Fiche de révision : Introduction à la biologie

📋 Plan du Cours

1. Définir le vivant
2. Cellules et métabolisme
3. Échanges et homéostasie
4. Croissance et reproduction
5. Évolution du vivant
6. Bases des biomolécules
7. Glucides et énergie
8. Lipides et membranes
9. Protéines et acides nucléiques

📖 1. Définir le vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : Produit sa propre matière, mobilise de l’énergie, se reproduit ou se multiplie et s’adapte à son environnement.
• Définition de la vie : National Aeronautics and Space Administration (NASA) - Selon la NASA, la vie est un système chimique auto-entretenu capable d’évoluer selon les mécanismes darwiniens.

★ À maîtriser

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

Compléments

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

💡 Astuce mémo

MÉRA : matière, énergie, reproduction, adaptation

📖 2. Cellules et métabolisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Matthias J Schleiden et Theodor Schwann, 1839 - La théorie cellulaire établit que les êtres vivants sont organisés en cellules et que toute cellule provient de la division d’une cellule préexistante.
• Métabolisme : Le métabolisme regroupe les réactions qui transforment des molécules simples en molécules complexes et des molécules complexes en molécules simples avec des échanges d’énergie.

📝 Points essentiels

📌 L’anabolisme synthétise des molécules complexes à partir de molécules simples, tandis que le catabolisme dégrade des molécules complexes en molécules simples.

💡 Astuce mémo

Anabolisme construit, catabolisme dégrade et libère de l’énergie

📖 3. Échanges et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Walter B. Cannon - L’ensemble des processus physiologiques coordonnés qui maintiennent relativement constants les états d’équilibre du milieu intérieur.

★ À maîtriser

• Les êtres vivants échangent avec leur milieu en prélevant de la matière et de l’énergie et en rejetant des déchets.

Compléments

• Claude Bernard considère que la fixité du milieu intérieur est la condition de la vie libre et indépendante.

💡 Astuce mémo

Milieu extérieur variable, milieu intérieur relativement constant

📖 4. Croissance et reproduction

★ À maîtriser

• La multiplication cellulaire permet la croissance et le développement des organismes, tandis que la différenciation forme des tissus et des organes spécialisés.

• La reproduction assure la pérennité des espèces et permet la transmission de l’information génétique.

Compléments

• La reproduction peut être:
  • asexuée
  • sexuée
  • une parthénogenèse arrhénotoque

💡 Astuce mémo

Division → croissance → différenciation → organisme spécialisé

📖 5. Évolution du vivant

📝 Points essentiels

• Les mutations permettent l’apparition de caractères nouveaux, puis la sélection naturelle conserve les caractères les plus adaptés.

💡 Astuce mémo

Mutations → caractères nouveaux → sélection naturelle

📖 6. Bases des biomolécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Eau : L’eau est le solvant des réactions biologiques et intervient dans les liaisons hydrogène, les liaisons ioniques et les réactions d’oxydo-réduction.

★ À maîtriser

• Les quatre familles de biomolécules organiques sont:

  • les glucides
  • les lipides
  • les protéines
  • les acides nucléiques

• Le carbone peut former quatre liaisons, se lier à de nombreux éléments et établir des liaisons possibles entre 0 et 100 °C avec peu d’énergie mise en jeu.

Compléments

• La molécule d’eau possède deux liaisons covalentes très polarisées et ses trois atomes peuvent former quatre liaisons hydrogène.

💡 Astuce mémo

GLPA : glucides, lipides, protéines, acides nucléiques

📖 7. Glucides et énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Monosaccharide : Un monosaccharide est une molécule fondée sur un squelette de 3 à 7 carbones portant un groupe carbonyle et au moins deux groupes hydroxyle, de formule générale $(CH_2O)_n$ avec $3 \leq n \leq 7$.

• Polysaccharide : Un polysaccharide est une chaîne de plusieurs monosaccharides reliés par des liaisons glycosidiques et pouvant être dégradée en monosaccharides par hydrolyse.

📝 Points essentiels

• Le glucose est le principal composé alimentaire de nombreuses cellules et il est métabolisé par presque tous les organismes animaux, végétaux et procaryotes.

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

💡 Astuce mémo

Monosaccharides → liaison glycosidique → polysaccharides

📖 8. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Acide gras : Un acide gras possède une chaîne hydrocarbonée hydrophobe et apolaire terminée par une fonction acide carboxylique hydrophile, et il peut être saturé ou insaturé.

★ À maîtriser

• Les solvants organiques apolaires cités sont:

  • le chloroforme
  • le benzène
  • l’éther

• Les triglycérides sont formés d’un glycérol et de trois acides gras et constituent une source d’énergie.

• Les phospholipides sont des constituants majeurs des membranes cellulaires et les stéroïdes participent à la communication hormonale.

Compléments

• Le cholestérol est un composé polycyclique à quatre cycles, produit dans le foie et apporté par l’alimentation, qui constitue les membranes cellulaires et sert de précurseur à de nombreux stéroïdes, hormones, acides biliaires et vitamines.

💡 Astuce mémo

Une tête hydrophile reliée à une queue hydrophobe

📖 9. Protéines et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Une protéine est une macromolécule constituée d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques formées de résidus d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques.
• Nucléotide : Un nucléotide est constitué d’un pentose, d’une base azotée et d’un groupement phosphate.

★ À maîtriser

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

📌 L’ADN est bicaténaire et contient l’information génétique, tandis que l’ARN est généralement monocaténaire et possède notamment une fonction d’intermédiaire de cette information.

Compléments

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

• La polymérisation des acides nucléiques relie les pentoses par des liaisons covalentes dans le sens 5′-3′, tandis que l’hybridation des brins repose sur des liaisons hydrogène entre les bases.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → peptide → protéine ; nucléotides → ADN ou ARN

📊 Tableaux de synthèse

Grandes familles de biomolécules