Fiche de révision : Biologie fondamentale

📋 Plan du Cours

1. Atome et tableau périodique
2. Ions et liaisons chimiques
3. Éléments minéraux et molécules
4. Eau, oxygène et carbone
5. Équilibre acido-basique
6. Glucides et lipides
7. Protéines et acides nucléiques
8. Organisation cellulaire
9. Organites et fonctions cellulaires
10. Cycle et divisions cellulaires
11. Communication et mort cellulaires
12. Génome et hérédité
13. Tissus et organisation du corps
14. Plans et systèmes corporels
15. Homéostasie et régulation

📖 1. Atome et tableau périodique

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : La plus petite partie d’un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec un autre atome et constituant les substances solides, liquides ou gazeuses.

★ À maîtriser

• Un atome contient des protons positifs et des neutrons neutres dans son noyau, ainsi que des électrons négatifs qui gravitent autour du noyau sur différentes couches.

📌 Un atome électriquement neutre possède autant de protons que d’électrons.

📌 Le nombre d’électrons de valence, situés sur la couche externe, détermine la réactivité d’un atome, et la règle de l’octet indique que la plupart des atomes sont stables avec huit électrons sur cette couche.

Compléments

• Le tableau périodique comprend 118 éléments chimiques classés par numéro atomique Z croissant et regroupés en colonnes selon leurs propriétés chimiques voisines.

💡 Astuce mémo

Proton positif, électron négatif, neutron neutre

📖 2. Ions et liaisons chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Liaison covalente : Une liaison forte dans laquelle deux atomes partagent des électrons.
• Liaison ionique : Une liaison ionique résulte du transfert d’un ou plusieurs électrons entre des atomes, généralement un métal et un non-métal, qui deviennent des ions de charges opposées s’attirant sans être liés par partage.
• Molécule : Un corps composé d’au moins deux atomes reliés dans un ordre précis afin d’être stable.

📝 Points essentiels

📌 Un anion est un atome qui a gagné des électrons et porte une charge négative, tandis qu’un cation est un atome qui a perdu des électrons et porte une charge positive.

💡 Astuce mémo

Covalente = partage ; ionique = transfert

📖 3. Éléments minéraux et molécules

★ À maîtriser

📌 Les macroéléments sont des éléments minéraux majeurs très abondants dans le corps humain, tandis que les oligoéléments sont présents en très petite quantité et peuvent devenir toxiques en excès.

📌 Les oligoéléments proviennent de l’alimentation et agissent notamment comme cofacteurs chimiques ou biologiques facilitant des réactions cellulaires essentielles.

Compléments

• Le fer participe au transport de l’oxygène par l’hémoglobine, tandis que le zinc et le cuivre participent à l’immunité et à la cicatrisation.

• L’iode permet la fabrication des hormones thyroïdiennes, le fluor participe à la minéralisation de l’émail et le sélénium contribue à neutraliser les radicaux libres.

💡 Astuce mémo

Oligoélément en faible quantité → cofacteur ou toxicité en excès

📖 4. Eau, oxygène et carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : L’eau est le composé inorganique le plus abondant de l’organisme et représente environ 60 à 65 % de la masse corporelle d’un adulte.

📝 Points essentiels

📌 L’eau est une molécule polaire qui dissout les ions et les molécules polaires et sert donc de solvant aux réactions chimiques de l’organisme.

• Le dioxygène constitue 21 % de l’air, participe à de nombreuses réactions d’oxydo-réduction et est libéré par l’hémoglobine au niveau des tissus.

• Le carbone peut former des liaisons covalentes avec jusqu’à quatre atomes différents et constitue ainsi l’élément structurel fondamental des macromolécules.

💡 Astuce mémo

L’eau dissout, l’oxygène réagit et le carbone bâtit

📖 5. Équilibre acido-basique

🔑 Notions clés & Définitions

• pH : Ou potentiel hydrogène, mesure l’acidité ou l’alcalinité d’une solution.

📝 Points essentiels

📌 Un acide libère des ions H⁺, tandis qu’une base capte les H⁺ ou libère des ions OH⁻.

📌 Plus la concentration en H⁺ augmente, plus une solution devient acide, tandis qu’une augmentation des ions OH⁻ la rend plus basique ou alcaline.

• Les tampons sanguins maintiennent le pH en absorbant l’excès de H⁺ ou d’OH⁻ grâce à l’acide carbonique, au bicarbonate et au dioxyde de carbone.

💡 Astuce mémo

Plus de H⁺ → acidité ; plus de OH⁻ → alcalinité

📖 6. Glucides et lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucides : Ou carbohydrates, sont principalement composés de carbone, d’oxygène et d’hydrogène et constituent la principale source d’énergie de l’organisme.
• Lipides : Des molécules principalement non polaires et hydrophobes qui constituent la principale forme de stockage énergétique à long terme.

★ À maîtriser

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

📌 L’insuline diminue la glycémie en favorisant le stockage du glucose dans le foie et les muscles, tandis que le glucagon augmente la glycémie en stimulant la libération du glucose hépatique stocké.

Compléments

• 🔄 La formation d’un disaccharide comprend:

  1. L’assemblage de deux monosaccharides.
  2. La libération d’une molécule d’eau.
  3. La formation d’une liaison glycosidique covalente.

• Une molécule de graisse est composée de glycérol et d’acides gras, ces derniers possédant généralement 12 à 18 carbones.

💡 Astuce mémo

Glucides = énergie prioritaire ; lipides = réserve durable

📖 7. Protéines et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines : Les protéines sont des polymères d’acides aminés qui peuvent assurer des fonctions structurelles, régulatrices, contractiles, protectrices, de transport, de stockage, enzymatiques ou toxiques.
• Enzyme : Une protéine catalytique qui accélère une réaction chimique sans être consommée ni modifiée et diminue l’énergie nécessaire à cette réaction.
• Hormone : Une hormone est une molécule généralement protéique ou stéroïdienne produite par des cellules endocrines et agissant sur des cellules cibles par l’intermédiaire d’un récepteur.

📝 Points essentiels

• Un acide aminé possède un carbone alpha lié à un groupe amino NH₂, un groupe carboxyle COOH, un hydrogène et une chaîne latérale R.

📌 Le catabolisme dégrade la matière organique, tandis que l’anabolisme synthétise de la matière organique.

💡 Astuce mémo

Acide aminé → protéine → enzyme ou hormone

📖 8. Organisation cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : La plus petite unité vivante et un élément essentiel du corps humain, capable d’autonomie, de communication et de reproduction.

★ À maîtriser

📌 Une cellule eucaryote possède un noyau contenant le matériel génétique, tandis qu’une cellule procaryote ne possède pas de noyau et conserve son matériel génétique libre dans la cellule.

• Toutes les cellules possèdent:
  • une membrane plasmique
  • du matériel génétique
  • un cytoplasme

Compléments

• Toutes les cellules humaines sont nucléées sauf les érythrocytes matures, qui ne possèdent pas de noyau.

💡 Astuce mémo

Eucaryote avec noyau ; procaryote sans noyau

📖 9. Organites et fonctions cellulaires

★ À maîtriser

• La membrane plasmique mesure 5 à 10 nm d’épaisseur et contrôle les échanges d’eau, d’oxygène, d’ions, de nutriments et de déchets avec l’extérieur.

📌 Le transport passif déplace les substances du milieu le plus concentré vers le moins concentré sans dépense d’énergie, tandis que le transport actif utilise de l’ATP pour les déplacer contre leur gradient.

• Les mitochondries produisent l’essentiel de l’énergie cellulaire, les ribosomes synthétisent les protéines et l’appareil de Golgi transforme, trie et expédie des protéines et des lipides.

Compléments

• Le cytosol est principalement composé d’eau, à hauteur de 70 à 80 %, et contient aussi des protéines, sels, sucres, acides aminés, acides nucléiques et acides gras.

• Le réticulum endoplasmique lisse synthétise certains lipides et stocke le calcium, tandis que le réticulum endoplasmique rugueux synthétise et mature les protéines grâce à ses ribosomes.

• Les lysosomes dégradent les grosses molécules, les organites non fonctionnels et les éléments étrangers, tandis que les péroxysomes participent à la détoxification et au métabolisme de certains acides gras.

💡 Astuce mémo

Le Golgi trie, la mitochondrie fournit l’énergie, le lysosome dégrade

📖 10. Cycle et divisions cellulaires

📝 Points essentiels

📌 La mitose concerne les cellules somatiques et produit deux cellules filles diploïdes identiques, tandis que la méiose concerne les cellules germinales et produit quatre gamètes haploïdes non identiques.

• Le cycle cellulaire comprend une interphase composée des phases G1, S et G2, puis une phase mitotique M.

• La mitose se déroule successivement selon les phases de prophase, métaphase, anaphase et télophase, puis la cytokinèse sépare les deux cellules filles.

• La méiose comprend deux divisions successives, la méiose I et la méiose II, qui transforment une cellule diploïde en quatre cellules filles haploïdes et assurent le brassage génétique.

• Chez l’être humain, les cellules diploïdes possèdent 46 chromosomes, soit 23 paires, tandis que les gamètes haploïdes en possèdent 23.

💡 Astuce mémo

Mitose : prophase, métaphase, anaphase, télophase

📖 11. Communication et mort cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Apoptose : Une mort cellulaire physiologique et contrôlée qui élimine les cellules endommagées ou dangereuses sans libérer de molécules nuisibles à l’extérieur.
• Nécrose : Une mort cellulaire non physiologique provoquée notamment par une brûlure, une infection ou un cancer, qui entraîne une inflammation et la formation d’une cicatrice.

📝 Points essentiels

📌 La communication nerveuse est rapide et fugace grâce à des signaux électriques, tandis que la communication chimique est plus lente et durable grâce à des ligands.

• La signalisation autocrine agit sur la cellule qui émet le signal, la signalisation endocrinienne atteint une cellule éloignée par le sang et la signalisation paracrine agit sur des cellules proches.

💡 Astuce mémo

Apoptose contrôlée sans inflammation ; nécrose traumatique avec inflammation

📖 12. Génome et hérédité

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : L’ADN est une molécule en double hélice composée de nucléotides qui contient le code génétique humain et environ 20 000 gènes.

📝 Points essentiels

• Chaque nucléotide de l’ADN contient un désoxyribose, un phosphate et une base azotée parmi l’adénine, la thymine, la cytosine et la guanine.

📌 Dans l’ADN, l’adénine s’associe toujours à la thymine et la cytosine s’associe toujours à la guanine.

• L’ARN messager transporte l’information de l’ADN vers les ribosomes, l’ARN ribosomique participe à leur structure, l’ARN de transfert apporte les acides aminés et le microARN régule l’expression des gènes.

• Le génome humain est organisé en 46 chromosomes répartis en 23 paires, dont 22 paires d’autosomes et une paire sexuelle XX chez la femme ou XY chez l’homme.

• L’expression d’un gène suit la séquence ADN, gène, ARN messager puis protéine, les ribosomes fabriquant la protéine à partir de l’ARNm sorti du noyau.

• Pour deux parents B/b, la transmission des allèles donne 25 % de descendants B/B aux cheveux bruns, 50 % de descendants B/b aux cheveux bruns porteurs de l’allèle blond et 25 % de descendants b/b aux cheveux blonds.

💡 Astuce mémo

ADN → gène → ARNm → protéine

📖 13. Tissus et organisation du corps

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu : Un ensemble de cellules liées entre elles qui fonctionnent ensemble pour assurer une fonction spécifique.

★ À maîtriser

• Les quatre grands types de tissus sont:

  • le tissu épithélial
  • le tissu conjonctif
  • le tissu musculaire
  • le tissu nerveux

• Le tissu épithélial recouvre les surfaces du corps et des organes, forme les glandes et assure notamment la protection, la sécrétion, l’absorption, le transport et la réception sensorielle.

• Le tissu conjonctif assure le soutien, la protection et l’isolation des organes et comprend notamment les tissus lâche et dense, le cartilage, l’os et le sang.

📌 Le muscle strié squelettique est volontaire, le muscle lisse est involontaire et le muscle cardiaque est involontaire mais myogénique.

Compléments

• Le tissu nerveux comprend des neurones excitables et conducteurs ainsi que des cellules gliales qui assurent leur protection et leur entretien.

💡 Astuce mémo

Cellule → tissu → organe → système → organisme

📖 14. Plans et systèmes corporels

🔑 Notions clés & Définitions

• Organe : L’association d’au moins deux types de tissus qui assurent ensemble une fonction spécifique.
• Système : Ou appareil, est un ensemble d’organes qui interagissent pour accomplir des fonctions communes.

★ À maîtriser

• Le système cardiovasculaire comprend le sang, le cœur et les vaisseaux sanguins et transporte l’oxygène et les nutriments tout en éliminant le dioxyde de carbone et certains déchets.

• Le système respiratoire comprend les poumons et les voies respiratoires et transfère l’oxygène de l’air vers le sang ainsi que le dioxyde de carbone du sang vers l’air.

• L’ensemble des systèmes forme l’organisme, dernier niveau de l’organisation structurale du corps humain.

Compléments

• Le système urinaire comprend les reins, les uretères, la vessie et l’urètre et produit, emmagasine et élimine l’urine tout en régulant la composition du sang.

💡 Astuce mémo

Sagittal droite-gauche ; frontal avant-arrière ; transversal haut-bas

📖 15. Homéostasie et régulation

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : La capacité de l’organisme à maintenir un équilibre stable du milieu intérieur malgré les changements internes ou externes.

★ À maîtriser

• Le plan sagittal divise le corps en parties droite et gauche, le plan frontal en parties antérieure et postérieure, le plan transversal en parties supérieure et inférieure, et le plan oblique selon un angle intermédiaire.

• La régulation de l’homéostasie repose sur des récepteurs qui détectent les changements, un centre de régulation qui analyse l’information et des effecteurs qui corrigent le changement.

📌 La rétro-inhibition réduit ou inverse le changement initial, tandis que la rétro-activation amplifie ce changement.

Compléments

• Le système nerveux régule rapidement l’homéostasie par des influx nerveux, tandis que le système endocrinien agit par la sécrétion d’hormones.

💡 Astuce mémo

Récepteur → centre de régulation → effecteur

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des divisions cellulaires

Types de communication cellulaire