Chapitres
Partie 1 : Biologie cellulaire et moléculaire
Thème I : L’organisation cellulaire et moléculaire du vivant
La cellule eucaryote, unité structurale et fonctionnelle
- La cellule acineuse du pancréas exocrine, une cellule spécialisée
- Flux de matière et de membrane dans la cellule acineuse
- Les flux dans la cellule acineuse pancréatique
- Les particularités de la cellule végétale
- La cellule du parenchyme palissadique, une cellule spécialisée
- Comparaison cellule animale/cellule végétale
- La notion de cellule eucaryote
- La compartimentation cellulaire
- Le reticulum endoplasmique
- Le cytosol (hyaloplasme) des cellules eucaryotes: un milieu réactionnel
- La coopération fonctionnelle entre les différents compartiments d’une cellule eucaryote
- La polarité fonctionnelle de la cellule sécrétrice du pancréas exocrine
- La cellule du parenchyme palissadique foliaire
- Qu’est-ce qu’une cellule ?
- Qu’est-ce qu’une cellule eucaryote ?
- La relation entre structure et fonction d’une cellule spécialisée
Propriétés fonctionnelles des principales familles de molécules du vivant
- Les rôles biologiques des lipides
- Les lipides membranaires
- Lipides et vie cellulaire
- Les lipides : relation structures/fonctions
- Glucose, cellulose et amidon
- Les glucides de réserve et les glucides de structure (dérivés glucidiques compris)
- L’importance biologique des oses
- Comparaison de deux glucides
- Les polymères glucidiques
- Les glucides dans la cellule végétale
- Les radicaux des acides aminés
- Les liaisons chimiques au sein des protéines
- La structure des protéines
- La structure tertiaire des protéines et son importance fonctionnelle
- La conformation des protéines : origine et conséquences (liste des acides aminés fournie)
- La structure quaternaire des protéines
- Comparaison myoglobine/hémoglobine
- L’hémoglobine, une protéine allostérique
- L’importance biologique des polymères glucidiques
- Les nucléotides
- Comparaison ADN - ARN
- L’ ADN : relation structure-fonction
- Importance biologique des liaisons non covalentes
- Les molécules séquencées
- Monomères et polymères
- Homo et hétéropolymères
- Les macromolécules
- L’état macromoléculaire
- Les molécules de réserve
- Le comportement des biomolécules vis à vis de l’eau
- L’importance biologique des protéines
Membranes et fonctionnement cellulaire
- Membranes et compartimentation cellulaire
- La membrane plasmique : relation structure/fonction
- Les jonctions entre cellules adjacentes : relations structure -fonction
- La membrane plasmique, une interface entre deux milieux
- Les membranes, des structures dynamiques
- Les lipides membranaires
- La matrice extracellulaire animale
- Les parois cellulaires des végétaux et leur importance fonctionnelle
- Les matrices extracellulaires
- Comparaison des matrices extracellulaires animale et végétale
- L’adhérence intercellulaire
- Diffusion simple et diffusion facilitée à travers la membrane plasmique
- Le passage des ions minéraux à travers les membranes
- Le passage du glucose à travers les membranes
- Les transports actifs à travers la membrane plasmique
- Le potentiel de repos
- Le transport passif des solutés
- Transports actifs primaires et secondaires
- Les membranes et les ions
- La membrane plasmique, une structure fluide
- La membrane plasmique, une surface d’échanges
- Les protéines membranaires
- Exocytose et endocytose
- Importance des membranes dans la vie de la cellule
- Importance des échanges transmembranaires dans la vie de la cellule
Thème II : Le métabolisme cellulaire
Les enzymes, acteurs du métabolisme
- La spécificité des enzymes
- Le(s) site(s) actif(s) des enzymes
- La catalyse enzymatique (contrôle exclu)
- Cinétiques enzymatiques michaelienne et non michaelienne
- Les caractères généraux des enzymes déduits de la cinétique des réactions chimiques
- Le contrôle de l’activité enzymatique
- Les inhibitions enzymatiques
- La nature protéique des enzymes
- La régulation du fonctionnement des enzymes
- Les facteurs modifiant l’activité enzymatique
- Relations entre la nature protéique des enzymes et les modalités de la catalyse enzymatique
- Les enzymes allostériques
- Les enzymes, des biocatalyseurs
- Qu’est-ce qu’une enzyme ?
- La complémentarité enzyme-substrat
Structure générale du métabolisme et rôle des coenzymes
- L’importance des coenzymes dans les couplages énergétiques
- Les places respectives du catabolisme oxydatif et de la photosynthèse chez les eucaryotes
- Les coenzymes d’oxydoréduction
- La notion de couplage énergétique
- L’ATP, un intermédiaire central du métabolisme
- L’ATP dans la cellule
- ATP et couplages métaboliques
- ATP et couplages énergétiques
- Les couplages réactionnels dans l’énergétique cellulaire
Le catabolisme oxydatif
- La glycolyse et sa régulation (les réactions de la glycolyse sont fournies)
- Bilan et rendement énergétiques de l'oxydation respiratoire du glucose
- Comparaison fermentation/respiration
- Du glucose à l'ATP
- Les couplages énergétiques dans la mitochondrie
- Les fermentations lactique et éthanolique
- L’oxydation du glucose avec ou sans O2
- La membrane mitochondriale interne et la respiration cellulaire
- La mitochondrie : relation structure fonction
- L’acétylcoA, un carrefour métabolique
- Comparaison de la dégradation oxydative du glucose et d’un acide gras
- L’importance fonctionnelle de la compartimentation de la mitochondrie
- Métabolisme énergétique et compartimentation chez la cellule animale
La photosynthèse eucaryote
- Les pigments photosynthétiques chez les eucaryotes
- Les photosystèmes chez les eucaryotes
- Du dioxyde de carbone atmosphérique à la molécule de saccharose dans un végétal
- Chaîne photosynthétique et photophosphorylations
- Les réactions photochimiques de la photosynthèse chez les eucaryotes
- Le métabolisme énergétique d'une cellule eucaryote chlorophyllienne le jour et la nuit
- Le dioxygène dans la cellule végétale chlorophyllienne
- La membrane des thylacoïdes
- L’ATP dans la cellule végétale
- Les glucides dans la cellule végétale
- Plantes en C3 et plantes en C4
- La feuille, organe photosynthétique
- Comparaison mitochondrie/chloroplaste
- Comparaison chaînes respiratoire / chaîne photosynthétique (chez les eucaryotes)
- Phosphorylation oxydative et photophosphorylation
- Les différents modes de synthèse de l’ATP
- Le pyruvate, carrefour métabolique
- Les gradients protoniques transmembranaires
- Les chaînes membranaires de transfert d'électrons
- Les coenzymes d’oxydoréduction dans le métabolisme énergétique
- Importance fonctionnelle de la compartimentation des organites énergétiques (mitochondries et chloroplastes)
- Les rôles de l'ATP dans la cellule
- Phosphorylations et déphosphorylations
- Membrane interne de la mitochondrie et membrane thylacoïdale du chloroplaste
- Les différents modes de formation de l'ATP dans les grandes voies du métabolisme énergétique
- Systèmes membranaires et conversion d’énergie
Thème III : L’information génétique à l’échelle cellulaire
Supports et organisation de l’information génétique
- Les supports moléculaires de l’information génétique
- Les acides nucléiques, des molécules informatives
- L’ADN, une molécule informative
- Qu’est-ce qu’un chromosome ?
- Les chromosomes
- De l'ADN au chromosome métaphasique
- La chromatine
- Comparaison des génomes des procaryotes et des eucaryotes
- Le contenu informatif des génomes des eucaryotes et des procaryotes
- L'organisation du génome des eucaryotes
- Le chromosome au cours du cycle cellulaire
- Le génome des procaryotes
Mécanismes moléculaires de conservation de l’information génétique
- La réplication de l'ADN chez les procaryotes
- La fidélité de la réplication
- La fidélité de la réplication et de la transcription
- Les causes et les conséquences des mutations
Mécanismes moléculaires de l’expression de l’information génétique
- La traduction
- Les ARN : relation structure-fonction
- De l'ADN aux ARN
- Les ADN polymérases et les ARN polymérases
- Les mutations
- Les ARNm
- Les particularités de l’expression de l’information génétique chez les Eucaryotes
- Comparaison de l’expression de l’information génétique chez les procaryotes et les eucaryotes
- La synthèse des protéines
- La coopération fonctionnelle des ARN au cours de la traduction
- Compartimentation cellulaire et expression de l’information génétique chez les Eucaryotes
- Les interactions ADN-protéines
- Le contrôle de l’expression du génome chez les eucaryotes
- Le contrôle de l’expression de l’information génétique
- Qu’est-ce qu’un virus ?
- Les virus et le détournement de la machinerie cellulaire d’expression de l’information génétique
- Comparaison de 2 virus (au choix du candidat)
- Des gènes aux protéines fonctionnelles chez les eucaryotes
- Compartimentation et expression de l’information génétique chez les eucaryotes
Transmission de l’information lors de la mitose
- Comparer le déroulement de la division cellulaire mitotique des cellules animales et des cellules végétales
- La mitose, une reproduction conforme ?
- Le cytosquelette lors de la mitose
- Cytosquelette et division cellulaire
- Importance biologique de la complémentarité des bases
- Le chromosome interphasique
- La conservation de l’information génétique au cours des cycles cellulaires
- Discuter la notion de stabilité du matériel génétique
- Stabilité et variabilité de l’information génétique
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Partie 2 : Biologie des organes
Thème I : Diversité du vivant
- Les principes de la classification phylogénétique
- Qu’est-ce qu’un arbre phylogénétique ?
Thème II : L’organisme en relation avec son milieu
Réalisation des échanges gazeux entre l’organisme animal et son milieu
- Respirer dans l’eau
- Respirer dans l’air
- Les surfaces d’échanges respiratoires chez les animaux
- La respiration de la grenouille (têtard et adulte)
- La respiration pulmonaire (on se limite aux vertébrés)
- La respiration trachéenne (on se limite aux insectes)
- La respiration branchiale
- Comparaison branchies-poumons
- Comparaison poumons –trachées
- Comparaison branchies-trachées
- Le renouvellement des fluides au contact des surfaces d'échanges respiratoires chez les Métazoaires
- Respiration et milieux de vie chez les vertébrés
- Les surfaces d'échanges respiratoires et l’optimisation des échanges (on utilisera la loi de Fick)
Échanges hydrominéraux entre l’organisme végétal et son milieu
- La feuille : diversité cellulaire et unité fonctionnelle
- Les sèves
- Le parenchyme foliaire : relations structures-fonctions
- Les réserves chez les végétaux
- Le flux hydrique chez les Angiospermes
- L’absorption des ions minéraux chez les Angiospermes : de la solution du sol au xylème
- Xylème et phloème
- La racine : interface entre la plante et le sol
- L’équilibre hydrique chez les végétaux
- La circulation des sèves
- Des organes sources aux organes puits chez les Angiospermes
- Les stomates
- La racine : relation structure fonction
- L’absorption racinaire
- La feuille : relation structure fonction
- Comparaison sève élaborée/sève brute
- Les tissus conducteurs et la circulation des sèves
- L’eau et les plantes (on se limite aux Angiospermes)
- Les surfaces d’échanges chez les Angiospermes
Adaptation du développement des Angiospermes au rythme saisonnier
- Cycle de développement des Angiospermes et saisons
- Vie ralentie et dormances chez les Angiospermes
- Le passage de la saison froide chez les Angiospermes des régions tempérées
- Annuelles, bisannuelles et vivaces : le passage de la saison froide par les Angiospermes des régions tempérées
- Angiospermes herbacées et saisons
- Les échanges gazeux en milieu aérien chez les êtres vivants
- Les surfaces d’échanges chez les êtres vivants
- A partir d'exemples, dégagez les caractères fondamentaux des surfaces d'échanges chez les Métazoaires
- Le dioxygène et les êtres vivants
- La vie d’une feuille
Thème III : Construction d’un organisme, mise en place d’un plan d’organisatio
Mise en place du plan d’organisation chez les Vertébrés
- Importance du contenu de l’ovocyte et de la fécondation pour la suite du développement embryonnaire chez la grenouille
- Mise en place et devenir du mésoderme au cours du développement embryonnaire chez la grenouille
- La gastrulation chez la grenouille
- La mise en place des 3 feuillets embryonnaires chez la grenouille
- L’organogenèse au cours du développement chez la grenouille
- La segmentation chez la grenouille
- Les mouvements gastruléens
- Les mouvements cellulaires au cours du développement embryonnaire
- Déformations des cellules et mouvements des cellules au cours du développement embryonnaire
- Importance de la matrice extracellulaire, des molécules d’adhérence et du cytosquelette au cours du développement embryonnaire
- Acquisition des axes de polarité au cours du développement embryonnaire chez la grenouille
- La régionalisation du mésoderme selon les axes de polarité au cours du développement embryonnaire
- Évolution et régionalisation du mésoderme à partir de la neurulation
- Le 3ème feuillet embryonnaire : origine, mise en place et évolution
- La notion d’induction embryonnaire
- L’induction du mésoderme
- L’induction embryonnaire
- Le mésoderme
- Mise en place du plan d’organisation des Vertébrés, à travers l’exemple de la grenouille
- Division, migration , différenciation et mort cellulaire, 4 processus fondamentaux impliqués lors de l’organogenèse
- Un exemple d’induction embryonnaire
- Les relations intercellulaires au cours du développement embryonnaire
- Étude expérimentale du développement embryonnaire chez les amphibiens
- La métamorphose chez la grenouille (déterminisme exclu)
- De la larve à l’adulte à partir de l’exemple des Amphibiens (croissance exclue)
- De l’oeuf à la larve chez la grenouille
Le développement post-embryonnaire des Angiospermes
- Méristèmes secondaires et croissance en épaisseur chez les Angiospermes
- Croissance et développement du système racinaire chez les Angiospermes
- Comparaison de la croissance de la tige et de la racine chez les Angiospermes
- Les bourgeons des Angiospermes
- Les méristèmes des Angiospermes
- L’auxèse chez les Angiospermes
- La mérèse chez les Angiospermes
- Mérèse et auxèse chez les Angiospermes (contrôle exclu)
- La croissance en longueur des tiges chez les Angiospermes
- La croissance en longueur des racines chez les Angiospermes
- La croissance des racines chez les Angiospermes
- La croissance en épaisseur (= en diamètre) chez les Angiospermes
- Le méristème apical caulinaire et son contrôle chez les Angiospermes
- Paroi squelettique et développement des Angiospermes
- Organisation et fonctionnement de l’apex racinaire chez les Angiospermes
- Les tropismes chez les Angiospermes
- Le phototropisme de la tige chez les Angiospermes
- Lumière et croissance chez les Angiospermes
- L’apex caulinaire chez les Angiospermes
- Étude d'un tropisme chez les Angiospermes
- Cellules méristématiques et cellules différenciées chez les Angiospermes
- Phototropisme caulinaire et gravitropisme racinaire chez les Angiospermes
- Le gravitropisme chez les Angiospermes
- Multiplication cellulaire et différenciation cellulaire : deux aspects fondamentaux du développement d’un organisme pluricellulaire
Thème IV : la reproduction des organismes animaux et végétaux
Reproduction sexuée des végétaux et Multiplication végétative naturelle chez les Angiospermes
- La fleur des Angiospermes
- Morphologies florales et pollinisation chez les Angiospermes
- Pollen et pollinisation chez les Angiospermes
- De la fleur au fruit
- De l’ovule à la graine chez les Angiospermes
- La vie de la graine (on se limite aux Angiospermes)
- La fécondation croisée chez les Angiospermes
- Pollinisation et fécondation chez les Angiospermes
- Qu’est-ce qu’un fruit ?
- La propagation de l’espèce chez les Angiospermes
- La multiplication végétative naturelle chez les Angiospermes
- La graine dans le cycle de développement des Angiospermes
- Qu’est-ce qu’une graine ?
Reproduction sexuée chez les Mammifères
- La gamétogenèse des Mammifères
- La complémentarité des gamètes mâles et femelles chez les Mammifères
- Le spermatozoïde, une cellule spécialisée
- Les gamètes des animaux : relations structures – fonctions
- La fécondation chez les animaux à partir d’un exemple
Aspects chromosomiques et génétiques de la reproduction
- Le brassage chromosomique chez les Eucaryotes
- La prophase I de méiose et ses conséquences génétiques
- Les obstacles à l’autofécondation chez les Angiospermes
- La place de la méiose dans le cycle de développement des êtres vivants
- Comparaison mitose – méiose
- Conséquences génétiques de la méiose
- Stabilité et variabilité du patrimoine génétique au cours de la méiose
- Argumenter et discuter la célèbre phrase d’A.Langaney : « Qui fait un oeuf fait du neuf »
- Les brassages génétiques lors de la méiose
- Les divisions cellulaires
Thème V : Diversité des types trophiques
- Les microorganismes autotrophes pour le carbone
- La diversité des métabolismes chez les microorganismes
- L’importance des microorganismes dans le cycle de l’azote
- Les microorganismes dans le cycle du carbone
- L’importance écologique des microorganismes
Partie 3 : Intégration d'une fonctione à l'échelle de l'organisme
Thème I : Des communications intercellulaires chez l’animal
- Les interactions récepteurs membranaires / ligands et leurs conséquences
- Canaux ioniques et communication
- A partir d'un exemple, montrez les caractéristiques d'un neurotransmetteur
- Le mécanisme d'action d’une hormone à récepteur nucléaire
- Les mécanismes d'action d’une hormone à récepteur membranaire
- La notion d'hormone à partir d'un nombre limité d'exemples pris chez les animaux
- Les synapses
- Le potentiel d'action neuronal
- Perméabilité ionique et potentiels électriques transmembranaires
- Transduction des messages, au niveau membranaire, dans la communication intercellulaire
- Mode d'action comparé des hormones hydrosolubles et des neurotransmetteurs
- L'axone
Thème II Le fonctionnement de la cellule musculaire striée squelettique
- Les myofilaments
- Les couplages énergétiques dans la cellule musculaire striée
- Cytosquelette et contraction musculaire
- L'ATP dans la cellule musculaire striée squelettique
- La cellule musculaire striée squelettique
- La jonction neuro-musculaire
Thème III : Intégration de la circulation sanguine au fonctionnement des organes
- Importance de la localisation intracellulaire de l’hémoglobine
- Le coeur des Mammifères
- Les vaisseaux sanguins
- L’automatisme cardiaque
- Les différents segments vasculaires : relation structure fonction
- L’activité électrique du muscle cardiaque
- L’activité mécanique du muscle cardiaque aux différentes échelles
- Le débit et le rythme cardiaques
- Le contrôle de l’activité cardiaque
- Coeur et système circulatoire chez les Mammifères
- Comparaison cellules entre les musculaires striées squelettique et les cellules cardiaques
- Les capillaires sanguins
- Le rôle des artères et des artérioles dans la circulation
- La perfusion du muscle en rapport avec la situation physiologique de l’organisme
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