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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
  • Comparaison cellule acineuse pancréatique / cellule de parenchyme palissadique
  • La notion de cellule eucaryote
  • La fonction sécrétrice des cellules eucaryotes
  • Le cytosol (hyaloplasme) des cellules eucaryotes : un milieu réactionnel
  • La cellule du parenchyme palissadique foliaire
  • Etude expérimentale de la cellule acineuse du pancréas
  • La cellule acineuse pancréatique, une cellule polarisée
  • La notion de cellule spécialisée

Propriétés fonctionnelles des principales familles de molécules du vivant

  • Les lipides membranaires (document : formules des lipides membranaires)
  • Glucose, cellulose et amidon
  • Les glucides de réserve et les glucides de structure
  • Le glucose
  • Les glucides dans la cellule végétale
  • Les radicaux des acides aminés (document : les radicaux des acides aminés)
  • Les liaisons chimiques au sein des protéines (document : les radicaux des acides aminés)
  • Comparaison myoglobine / hémoglobine
  • L’hémoglobine, une protéine allostérique
  • Les nucléotides
  • Comparaison ADN - ARN
  • L’ADN : relations structure - fonction
  • Importance biologique des liaisons non covalentes
  • Les molécules séquencées
  • Monomères et polymères
  • Homopolymères et hétéropolymères
  • Les macromolécules
  • L’état macromoléculaire
  • Les molécules de réserve
  • Le comportement des biomolécules vis à vis de l’eau
  • L’eau, molécule fondamentale du vivant
  • Le glucose dans la cellule animale
  • Les acides aminés (document : les radicaux des acides aminés)
  • Les protéines allostériques
  • Les changements de formes des protéines
  • Les formes des protéines
  • La double hélice d'ADN
  • Liaisons faibles et biomolécules
  • L'eau et les biomolécules

Membranes et fonctionnement cellulaire

  • Le cytosquelette
  • Membranes et compartimentation cellulaire
  • La membrane plasmique : relations structure - fonction
  • Les jonctions entre cellules adjacentes : relations structure - fonction
  • Les parois cellulaires des végétaux et leur importance fonctionnelle
  • Les matrices extracellulaires
  • L’adhérence intercellulaire
  • Protéines et flux transmembranaires
  • Le passage des ions minéraux à travers les membranes
  • Le potentiel de repos (document : la différence de potentiel membranaire)
  • Le transport passif des solutés
  • Transports actifs primaires et secondaires
  • Les membranes et les ions
  • La membrane plasmique, une structure fluide
  • Les protéines membranaires
  • Importance des membranes dans la vie de la cellule
  • Importance des échanges transmembranaires dans la vie de la cellule
  • Fonctions des protéines dans la membrane plasmique

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)
  • Les caractères généraux des enzymes déduits de la cinétique des réactions chimiques
  • Le contrôle de l’activité enzymatique
  • La nature protéique des enzymes (document : les radicaux des acides aminés)
  • Les variations du fonctionnement des enzymes
  • Relations entre la nature protéique des enzymes et les modalités de la catalyse enzymatique (document : les radicaux des acides aminés)
  • Qu’est-ce qu’une enzyme ?
  • La complémentarité enzyme - substrat
  • Les mécanismes moléculaires d'une réaction enzymatique
  • Le complexe enzyme – substrat
  • Etude expérimentale du fonctionnement des enzymes
  • Comparaison enzyme Michaelienne – enzyme allostérique

Structure générale du métabolisme et rôle des coenzymes

  • Les coenzymes d’oxydoréduction
  • La notion de couplage énergétique
  • L’ATP, un intermédiaire central du métabolisme
  • Membranes et couplages énergétiques
  • ATP et couplages énergétiques

Le catabolisme oxydatif

  • Les réaction cytosoliques du catabolisme du glucose (document : les réactions et enthalpies libres de la glycolyse)
  • La glycolyse et sa régulation (document : les réactions et enthalpies libres de la glycolyse)
  • Bilan et rendement énergétiques de l'oxydation respiratoire du glucose
  • Comparaison fermentation / respiration
  • Du glucose à l'ATP (document : les réactions et enthalpies libres de la glycolyse & le cycle de Krebs)
  • Les couplages énergétiques dans la mitochondrie
  • La membrane mitochondriale interne et la respiration cellulaire (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction de la chaîne respiratoire)
  • Comparaison de la dégradation oxydative du glucose et d’un acide gras
  • Métabolisme énergétique et compartimentation chez la cellule animale
  • La production d'ATP en anaérobie

La photosynthèse eucaryote (et sujets de synthèse sur le métabolisme)

  • Les thylacoïdes (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction de la chaîne photosynthétique)
  • Du carbone minéral au carbone organique dans une cellule végétale chlorophyllienne (document : le cycle de Calvin)
  • Les pigments photosynthétiques chez les eucaryotes (document : les pigments
    photosythétiques)
  • Les photosystèmes chez les eucaryotes (document : les pigments photosythétiques)
  • Du dioxyde de carbone atmosphérique à la molécule de saccharose dans un végétal (document : le cycle de Calvin)
  • Chaîne photosynthétique et photophosphorylations (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction de la chaîne photosynthétique)
  • Le métabolisme énergétique d'une cellule eucaryote chlorophyllienne le jour et la nuit
  • La membrane des thylacoïdes (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction de la chaîne photosynthétique)
  • Plantes en C3 et plantes en C4
  • La feuille, organe photosynthétique
  • Carboxylations et décarboxylations dans les cellules végétales
  • Comparaison mitochondrie/chloroplaste
  • Comparaison chaîne respiratoire / chaîne photosynthétique (chez les eucaryotes) (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction des chaînes photosynthétique et respiratoire)
  • Phosphorylation oxydative et photophosphorylation
  • Les conversions énergétiques dans le chloroplaste
  • Les gradients protoniques transmembranaires
  • Les chaînes membranaires de transfert d'électrons (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction des chaînes photosynthétique et respiratoire)
  • Importance fonctionnelle de la compartimentation des organites énergétiques (mitochondries et chloroplastes)
  • Phosphorylations et déphosphorylations dans le métabolisme énergétique
  • Membrane interne de la mitochondrie et membrane thylacoïdale du chloroplaste (document : les potentiels standards d'oxydo-réduction des chaînes photosynthétique et respiratoire)
  • Les différents modes de formation de l'ATP dans les grandes voies du métabolisme énergétique
  • Systèmes membranaires et conversion d’énergie (document : les potentiels standards d'oxydoréduction des chaînes photosynthétique et respiratoire)

Thème III : L’information génétique à l’échelle cellulaire

Supports et organisation de l’information génétique

  • L'ADN, une molécule informative
  • Les chromosomes : des structures stables et changeantes
  • Le contenu informatif des génomes
  • 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 génome des procaryotes

Mécanismes moléculaires de conservation de l’information génétique

  • La fidélité de la réplication
  • La fidélité de la réplication et de la transcription
  • La réplication de l'ADN chez les procaryotes
  • Les causes et les conséquences des mutations

Mécanismes moléculaires de l’expression de l’information génétique

  • Les ARN dans la cellule eucaryote
  • L'opéron lactose
  • Comparaison des mécanismes de contrôle de l'expression génétique chez les procaryotes et les eucaryotes
  • La traduction
  • Les ARN : relations structure - fonction
  • De l'ADN aux ARN
  • Les ADN polymérases et les ARN polymérases
  • Les mutations (document : le code génétique)
  • 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
  • Compartimentation et expression de l’information génétique chez les eucaryotes
  • 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
  • De l'ADN aux protéines chez les procaryotes
  • De l'ADN aux protéines fonctionnelles : les mécanismes propres aux eucaryotes
  • ADN et ARN : des molécules codantes
  • Les interactions acides nucléiques – protéines
  • Les protéines du noyau
  • Le noyau des cellules eucaryotes
  • Synthèse et adressage des protéines

Transmission de l’information lors de la mitose

  • La mitose, une reproduction conforme ?
  • 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
  • Stabilité et variabilité de l’information génétique

Partie 2 : Biologie des organismes

Thème I : Diversité du vivant

  • Les principes de la classification phylogénétique (document : exemples de matrices et arbres)
  • Qu’est-ce qu’un arbre phylogénétique ? (document : exemples de matrices et arbres)
  • La construction d'un arbre phylogénétique (document : exemples de matrices et arbres)
  • Le choix des critères pour classer les êtres vivants

Thème II : L’organisme en relation avec son milieu

  • Réalisation des échanges gazeux entre l’organisme animal et son milieu
  • Les surfaces d’échanges respiratoires chez les animaux
  • La respiration pulmonaire (on se limite aux vertébrés)
  • La respiration des vertébrés
  • Comparaison respiration branchiale – respiration pulmonaire
  • Comparaison respiration pulmonaire – respiration trachéenne
  • 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
  • Le flux hydrique du sol à l'atmosphère chez les Angiospermes
  • La feuille : diversité cellulaire et unité fonctionnelle
  • Les sèves
  • Le parenchyme foliaire : relations structure - fonction
  • 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
  • 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 : relations structure - fonction
  • La feuille : relations structure - fonction
  • Comparaison sève élaborée / sève brute
  • Les surfaces d’échanges chez les Angiospermes
  • La vie d’une feuille
  • Les organes souterrains des Angiospermes
  • Le saccharose dans la plante
  • Le bois
  • Le xylème
  • Les corrélations trophiques dans un végétal
  • Adaptation du développement des Angiospermes au rythme saisonnier
  • Vie ralentie et dormances chez les Angiospermes
  • Annuelles, bisannuelles et vivaces : le passage de la saison froide par les Angiospermes des régions tempérées
  • Angiospermes herbacées et saisons
  • A partir d'exemples, dégagez les caractères fondamentaux des surfaces d'échanges chez les Métazoaires
  • Le dioxygène et les êtres vivants
  • Les surfaces d'échange chez les êtres vivants
  • Les semences (définition : une semence est un organe ou fragment de végétal capable de produire un nouvel individu)
  • Dormances et germination

Thème III : Construction d’un organisme, mise en place d’un plan d’organisation

  • 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
  • L’organogenèse au cours du développement chez la grenouille
  • De l'oeuf à la blastula
  • Les mouvements gastruléens
  • Les mouvements cellulaires au cours du développement embryonnaire
  • La régionalisation du mésoderme selon les axes de polarité au cours du développement embryonnaire
  • Évolution et régionalisation du mésoderme à partir de la gastrulation
  • Le mésoderme : 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
  • 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)
  • La différenciation cellulaire
  • La croissance en longueur d'un os long de Mammifère
  • Le développement post-embryonnaire des Angiospermes
  • Méristèmes secondaires et croissance en épaisseur chez les Angiospermes
  • Croissance et développement du système racinaire chez les Angiospermes
  • L’auxèse chez les Angiospermes
  • La mérèse chez les Angiospermes
  • La croissance en longueur des racines 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
  • Apex caulinaire et apex racinaire 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
  • Comparaison des modalités cellulaires du développement des végétaux Angiospermes et des Amphibiens

Thème IV : la reproduction des organismes animaux et végétaux

Reproduction sexuée des végétaux et Multiplication végétative naturelle chez les Angiospermes

  • La rencontre des gamètes chez les Filicophytes et les Angiospermes
  • De la pollinisation à la fécondation chez les Angiospermes
  • La reproduction des Angiospermes
  • La reproduction des Filicophytes
  • La fleur des Angiospermes
  • Morphologies florales et pollinisation chez les Angiospermes
  • Pollen et pollinisation chez les Angiospermes
  • De la fleur au fruit
  • 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 graine dans le cycle de développement des Angiospermes
  • Qu’est-ce qu’une graine ?
  • Rôles des animaux dans la reproduction et la propagation des végétaux

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
  • Comparaison de la fécondation chez les Mammifères et les Angiospermes

Aspects chromosomiques et génétiques de la reproduction

  • Les chromosomes homologues
  • 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
  • Les brassages génétiques lors de la méiose
  • Les divisions cellulaires

Thème V : Diversité des types trophiques

  • 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
  • L'autotrophie chez les microorganismes

Partie 3 : Intégration d'une fonction à l'échelle de l'organisme

Thème I : Des communications intercellulaires chez l’animal

  • La différence de potentiel électrique transmembranaire et ses variations (document : la différence de potentiel membranaire)
  • Les interactions récepteurs membranaires / ligands et leurs conséquences
  • La genèse du message nerveux à l'échelle du neurone
  • A partir d'un exemple, montrez les caractéristiques d'un neurotransmetteur
  • 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
  • Le potentiel d'action neuronal (document : la différence de potentiel membranaire)
  • Perméabilité ionique et potentiels électriques transmembranaires (document : la différence de potentiel membranaire)
  • Transduction des messages, au niveau membranaire, dans la communication intercellulaire
  • Mode d'action comparé des hormones hydrosolubles et des neurotransmetteurs
  • Le motoneurone
  • La transmission synaptique
  • Le neurone, une cellule différenciée
  • L'intégration nerveuse à l'échelle du neurone
  • Genèse et propagation du message nerveux dans un neurone

Thème II Le fonctionnement de la cellule musculaire striée squelettique

  • 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, une cellule différenciée
  • Couplage excitation / contraction dans la cellule striée squelettique

Thème III : Intégration de la circulation sanguine au fonctionnement des organes

  • Les vaisseaux sanguins
  • L’automatisme cardiaque
  • Les différents segments du circuit sanguin : relations structure - fonction
  • Du dioxygène atmosphérique à son entrée dans la cellule animale
  • Sang et transport des gaz respiratoires
  • L'hémoglobine, pigment respiratoire
  • La fonction respiratoire du sang
  • Le globule rouge
  • L’activité électrique du muscle cardiaque
  • L’activité mécanique du muscle cardiaque aux différentes échelles
  • Le contrôle de l’activité cardiaque
  • Coeur et système circulatoire chez les Mammifères
  • Comparaison entre les cellules musculaires striées squelettiques et les cellules musculaires cardiaques
  • Le rôle des artères et des artérioles dans la circulation sanguine
  • La perfusion du muscle en rapport avec la situation physiologique de l’organisme
  • La contraction du muscle cardiaque à différentes échelles
  • La révolution cardiaque
  • Notion de boucle de régulation à partir de l'exemple de la pression artérielle

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !