UE 2.1 Biologie fondamentale
Introduction :
deux types de cellules
• Cellulesprocaryotes(=bactéries)
• Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules)
Cellules procaryotes:
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1 à 3 μm en général
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pas d'organites présents (sauf
ribosomes)
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matériel génétique non enfermé
dans un noyau délimité • tous unicellulaires
Cellules eucaryotes
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10 à 100 μm en général
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Nombreux organites internes faits de membranes.
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Matériel génétique délimité par une membrane = noyau
Les différentes structures des cellules eucaryotes
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Membrane plasmique : barrière et échangeavec l’extérieur
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Noyau : maintien de l’information génétique
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Mitochondrie : production d’énergie
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Golgi/Réticulum endoplasmique : production/modification des protéines
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Cytosquelette : maintien de la forme de la cellule
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Lysosome : recyclage des déchets
La division cellulaire
• Le cycle cellulaire
– la division des cellules est un processus complexe, finement régulé, dont les différentes étapes se succèdent au cours du cycle cellulaire
• La mitose est une étape particulière de ce cycle cellulaire au cours de laquelle la cellule mère donne naissance à 2 cellules filles (prophase, métaphase, anaphase, télophase)
Les cellules meurent
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Pour que de nouvelles cellules apparaissent il faut que les anciennes disparaissent :
– Mort par apoptose : programme génétique mis enjeu lorsqu’il est nécessaire qu’une cellule soit éliminée : fin de vie naturelle d’une cellule ou bien signal reçu de l’extérieur
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Des cellules peuvent aussi mourir parprivation d’oxygène, action de moléculestoxiques ou lésion dans la membrane :
– mort par nécrose, non programmée
ATOME
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Un atome [atomos], « indivisible » est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre.
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La théorie atomiste, soutient l'idée d'une matière composée de « grains » indivisibles (contre l'idée d'une matière indéfiniment sécable)
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ATOME : Noyau (protons et neutrons) entouréd’électrons
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Les atomes se combinent entre eux pour former des molécules
Le noyau
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Le noyau atomique est le cœur de l'atome. Il est situé en son centre, est mille fois plus petit et contient 99,97% de sa masse.
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Protons : charge électrique positive
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Neutrons : charge neutre.
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Le noyau est donc de charge positive
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Les électrons de l’atome sont maintenus autour du noyau par attraction électrique
Unités de Quantités
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La mole : La mole est la quantité de matière contenant 6,02 1023 entités
(entités = molécules, atomes ou ions). -
Le symbole de la mole est mol.
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La masse molaire atomique d'un élément ou la masse d'une mole d'atomes est exprimée en gramme par mole.
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Le symbole est M
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L'unité est le gramme par mole = g.mol-1
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1mole d’oxygène (atome)
pèse 16g ( cf nombre de masse)
Unités de Concentration
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La concentration molaire est le nombre demoles d’atome ou de molécule
par litre de solution. -
Le symbole est C
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Les unités :
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Concentration molaire : la mole par litre (mol/l ou M)
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Nombre de moles : la mole (mol) Volume : le litre (l)
ions
• Un ion est un atome (ou une molécule, cf infra) qui a perdu ou gagné un ou plusieurs électrons
• Exemple : ion sodium Na+
• NaNa+ + 1 e- ion sodium • Cl + 1 e- Cl- ion chlorure
Liaisons atomiques
• Liaison de covalence : la plus forte – Simple ou doubles liaisons
• Liaisons faibles : très importantes – Exemple des liaisons ioniques
Les molécules de la vie
La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques présents à l'état naturel.
De ces 25, quatre sont particulièrement importants : • Carbone (C) : peut former 4 liaisons chimiques
• Hydrogène (H) : ne forme qu'une liaison • Oxygène (O) : peut former 2 liaisons
• Azote (N) : peut former 3 liaisons
Principaux groupements chimiques organiques
• Méthyle : -CH3
• Hydroxyle : -OH
• Amine : -NH2
• Acide carboxylique : -COOH
Les molécules du vivant
Chaque être vivant contient des milliers de molécules différentes.
On peut regrouper la plupart de ces molécules en 4 grandes familles:
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Glucides (sucres ou hydrates de carbone)
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Lipides (gras, huiles et stéroïdes) • Protéines
• Acides nucléiques (ADN et ARN)
Propriétés de l’eau
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liquide entre 0 et 100°C
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état solide (glace) de densité plus
faible l’état liquide
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solvant : permet la mise en solution de nombreuses molécules
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toutes liées à sa structure en réseau de liaisons hydrogènes.
Propriétés de solvatation
Nature de l ’eau : excellent solvant pour
1) des substances ionisables (sels, NaCl) 2) des substances non ionisables
mais dites polaires (oses, alcools,amines)
hydrophiles
L ’eau ne peut pas dissoudre les composés non polaires et non chargés Comme les lipides
hydrophobes
Réactions chimiques
• Une réaction est un réarrangement des atomes d’une ou de plusieurs molécules (les substrats ou les réactifs) pour former une ou des nouvelles molécules (les produits)
R1 + R2 P1 + P2
• La double flèche signifie que la réaction a lieudans un sens ou dans l’autre
• Il y a forcément , pour chaque atome, le même nombre du côté réactifs et du côté produit
Acide / Base
Définitions simples des acides et des bases
* un acide, HA, est un donneur de protons H+ :
HA H++A-
Base conjuguée de l ’acide HA
* une base, B, est un accepteur de protons H+ : B +H+ BH+
Acide conjuguée de la base B
Définition du pH (potentiel d ’Hydrogène)
pH est le l’opposé du logarithme décimal de la concentration des H3O+pH = -log[H3O+]
Pourl’eaupure:[H3O+]=10-7 Mdonc pH=7
On peut avoir des espèces qui produisent des H+ (et donc des consomment
Si pH < 7 la solution est dite « acide »
Si pH > 7 la solution est dite « basique »
) ou qui en
Des systèmes « tampons » régulent le pH
• Un mélange de base et d’acide enproportion égale permettent de maintenir le pH dans une gamme précise : système tampon.
• Le pH du sang est maintenu entre 7.2 et 7.4 par le tampon bicarbonate (base)/ acide carbonique (acide).