Laboratoire d’Enseignement de la BiologieBiologie Cellulaire, Animale et          Végétale      1er Bachelier Faculté de M...
Coordonnées :-e-mail : laurence.ladriere@ulb.ac.be-Service de Biologie : Bâtiment GE – partie G2 – Niv 3-Téléphone : 02/55...
-Cours théoriques :-Cours à l’Auditoire Bremer – le lundi et vendredi matinde 8h à 10h-Séance d’exercices de génétique : p...
Présentation du staff de biologie :                                                       Dr Laurence Ladrière,           ...
ASSISTANTS :                      Dr Marie-Claire Tricot,                        Mr Geoffrey Gosset,                      ...
Objectifs du cours :  -Introduction générale aux concepts fondamentaux de la   biologie : Compréhension de ce qu’est une c...
Pré-requis : Notions de biologie de base enseignées dans le secondaire.   Méthodes d’enseignement et d’apprentissage :   -...
Travail personnel requis :   Etude des notes distribuées, des notes prises au cours etdocuments/illustrations projetés. Co...
Lectures conseillées :-Dico de BioRomaric Foret, Editions De Boeck Université-BiologieRaven, Editions De Boeck Université-...
Matières abordées au cours de Biologie :Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la viePartie II – La Biologie cell...
Matières abordées au cours de Biologie :Partie V – Diversité de la vie terrestre      V. A. Virus et Procaryotes      V. B...
Matières abordées au cours de Biologie :Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie•    1. Introduction général...
Partie II – La Biologie cellulaire    II. A. – Les Procaryotes•   1. Introduction•   2. Classification des Procaryotes•   ...
• 5. Synthèse des protéines chez les Procaryotes :• Présentation générale : caractéristiques et fonctions• Structures des ...
• 6. Génétique des procaryotes :• Réplication de l’ADN : caractéristiques et principe• Les mutations :   –   définition, c...
II. B. – Introduction aux Virus• structure (acide nucléique, capside, enveloppe) et particularités• classification• multip...
• II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires  et fonctions cellulaires• 1. Introduction générale• 2. La mem...
•   6. Les mitochondries    Structure; respiration cellulaire : glycolyse, cycle de Krebs, phosphorylation    oxydative; a...
• 11. La mitose  -description des différentes étapes  -mitose dans les cellules végétales• 12. Le cycle cellulaire  -descr...
Partie III - La Génétique mendélienne et  biotechnologie    III. A. La Génétique mendélienne•   1. Définitions•   2. Trans...
Partie IV – Evolution  IV. A. – Introduction au Darwinisme et La  Génétique évolutive/des populations• 1. Définitions et M...
Partie V – Diversité de la vie terrestre   V. A. Virus et Procaryotes : voir partie II – Biologie   cellulaire   V. B. – E...
V. C. – Les Fungi ou champignonsV. D. – Les Protistes•   1. Phylum des Mastigophores (Phyto- et Zooflagellés)•   2. Phylum...
V. F. - Embryologie des Cordés• 1. La Gamétogenèse• 2. La Fécondation• 3. L’Embryologie des Amphibiens (segmentation, gast...
V. G. - Phylum des Cordés• 1. Les Procordés (Céphalo- et Urocordés)• 2. Les Vertébrés   –   Classe des Agnathes   –   Clas...
Laboratoire d’Enseignement de la BiologiePartie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie      1er Bachelier Faculté...
Partie I – Unicité du monde vivant -               Origine de la vie•    1.1. Introduction générale :     1.1.a. Introduct...
Partie I – Unicité du monde vivant -               Origine de la vie•    1.1. Introduction générale :     1.1.a. Introduct...
Pourquoi vous donnerdes cours fondamentauxen Faculté de Médecine          ???
Coursspécialisés              Cours de BA1
Pourquoi vous enseigner la        Biologieen Faculté de Médecine ???
La Biologie-fait partie de la vie de tout unchacun; culture générale-tout ce qui nous entoure soulèvedes questions !!!
Comment cette maladie a-t’elle pu se développer ?Comment se fait-il que j’ai des cheveux blonds et que     mes parents ont...
Comment maîtriser des maladies animalestransmissibles à l’homme ? Qu’est-ce que la rage, la                  tuberculose, ...
⇒ Interaction entre tous ces métiers  Seul but : santé humaine
BiologieBios   Logos Vie    Etude
Mais qu’est-ce que la vie    ???
Qu’est-ce que la vie ???Croissance                                   Reproduction                        Organisme        ...
Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
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MétabolismeAnabolisme Synthèse  (anabolê =               Catabolisme  ascension)    Dégradation               (kata = en a...
⇓                   La Vie« propriété propre aux êtres vivants de pouvoir accomplir les fonctions physiologiques nécessair...
Partie I – Unicité du monde vivant - Origine                   de la vie•   1.1. Introduction générale :    1.1.a. Introdu...
Organismes trop complexespour être étudiés dans leur         globalité             ↓ Assemblage de petites unités         ...
Cellules             ↓ Caractéristiques de la vie     (fonctionnement)             ↓Fonctionnement du reste du          vi...
L’organisation de ce monde vivantest hiérarchisée :   Cellule, unité de base de la vie   (atome, molécules, organites)    ...
Hiérarchisation du monde vivant :Exemple : le monde animal
Hiérarchisation du monde vivant :              The biosphere                                                         Cells...
Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (1) :                                   -Les acides aminés : briques de...
Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (2) :                               -Les acides nucléiques : molécules ...
Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (3) :                        -Les lipides : molécules participant à la ...
Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (4) :                                                      -Les glucide...
Hiérarchisation du monde vivant : niveau organites :                                              Quelques exemples :     ...
Origine de la    vie ? Origine de l’homme ?
Partie I – Unicité du monde vivant - Origine                   de la vie•   1.1. Introduction générale :    1.1.a. Introdu...
1.2. Origine de la vie - EvolutionI.    Introduction à l’origine de la vieII.   Evolution prébiotique      II.1. Introduct...
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1.2. Origine de la vie - EvolutionI.    Introduction à l’origine de la vie      Origine de la vie ?     Quelle est l’origi...
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Hypothèse d’Oparin (russe, 1924) et Haldane (anglais, 1929) Composition de l’atmosphère primitive (dégazéification du noya...
Atmosphère primitive                                   Bombardement par rayonnement du soleil                             ...
1.2. Origine de la vie - EvolutionI.    Introduction à l’origine de la vieII.   Evolution prébiotique      II.1. Introduct...
Expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 (1ère étape)                                              Ballon de labo...
1.2. Origine de la vie - EvolutionI.    Introduction à l’origine de la vieII.   Evolution prébiotique      II.1. Introduct...
Expérience de Sidney Fox (2ème étape)     Monomères organiques                                                   Copolymér...
1.2. Origine de la vie - EvolutionI.    Introduction à l’origine de la vieII.   Evolution prébiotique      II.1. Introduct...
2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes (3ème étape) :Théorie de l’abiogenèse originelle : formation de la 1ère cellule...
III. Evolution biologique     III.1. Apparition de l’information génétique     III.2. Apparition de la photosynthèse
Apparition de l’information génétiqueAgrégats moléculaires organisés ou microgouttelettes             (~ cellule ‘mère’ vi...
III.   Evolution biologique       III.1. Apparition de l’information génétique       III.2. Apparition de la photosynthèse
Apparition de la photosynthèse                                      1ers protobiontes ~ type bactérie                     ...
1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES                Utilisation de CO2 et de H2O;Formation de molécules organiques et libérat...
IV. Classification des organismes vivants     IV.1. La notion d’espèce     IV.2. La nomenclature binomiale     IV.3. La hi...
Que signifie la notion d’espèce ?  = Groupe d’organismes vivants capables de sereproduire entre eux et de donner naissance...
IV. Classification des organismes vivants     IV.1. La notion d’espèce     IV.2. La nomenclature binomiale
Système de classification des espèces :             La nomenclature binomialeCarl Von Linné (XVIIIè siècle) :Attribution à...
IV. Classification des organismes vivants     IV.1. La notion d’espèce     IV.2. La nomenclature binomiale     IV.3. La hi...
La hiérarchie de la classification :             exemple : la classification de l’homme :Règne                 animal     ...
IV. Classification des organismes vivants     IV.1. La notion d’espèce     IV.2. La nomenclature binomiale     IV.3. La hi...
La phylogénie/la systématique biologique :         la méthode cladistique     Cladogramme ou arbre phylogénétique :établis...
Hiérarchisation du monde vivant :                                             La diversité du                             ...
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Origine de la vie

  1. 1. Laboratoire d’Enseignement de la BiologieBiologie Cellulaire, Animale et Végétale 1er Bachelier Faculté de Médecine BIME1-DENT1-VETE1 Année académique 2009-2010 Prof. Laurence Ladrière – ULB
  2. 2. Coordonnées :-e-mail : laurence.ladriere@ulb.ac.be-Service de Biologie : Bâtiment GE – partie G2 – Niv 3-Téléphone : 02/5556787 – 6788 • -Site Web : université virtuelle ULB – cours en ligne : • http://uv.ulb.ac.be Login : …(initiales nom prénom numéro de matricule) Mot de passe : … (numéro de matricule)
  3. 3. -Cours théoriques :-Cours à l’Auditoire Bremer – le lundi et vendredi matinde 8h à 10h-Séance d’exercices de génétique : petit auditoire à préciser, bât F-Séminaires : exposés en auditoire (Bremer ou autre)-Cours pratiques :Microscopie, dissection, démonstrations : salle de travaux pratiques de biologie– Bâtiment GE – Niv 3 (power point, syllabus, synopsis)Par groupe de 50 étudiantsTous les jours de la semaine (horaire aux valves) : A, B (Bime, Dent), V (Vete)-Guidances : Lundi 12h à 14h (petit auditoire à préciser, bât F)-Tutorat : à préciser (soirée)
  4. 4. Présentation du staff de biologie : Dr Laurence Ladrière, Titulaire du Cours de Biologie BIME1-DENT1-VETE1 GUIDANCE : SECRETARIAT/LOGISTIQUE : Mme Martine Dr Aouatif Laghmich, Mr Zoheir Rachidi, Mme Alexandra Willekens, Geeurrickx, Chargée d’Exercices; Chef Technicien; Chargée d’Exercices; responsable de guidance responsable technique Secrétaireresponsable de guidance de la salle de TP
  5. 5. ASSISTANTS : Dr Marie-Claire Tricot, Mr Geoffrey Gosset, Chef de Travaux Assistant Temps plein Temps pleinMme Ielham Hadad, Dr Anne Lambert, Mr Christian Dr Yves Scailteur, Aimé Kayath,Assistante Mi-temps Assistante Assistant Chargé Chargée Assistant Chargé d’exercices 20% d’exercices 40% d’exercices 40%
  6. 6. Objectifs du cours : -Introduction générale aux concepts fondamentaux de la biologie : Compréhension de ce qu’est une cellule, de sa structure et de son fonctionnement –assise scientifique ! Vous devrez être capable :-d’étendre les notions acquises sur des structures biologiques simples à des organismes plus complexes,-de dégager et de maîtriser les notions essentielles de biologie générale qui seront utiles pour aborder des cours plus spécialisés et dans le monde professionnel où vous serez confronté à la recherche ou au traitement de l’organisme humain ou animal-dans un futur proche, de mieux comprendre les mécanismes des maladies (pathologiques), à partir notamment des connaissances de base acquises en biologie.
  7. 7. Pré-requis : Notions de biologie de base enseignées dans le secondaire. Méthodes d’enseignement et d’apprentissage : -Cours Ex Cathedra avec présentation Power Point et représentations au tableau -Cours en ligne site UV (ULB) -Cours complet format papier (avec diapositives projetées).-Apprentissage également de la prise de notes (compléments d’informations donnés lors du cours afin d’annoter certaines diapositives).
  8. 8. Travail personnel requis : Etude des notes distribuées, des notes prises au cours etdocuments/illustrations projetés. Complément d’informations dans la bibliographie suggérée Evaluation :Examen écrit (questions ouvertes et/ou à choix multiples) et/ou oral (questions à développement et questions rapides sur l’ensemble du cours).
  9. 9. Lectures conseillées :-Dico de BioRomaric Foret, Editions De Boeck Université-BiologieRaven, Editions De Boeck Université-BiologieCampbell, Editions De Boeck Université-Biologie générale – Van Gansen P, Alexandra P – 4è édition Dunod-Biologie cellulaire et moléculaireKarp, 2ème édition en français (traduit de la 3ème édition), 2007; Editions De BoeckUniversité
  10. 10. Matières abordées au cours de Biologie :Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la viePartie II – La Biologie cellulaire II. A. – Les Procaryotes II. B. – Introduction aux Virus II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulairesPartie III - La Génétique mendélienne etBiotechnologiePartie IV – Evolution IV. A. – Introduction au Darwinisme et La Génétique évolutive/des populations IV. B. – Preuves de l’évolution IV. C. – L’origine des espèces
  11. 11. Matières abordées au cours de Biologie :Partie V – Diversité de la vie terrestre V. A. Virus et Procaryotes V. B. – Eléments de Biologie végétale et Botanique V. C. – Les Fungi ou champignons V. D. – Les Protistes V. E. – Les Invertébrés V. F. - Embryologie des Cordés V. G. - Phylum des CordésPartie VI – Anatomo-physiologie comparée
  12. 12. Matières abordées au cours de Biologie :Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie• 1. Introduction générale au cours de biologie ; notion de cellule et hiérarchisation ; introduction sur les molécules et macromolécules de base (présentées plus en détail dans les différents chapitres ci-dessous en fonction des thèmes concernés)• 2. Origine de la vie et évolution -Evolution prébiotique : biomonomères, biopolymères, protobiontes, hypothèses d’Oparin, information sur Darwin ; expérience de Miller et Urey -Evolution biologique : apparition de l’information génétique et de la photosynthèse• 3. Classification des organismes vivants -La notion d’espèce -La nomenclature binomiale -La hiérarchie de la classification -La phylogénie/la systématique biologique
  13. 13. Partie II – La Biologie cellulaire II. A. – Les Procaryotes• 1. Introduction• 2. Classification des Procaryotes• 3. Types de bactéries et utilisation• 4. Structure d’une bactérie : description des différentes parties et fonctions : paroi, capsule, membrane cytoplasmique, ribosome, ADN bactérien, hyaloplasme, flagelles, pili, plasmides
  14. 14. • 5. Synthèse des protéines chez les Procaryotes :• Présentation générale : caractéristiques et fonctions• Structures des protéines : notion d’acide aminé, de lien peptidique, de structures primaires à quaternaires• Fonctions cellulaires : – transformation bactérienne – les différentes étapes de la transcription – application : antibiotiques inhibiteurs de la transcription – notion de code ou dictionnaire génétique – les différentes étapes de la traduction : notion d’ARNm, de ribosome et d’ARNt – application : antibiotiques inhibiteurs de la traduction
  15. 15. • 6. Génétique des procaryotes :• Réplication de l’ADN : caractéristiques et principe• Les mutations : – définition, causes – les différents types de mutations – application : maladies typiques découlant des différents types de mutations – division et caractéristiques de la croissance d’une bactérie• La culture bactérienne : notions générales et composition des milieux• L’analyse génétique : – définition – notion de marqueur génétique – notion de recombinaison génétique : transformation, conjugaison, transduction; notion de complémentation et cistron• La régulation de la synthèse des protéines – adaptation enzymatique : – la régulation de l’opéron LAC – la régulation du gène tryptophane, …
  16. 16. II. B. – Introduction aux Virus• structure (acide nucléique, capside, enveloppe) et particularités• classification• multiplication virale• présentation de quelques virus responsables de maladies humaines• prévention et traitement ; moyens de défense• application en recherche médicale
  17. 17. • II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulaires• 1. Introduction générale• 2. La membrane cytoplasmique Composition, différents types de transports transmembranaires, endocytose (phagocytose, pinocytose), exocytose, microvillosités, glycocalyx, matrice extracellulaire, différents types de jonctions cellulaires (desmosomes, jonctions adhérentes, tight Junction, gap Junction, plasmodesmes)• 3. Les lysosomes -généralités -aspects pathologiques• 4. Le réticulum endoplasmique -le REG -la traduction -le REL• 5. L’appareil de Golgi : structure et fonctions
  18. 18. • 6. Les mitochondries Structure; respiration cellulaire : glycolyse, cycle de Krebs, phosphorylation oxydative; application : inhibiteurs du fonctionnement des mitochondries• 7. Les chloroplastes Structure; photosynthèse : phase claire, phase sombre (cycle de Calvin)• 8. Le cytosquelette et motilité cellulaire Microtubules (centrioles, cils, flagelles); Microfilaments (actine, myosine, filaments intermédiaires); Application : inhibiteurs du cytosquelette• 9. Le noyau en intercinèse Description : enveloppe nucléaire, chromatine, ADN répétitif, nucléole; Description d’un chromosome; Transcription; Caryotype; amniocentèse• 10. La régulation de l’expression des gènes -au niveau de l’ADN : méthylation, acétylation, micro ARN -au niveau de la transcription -au niveau de la traduction
  19. 19. • 11. La mitose -description des différentes étapes -mitose dans les cellules végétales• 12. Le cycle cellulaire -description des phases de l’intercinèse -rôle des cyclines -notion de télomère et télomérase -protéine P53 et mutation de cette protéine• 13. La méiose• 14. Interactions et communications cellulaires
  20. 20. Partie III - La Génétique mendélienne et biotechnologie III. A. La Génétique mendélienne• 1. Définitions• 2. Transmission de gènes non liés• 3. Transmission de gènes liés• 4. Les mutations chromosomiques• 5. Les mutations génomiques• 6. La notion d’allèles multiples• 7. Les gènes pléiotropes• 8. Les gènes quantitatifs ou polygéniques• 9. L’hérédité liée au sexe III. B. – Le Génie génétique/Biotechnologie• 1. Les instruments• 2. Les applications médicales et autres
  21. 21. Partie IV – Evolution IV. A. – Introduction au Darwinisme et La Génétique évolutive/des populations• 1. Définitions et Modèle de Hardy/Weinberg : définitions, application, validité, limites• 2. Influence de la sélection sur le coefficient de survie de quelques populations naturelles : cas de la phalène du bouleau, Drosophile, Drépanocytose et Paludisme IV. B. – Preuves de l’évolution IV. C. – L’origine des espèces
  22. 22. Partie V – Diversité de la vie terrestre V. A. Virus et Procaryotes : voir partie II – Biologie cellulaire V. B. – Eléments de Biologie végétale et Botanique :• 1. Eléments de Biologie végétale : structures et transport de la sève• 2. Classification des Organismes vivants : rappel sur la notion d’Espèce, de Genre• 3. Eléments de botanique : -Algues -Plantes inférieures : Bryophytes (Mousses) et Ptéridophytes -Plantes vasculaires (Ptéridophytes, Gymnospermes, Angiospermes) -Importance économique et humaine
  23. 23. V. C. – Les Fungi ou champignonsV. D. – Les Protistes• 1. Phylum des Mastigophores (Phyto- et Zooflagellés)• 2. Phylum des Rhizopodes• 3. Phylum des Ciliés• 4. Phylum des Sporozoaires• 5. Phylum des AcrasialesV. E. – Les Invertébrés• 1. Les Diploblastiques (Acoelomates)• 2. Phylum des Plathelminthes• 3. Phylum des Nématodes (Pseudocoelomates)• 4. Phylum des Annélides (Coelomates)• 5. Phylum des Arthropodes
  24. 24. V. F. - Embryologie des Cordés• 1. La Gamétogenèse• 2. La Fécondation• 3. L’Embryologie des Amphibiens (segmentation, gastrulation, neurulation)• 4. L’Embryologie expérimentale• 5. Annexes embryonnaires des Vertébrés (Anamniotes, Amniotes, type Mammifères)
  25. 25. V. G. - Phylum des Cordés• 1. Les Procordés (Céphalo- et Urocordés)• 2. Les Vertébrés – Classe des Agnathes – Classe des Placodermes – Classe des Chondrichtyens – Classe des Ostéichtyens – Classe des Amphibiens – Classe des Reptiles – Classe des Oiseaux – Classe des Mammifères (Evolution squelette crânial, mâchoires et ceintures)Partie VI Anatomo-physiologie comparée
  26. 26. Laboratoire d’Enseignement de la BiologiePartie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie 1er Bachelier Faculté de Médecine BIME1-DENT1-VETE1 Année académique 2009-2010 Prof. Laurence Ladrière – ULB
  27. 27. Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie• 1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation• 1.2. Origine de la vie - Evolution
  28. 28. Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie• 1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie
  29. 29. Pourquoi vous donnerdes cours fondamentauxen Faculté de Médecine ???
  30. 30. Coursspécialisés Cours de BA1
  31. 31. Pourquoi vous enseigner la Biologieen Faculté de Médecine ???
  32. 32. La Biologie-fait partie de la vie de tout unchacun; culture générale-tout ce qui nous entoure soulèvedes questions !!!
  33. 33. Comment cette maladie a-t’elle pu se développer ?Comment se fait-il que j’ai des cheveux blonds et que mes parents ont les cheveux châtains ?Comment se forme une plaque dentaire ? Qu’est-ce qu’une inflammation de la gencive ?
  34. 34. Comment maîtriser des maladies animalestransmissibles à l’homme ? Qu’est-ce que la rage, la tuberculose, … ? Quels sont les produits animaux qui interviennent dans notre alimentation et comment contrôler ces produits ? Comment se fait-il que des bactéries deviennent résistantes à un antibiotique ?
  35. 35. ⇒ Interaction entre tous ces métiers Seul but : santé humaine
  36. 36. BiologieBios Logos Vie Etude
  37. 37. Mais qu’est-ce que la vie ???
  38. 38. Qu’est-ce que la vie ???Croissance Reproduction Organisme vivant ⇓ Energie Energie produite par : Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
  39. 39. Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
  40. 40. Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
  41. 41. Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
  42. 42. Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation
  43. 43. MétabolismeAnabolisme Synthèse (anabolê = Catabolisme ascension) Dégradation (kata = en arrière)
  44. 44. ⇓ La Vie« propriété propre aux êtres vivants de pouvoir accomplir les fonctions physiologiques nécessaires à leur bon fonctionnement » La Biologie « science qui étudie ces organismes vivants etcomment ils interagissent entre eux et avec leur environnement »
  45. 45. Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie• 1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation
  46. 46. Organismes trop complexespour être étudiés dans leur globalité ↓ Assemblage de petites unités appelées Cellules
  47. 47. Cellules ↓ Caractéristiques de la vie (fonctionnement) ↓Fonctionnement du reste du vivant
  48. 48. L’organisation de ce monde vivantest hiérarchisée : Cellule, unité de base de la vie (atome, molécules, organites) ↓ Organe ↓ Système ↓ Organisme ↓ Biosphère
  49. 49. Hiérarchisation du monde vivant :Exemple : le monde animal
  50. 50. Hiérarchisation du monde vivant : The biosphere Cells Organs and 10 µm organ systems Cell Ecosystems OrganellesCommunities 1 µm Atoms Tissues 50 µm Populations Molecules Organisms Exemple : le monde végétal
  51. 51. Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (1) : -Les acides aminés : briques de construction des protéines Caillot de sang : Kératine fibrine Boyau pour cordage : collagène Toile araignée : soie Kératine
  52. 52. Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (2) : -Les acides nucléiques : molécules de l’information génétique Structure d’un nucléotide Structure de l’ADN
  53. 53. Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (3) : -Les lipides : molécules participant à la formation de membranes et au stockage d’énergie Formation des membranes : les phospholipides
  54. 54. Hiérarchisation du monde vivant : niveau molécules (4) : -Les glucides : molécules de transport, de réserve et de structureLes Monosaccharides ou sucres simples Les Polysaccharides : l’amidon (sucre de réserve des plantes, la cellulose (constituant de la paroi des cellules végétales)
  55. 55. Hiérarchisation du monde vivant : niveau organites : Quelques exemples : La mitochondrie … Le noyau et le REG L’appareil de Golgi
  56. 56. Origine de la vie ? Origine de l’homme ?
  57. 57. Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie• 1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation• 1.2. Origine de la vie - Evolution
  58. 58. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox II.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes
  59. 59. III. Evolution biologique III.1. Apparition de l’information génétique III.2. Apparition de la photosynthèseIV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification IV.4. La phylogénie/la systématique biologique
  60. 60. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vie Origine de la vie ? Quelle est l’origine de l’homme ?
  61. 61. Hypothèses concernant l’origine de la vie :1) Hypothèse la plus ancienne : Créateur spécial (Dieu) …2) Origine extraterrestre : PANSPERMIE = apport de moléculesorganiques sur terre par des météores ou poussières cosmiques,amorces de l’évolution de la vie …3) Origine spontanée : associations spontanées de plus en pluscomplexes de molécules. Moteur de ces associations : la SELECTION(amélioration de la longévité, …) ⇒ Hypothèses 2 et 3 : sur base de données scientifiques; hypothèses pouvant être testées afin d’être validées ou exclues !
  62. 62. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction
  63. 63. Progression dans la connaissance de l’histoire primitive de la vie : Condensation d’un nuage cosmique en étoile : Le SOLEIL 5.109 années Explosions Formation de la terre (eau liquide, atmosphère gazeuse) 4,6.109 années Phase intermédiaire : EVOLUTION PREBIOTIQUE ? Apparition de la vie 3,8.109 années (microfossiles)
  64. 64. EVOLUTION PREBIOTIQUE = Evolution physico-chimique de structuration et de complexification :Particules élémentaires → atomes → molécules → monomères → polymères → protobiontes (Déjà envisagé en 1871; Voir hypothèse de Darwin) --------------------------------------------- Vu l’absence de fossiles et modifications environnement ↓ Analyse de molécules, examen de météorites et molécules de l’espace (témoins privilégiés), simulations expérimentales, …
  65. 65. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères
  66. 66. Hypothèse d’Oparin (russe, 1924) et Haldane (anglais, 1929) Composition de l’atmosphère primitive (dégazéification du noyau terrestre) : H2 H2O (vapeur d’eau) H2S CH4 (méthane) CO CO2 Pas d’O2 (ou très peu) : O2 = oxydant → décomposition spontanée des acides aminés, sucres → pas de molécules complexes Pas d’ozone ⇒ Atmosphère réductrice : riche en H et électrons; très peu d’énergienécessaire pour former molécules carbonées à l’origine de la naissance de la vie !
  67. 67. Atmosphère primitive Bombardement par rayonnement du soleil (pas d’écran d’ozone) Formation d’un grand nombre de molécules organiques simples Aldéhyde Cyanure d’hydrogène H2O Formation de molécules plus complexes :Protéines (Acides aminés), sucres, nucléotides, lipides (acides gras) = Molécules organiques essentielles, fabriquées exclusivement par les êtres vivants ! En l’absence d’O2 et en dehors d’êtres vivants !
  68. 68. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953
  69. 69. Expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 (1ère étape) Ballon de labo : mélange gazeux (atmosphère primitive riche en H) Electrodes : décharges électriques (orage, foudre) Tube réfrigérant :Ballon de labo : eau condensation dechauffée 99°C l’atmosphère (pluie(mer primitive) ramenant des composés ↓ Echantillons = dissouts sur terre)Formation de composés carbonés : urée, sucres, acides aminés, … = Biomonomères = éléments constitutifs majeurs de macromolécules biologiques (ADN) !
  70. 70. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox
  71. 71. Expérience de Sidney Fox (2ème étape) Monomères organiques Copolymérisation grâce à -chaleur -radiations énergétiques -favorisée par l’absorption sur argile, lave Proténoïdes(formé d’une centaine d’acides aminés) ~ protéines = BIOPOLYMERES Evaporation de l’eau sous l’effet de la planet-terre.ens-lyon.fr chaleur → stabilité des biopolymères
  72. 72. 1.2. Origine de la vie - EvolutionI. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox II.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes
  73. 73. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes (3ème étape) :Théorie de l’abiogenèse originelle : formation de la 1ère cellule en s’isolant de sonenvironnement par une membrane cellulaire et concentrant des molécules ! Biopolymères Agrégation dans l’eau Microgouttelettes = protobiontes ou coacervats (micelles de lipides) Hypothèse : Microsphère à enveloppe lipidique contenant un ARN (à activité enzymatique) ↓
  74. 74. III. Evolution biologique III.1. Apparition de l’information génétique III.2. Apparition de la photosynthèse
  75. 75. Apparition de l’information génétiqueAgrégats moléculaires organisés ou microgouttelettes (~ cellule ‘mère’ vivante) Croissance, bourgeonnement, division Et transmission de ~ Cellules l’information génétique filles (transmission de propriétés) -reproduction -ayant reçu un assortiment de l’information génétique -similitude fonctionnelle -similitude métabolique ⇒ Début de l’hérédité et de la vie
  76. 76. III. Evolution biologique III.1. Apparition de l’information génétique III.2. Apparition de la photosynthèse
  77. 77. Apparition de la photosynthèse 1ers protobiontes ~ type bactérie Hétérotrophe (consommateur de matière organique du milieu; produite par décharges et UV)Formes filamenteuses fossiles ~cyanobactéries (algues bleues) -milieu appauvri en matière organique -rejet de CO2 Traces de voiles bactériens AVANTAGE SELECTIF DES 1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES = autotrophes
  78. 78. 1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES Utilisation de CO2 et de H2O;Formation de molécules organiques et libération et accumulation d’O2 dans l’atmosphère Modification de la composition de l’atmosphère → atmosphère oxydante → il n’est plus possible de former des molécules organiques en dehors d’êtres vivants ! Formation d’une couche d’ozone (O3) dans haute atmosphère → protection contre UV Développement de la vie sur terre Conquête du milieu terrestre (autres hétérotrophes aérobiques (mitochondries), pluricellulaires, …)
  79. 79. IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification IV.4. La phylogénie/la systématique biologique
  80. 80. Que signifie la notion d’espèce ? = Groupe d’organismes vivants capables de sereproduire entre eux et de donner naissance à une descendance elle-même capable de se reproduire -Individus à traits morphologiques semblables, mais non identiques -Variabilité intra-spécifique (morphologie, physiologie)
  81. 81. IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale
  82. 82. Système de classification des espèces : La nomenclature binomialeCarl Von Linné (XVIIIè siècle) :Attribution à chaque espèce de deux noms(nom du genre, suivi du nom de l’espèce) genre ce Homo sapiens : l’homme (homme savant) Canis canis : le chien Quercus ruber : le chêne
  83. 83. IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification
  84. 84. La hiérarchie de la classification : exemple : la classification de l’homme :Règne animal phylum vertébrés classe mammifères ordre primates famille hominidae genre homo espèce sapiens ⇒ 6 règnes :Archéobactéries, Eubactéries, Protistes, Fungi, Plantes, Animaux
  85. 85. IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification IV.4. La phylogénie/la systématique biologique
  86. 86. La phylogénie/la systématique biologique : la méthode cladistique Cladogramme ou arbre phylogénétique :établissement d’une arborescence avec caractères dérivés et communs à partir d’un ancêtre commun Principe de parcimonie : Phylogénie la plus probable = le plus petit nombre de changement évolutif
  87. 87. Hiérarchisation du monde vivant : La diversité du monde vivant : 3 DOMAINES : -Procaryotes (Bactéries, Archéobactéries) : unicellulaires ries -Eucaryotes (unicellulaires complexes et pluricellulaires) Domaine des Eucaryotes : 4 REGNES : -Protistes (unicellulaires eucaryotes, algues pluricellulaires), -Plantes, -Champignons (fungi), -Animaux

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