines et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide aminé : Possède une partie fixe comprenant un groupe amine NH₂ ou NH₃⁺ et un groupe acide carboxylique COOH ou COO⁻, ainsi qu’une partie variable.
• Protéine : Une macromolécule constituée d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques, codée par l’ADN et synthétisée dans les ribosomes.
• Enzyme : Une protéine catalysatrice qui accélère une réaction biologique sans être consommée ni définitivement modifiée.

★ À maîtriser

• Le carbone constitue la charpente des glucides, lipides, protéines et acides nucléiques; le glucose est le principal carburant cellulaire et les acides gras constituent une réserve énergétique.

• Les protéines assurent des fonctions de structure, mouvement, transport, catalyse enzymatique, signalisation hormonale, défense immunitaire et réception membranaire.

• La structure primaire correspond à la séquence d’acides aminés, la secondaire à l’hélice α ou au feuillet β, la tertiaire au repliement tridimensionnel et la quaternaire à l’assemblage de plusieurs chaînes.

Compléments

• Il existe 20 acides aminés aux propriétés chimiques et aux rôles biologiques différents.

• Une température trop basse ralentit l’activité enzymatique, tandis qu’une température trop élevée peut dénaturer l’enzyme; l’augmentation du substrat accélère la réaction jusqu’à saturation.

📖 7. Cellule et organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité structurale et fonctionnelle du vivant, mesurant généralement 10 à 100 μm, avec plus de 200 types chez l’être humain.
• Membrane plasmique : Protège la cellule, contrôle ses échanges, permet la communication et participe à la reconnaissance cellulaire grâce notamment aux protéines HLA.
• Cytoplasme : Comprend le cytosol, constitué à 80 % d’eau avec des ions et des molécules en suspension, et les organites, qui constituent sa portion solide.

★ À maîtriser

• Le noyau contient le patrimoine génétique et la machinerie nécessaire à la réplication de l’ADN et à l’expression des gènes.

• Le réticulum endoplasmique lisse synthétise les lipides, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux synthétise les protéines.

• Les mitochondries, au nombre de plus de 2 000 par cellule selon le cours, produisent de l’ATP par respiration aérobie et peuvent déclencher l’apoptose en cas de dysfonctionnement grave.

Compléments

• L’appareil de Golgi fait maturer et trie les protéines et les lipides produits par le réticulum endoplasmique, puis les expédie dans des vésicules vers leur destination intra- ou extracellulaire.

📌 Les lysosomes dégradent les débris et substances étrangères grâce à des hydrolases, tandis que les peroxysomes neutralisent des substances toxiques grâce à des enzymes oxydatives comme la catalase.

📖 8. Tissus et fonctions cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu conjonctif : Relie, protège et nourrit les autres tissus grâce à des cellules dispersées dans une substance fondamentale riche en fibres de collagène et d’élastine.

★ À maîtriser

• Le cytosquelette comprend des microtubules, des microfilaments et des filaments intermédiaires qui maintiennent la forme cellulaire, permettent le transport intracellulaire, les mouvements et la division.

📌 Les cils sont de nombreuses extensions battant pour déplacer des fluides, tandis que le flagelle est une extension unique permettant le déplacement actif du spermatozoïde.

• Un tissu est un ensemble de cellules ayant des fonctions communes, un organe associe plusieurs tissus pour une même fonction et un appareil regroupe plusieurs organes participant à une même fonction.

• Les quatre grands types de tissus sont les tissus épithélial, conjonctif, musculaire et nerveux.

📌 Les glandes endocrines libèrent leurs hormones dans le sang, tandis que les glandes exocrines sécrètent leurs substances dans le milieu extérieur de l’organisme.

📌 Le catabolisme décompose les molécules et peut extraire de l’énergie, tandis que l’anabolisme assemble des molécules complexes à partir de molécules simples.

📐 Formule — La respiration cellulaire peut être schématisée par $Glucose + O_2 + ADP \rightarrow CO_2 + H_2O + ATP$.

📌 L’apoptose est une mort cellulaire programmée, contrôlée et utile à l’homéostasie, tandis que la nécrose résulte d’une agression et libère le contenu cellulaire en provoquant une inflammation.

Compléments

• Le centriole organise le fuseau mitotique, permet la répartition correcte des chromosomes et se trouve à la base des cils et des flagelles.

💡 Astuce mémo

Cellule → tissu → organe → appareil

📖 9. ADN synthèse protéique et divisions

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : La molécule support de l’information génétique, principalement située dans le noyau et en faible quantité dans les mitochondries.
• Gène : Une portion d’ADN contenant l’information nécessaire à la fabrication d’une protéine ou d’un ARN fonctionnel.

★ À maîtriser

• L’ADN contient quatre bases, adénine, thymine, cytosine et guanine, dont les appariements sont A-T et C-G par liaisons hydrogène.

• L’ADN s’enroule autour des histones pour former des nucléosomes, puis plusieurs nucléosomes se compactent en chromosomes.

• Chez l’être humain, le caryotype comporte 46 chromosomes organisés en 23 paires, dont 22 paires autosomiques et une paire sexuelle XX ou XY.

📌 L’ARN est une copie temporaire simple brin d’une portion d’ADN, utilisant le ribose et l’uracile, tandis que l’ADN est une molécule double brin utilisant le désoxyribose et la thymine.

• La synthèse protéique comprend la transcription de l’ADN en ARNm dans le noyau puis la traduction de l’ARNm en protéine dans le cytoplasme.

📌 La mitose produit deux cellules filles génétiquement identiques conservant 46 chromosomes, tandis que la méiose produit quatre gamètes génétiquement différents possédant 23 chromosomes.

Compléments

• Lors de la traduction, trois bases forment un codon correspondant à un acide aminé, le premier acide aminé est toujours la méthionine et la synthèse se termine par l’un des trois codons STOP.

💡 Astuce mémo

ADN → ARN → protéine

📖 10. Génétique et hérédité

🔑 Notions clés & Définitions

• Génotype : L’ensemble de l’information génétique portée par un individu, qu’elle soit exprimée ou non.
• Phénotype : L’ensemble des caractères observables d’un individu correspondant à la réalisation de son génotype.
• Allèle : Une version d’un même gène, différant d’un autre allèle par une ou plusieurs différences de séquence et occupant le même locus.

★ À maîtriser

• Un individu homozygote possède deux allèles identiques pour un caractère, tandis qu’un individu hétérozygote possède deux allèles différents.

• Lorsque l’allèle marron M est dominant et l’allèle bleu m récessif, les génotypes MM et Mm donnent des yeux marrons, tandis que mm donne des yeux bleus.

• Le croisement de deux lignées pures AA × aa produit 100 % de descendants hétérozygotes Aa.

• Le croisement Aa × Aa produit 25 % AA, 50 % Aa et 25 % aa, soit 75 % de descendants sains et 25 % de descendants malades lorsque A est l’allèle normal dominant et a l’allèle muté récessif.

Compléments

• Pour deux caractères, le croisement AaBb × AaBb donne le ratio phénotypique 9 AB, 3 Ab, 3 aB et 1 ab selon le cours.

• Les lois de Mendel s’appliquent aux caractères transmis sur les autosomes, mais pas aux gènes transmis sur les chromosomes X ou Y.

💡 Astuce mémo

Génotype invisible, phénotype observable

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des divisions cellulaires