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
- 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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