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I – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle IntroI – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle
L'étude des molécules vise essentiellement à mettre en relation la nature chimique des constituants du vivant, leurs propriétés, leur réactivité et leurs fonctions biologiques. La présentation des biosynthèses et des grandes voies du métabolisme est réalisée en lien avec celle des biomolécules elles-mêmes. Elle
permet la compréhension des mécanismes impliqués dans la réalisation des flux d'énergie qui traversent la cellule, mais aussi des écosystèmes et des cycles biogéochimiques des éléments (§ III-B et III-C).
L'unité fonctionnelle de la cellule se construit au fur et à mesure des chapitres et des exemples rencontrés, intégralement en première année. Les différents chapitres font référence à des exemples concrets de cellules permettant de mettre en place progressivement des concepts généraux (compartimentation cellulaire, spécialisation etc.). Il s'agit de montrer des grands types d'organisation (Eubactéries, Métazoaires, Angiospermes) et l'existence d'édifices supramoléculaires en interaction (membranes biologiques en particulier), mais surtout l'unité des principes de fonctionnement des cellules. Les différenciations et spécialisations cellulaires rencontrées seront reliées au fonctionnement global d'un organisme (§ II-A), à son développement (§ II-D) ainsi qu'à l'expression génétique (§ IV-A) et sa relation au phénotype.
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I-A Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (1e année) |
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I-B Membrane et échanges membranaires (1e année) |
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I-B-1 Organisation et propriétés des membranes cellulaires |
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I-B-2 Membranes et interrelations structurales |
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Des interactions entre membranes, matrices extracellulaires et cytosquelettes conditionnent les propriétés mécaniques des cellules et les relations mécaniques entre cellules au sein des tissus.
Les matrices extracellulaires forment une interface fonctionnelle entre la cellule et son milieu.
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- reconnaître les grands types de jonction et les relier à leurs fonctions ;
- connaître la nature moléculaire des filaments d'actine, des microtubules et de la kératine afin d'argumenter leur fonction structurale au sein de la cellule ;
- décrire l'organisation du collagène, l'architecture d'une matrice animale (on se limite à l'exemple d'un conjonctif) et d'une paroi pecto-cellulosique ;
- relier la densité et les propriétés intrinsèques des réseaux de filaments aux propriétés mécaniques des matrices (consistances de gel plus ou moins fluides) ;
- expliquer le principe de la rigidification d'une matrice par imprégnation de lignine ou de substance minérale ;
Aucun exemple particulier de cellule n'est exigible.
Cependant, celui d'une cellule épithéliale est particulièrement propice à la présentation de ces interactions.
Pour les matrices extracellulaires, on se limite à deux exemples :
- pour les végétaux, la paroi pectocellulosique ;
- pour l'architecture d'une matrice animale, un conjonctif.
On ne fait que mentionner les parois bactériennes dont l'architecture n'est pas au programme. |
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I-B-3 Membranes et échanges |
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I-B-4 Membrane et différence de potentiel
électrique : potentiel de repos, d'action et transmission synaptique |
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I-C Métabolisme cellulaire (1e année) |
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I-D Synthèse sur l'organisation fonctionnelle de la cellule (1e année - 2 h) |
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Travaux pratiques (1e année, 6 séances) |
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II – L'organisme : un système en interaction avec son environnement |
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III – Populations, écosystèmes, biosphère |
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IV – La biodiversité et sa dynamique |
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