Fiche de révision : Introduction à la biologie

📋 Plan du Cours

1. Définir le vivant
2. Organisation et fonctions du vivant
3. Cellules et métabolisme
4. Échanges et homéostasie
5. Croissance reproduction évolution
6. Fondements des biomolécules
7. Glucides et lipides
8. Protéines et acides nucléiques
9. Échelles du vivant

📖 1. Définir le vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : National Aeronautics and Space Administration (NASA) — Système chimique auto-entretenu capable d’évolution darwinienne

★ À maîtriser

• Un consensus attribue au vivant la production de sa propre matière, la mobilisation d’énergie, la reproduction ou multiplication et l’adaptation à l’environnement.

📌 Les virus possèdent un génome et une enveloppe, mais ne peuvent se reproduire qu’en infectant une cellule hôte et n’ont pas d’activités métaboliques.

Compléments

• Les prions sont de simples protéines infectieuses capables de transmettre leurs propriétés.

• Claude Bernard affirme en 1854 qu’il est illusoire et contraire à l’esprit de la science de chercher une définition absolue de la vie.

💡 Astuce mémo

MÉRA : matière, énergie, reproduction, adaptation

📖 2. Organisation et fonctions du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Établit que les organismes sont organisés en cellules et que toute cellule provient de la division d’une cellule préexistante

📝 Points essentiels

• En 1667, Robert Hooke observe des structures cellulaires dans une écorce de liège. — Micrographia, 1665

• En 1839, Matthias J. Schleiden et Theodor Schwann formulent la théorie cellulaire. — Matthias J Schleiden et Theodor Schwann, Mikroskopische Untersuchungen, 1939

💡 Astuce mémo

Cellule → métabolisme → échanges → développement → reproduction → évolution

📖 3. Cellules et métabolisme

📝 Points essentiels

📌 L’anabolisme construit des molécules complexes à partir de molécules simples en consommant de l’énergie, tandis que le catabolisme dégrade des molécules complexes et libère de l’énergie.

• Le métabolisme regroupe l’anabolisme et le catabolisme, qui assurent respectivement la construction et la dégradation des molécules nécessaires au fonctionnement cellulaire.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade → les échanges d’énergie alimentent le vivant

📖 4. Échanges et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Walter B. Cannon — Ensemble des processus physiologiques coordonnés qui maintiennent relativement constants les états d’équilibre du milieu intérieur, sans impliquer un état figé

★ À maîtriser

• Les êtres vivants échangent avec leur environnement de la matière et de l’énergie et rejettent des déchets.

Compléments

• Claude Bernard considère que la fixité du milieu intérieur permet une vie libre et indépendante.

💡 Astuce mémo

Milieu extérieur variable, milieu intérieur relativement constant

📖 5. Croissance reproduction évolution

🔑 Notions clés & Définitions

• Reproduction : Assure la pérennité des espèces et permet la transmission de l’information génétique

★ À maîtriser

• 🔄 La croissance et le développement reposent sur: la multiplication cellulaire, la différenciation cellulaire, la formation de tissus et d’organes spécialisés

• Toute cellule est issue de la division d’une cellule préexistante.

• Les mutations peuvent faire apparaître de nouveaux caractères, puis la sélection naturelle conserve les caractères les plus adaptés.

Compléments

• La reproduction peut être:
  • asexuée
  • sexuée
  • fondée sur la parthénogenèse arrhénotoque

💡 Astuce mémo

Division → différenciation → reproduction → transmission → évolution

📖 6. Fondements des biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : Solvant des réactions biologiques et intervient dans les liaisons hydrogène, les liaisons ioniques et les réactions d’oxydo-réduction
• Carbone : Forme le squelette des molécules organiques grâce à ses quatre liaisons possibles, à sa capacité à se lier à de nombreux éléments et à la possibilité de liaisons entre 0 et 100 °C

★ À maîtriser

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

Compléments

• Les molécules inorganiques comprennent notamment:

  • H2O
  • O2
  • CO2
  • les ions

• Sur Terre, environ 3 % de l’eau est douce.

💡 Astuce mémo

GLPA : glucides, lipides, protéines, acides nucléiques

📖 7. Glucides et lipides

🔑 Notions clés & Définitions

• Monosaccharide : Molécule possédant un squelette de 3 à 7 carbones, un groupe carbonyle et au moins deux groupes hydroxyle, de formule générale $(CH_2O)_n$ avec $3 \leq n \leq 7$
• Lipide : Molécule insoluble dans l’eau et soluble dans des solvants organiques apolaires comme le chloroforme, le benzène ou l’éther

★ À maîtriser

📐 Formule — La respiration cellulaire oxyde le glucose selon la réaction globale $C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O + énergie$.

• Les lipides ont des fonctions de réserve énergétique, de constituants membranaires, de communication hormonale ou messagère, de transport et de vitamines ou précurseurs de vitamines liposolubles A, K, E et D.

• Un triglycéride est formé d’un glycérol et de trois acides gras et constitue une source d’énergie.

Compléments

• En solution, les sucres comportant au moins 5 carbones se cyclisent par réaction entre le groupe aldéhyde du glucose et le groupe alcool du carbone 5.

💡 Astuce mémo

Glucides : énergie rapidement mobilisable ; lipides : réserve, membranes et signalisation

📖 8. Protéines et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Macromolécule biologique formée d’une ou de plusieurs chaînes polypeptidiques constituées de résidus d’acides aminés liés par des liaisons peptidiques
• Liaison peptidique : Liaison covalente entre le groupe carboxyle d’un acide aminé et le groupe amine du suivant, formant une chaîne orientée de l’extrémité N vers l’extrémité C
• Nucléotide : Constitué d’un pentose, d’une base azotée purique ou pyrimidique et d’un groupement phosphate

★ À maîtriser

• Les quatre niveaux de structure des protéines sont:
  • la structure primaire
  • la structure secondaire
  • la structure tertiaire
  • la structure quaternaire

📌 L’ADN est une molécule bicaténaire en double hélice qui contient l’information génétique, tandis que l’ARN est généralement monocaténaire et possède de nombreuses fonctions, dont le support intermédiaire de cette information.

• Les acides nucléiques stockent et transmettent l’information génétique, dont l’expression implique les mécanismes de transcription et de traduction.

Compléments

• Les protéines représentent environ 60 % du poids sec des cellules animales.

• Les protéines assurent des fonctions enzymatiques, structurales, de mouvement, génomiques, métaboliques et de signalisation.

💡 Astuce mémo

Protéines : fonctions cellulaires ; acides nucléiques : information génétique

📖 9. Échelles du vivant

📝 Points essentiels

• Les niveaux d’organisation du vivant sont:
  • la molécule
  • l’organite
  • la cellule
  • le tissu
  • l’organe
  • le système
  • l’organisme
  • la population
  • l’écosystème
  • la biosphère

💡 Astuce mémo

Molécule → organite → cellule → tissu → organe → système → organisme → population → écosystème → biosphère

📊 Tableaux de synthèse

Grandes familles de biomolécules