Thème : Organisation moléculaire du vivant

MICRO-APP

Prof: Ali Bayané

ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT

Organisation moléculaire de la matière vivante 9 heures de cours théorique

Chimie du vivant

La cellule:

Reproduction cellulaire: ADN, mitose et méiose

ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT

Énoncé de la compétence

Analyser l'organisation du vivant, son fonctionnement et sa diversité.

Éléments de la compétence

Distinguer les relations entre les structures et les fonctions de certains niveaux d'organisation du vivant.

Analyser les mécanismes responsables de la variation génétique du vivant.

Apprécier l'action des mécanismes d'évolution sur la diversité et les niveaux de complexité du vivant.

Analyser l'intégration du vivant dans son milieu.

Expliquer les processus de transformation de la matière et de l'énergie.

Troisième partie: La Cellule, Unité Fondamentale du Vivant

Durée approximative : 30 min

Discipline : Biologie

Cours : 101-NYA-05

Démarche proposée (en équipe de 4-5)

Un(e) horloger

Un(e) chef d'équipe (voit à ce que tout le monde prenne la parole)

Un(e) scribe

Un(e) porte parole

Micro - APP

Prosit (situation-problème)

En vous appuyant sur les connaissances actuelles sur l'organisation et le fonctionnement du vivant, dites ce que vous

pensez de cette idée qui été longtemps véhiculée dans le monde scientifique et qui voudrait que l'apprentissage de la

chimie organique soit placée au même titre que celui de la lecture.

Est-il raisonnable de nos jours de penser (comme certains des scientifiques) que : « Tout honnête homme du 21ème

siècle se doit d'avoir des notions de chimie organique » ?

Matériels didactiques nécessaires

Cours 101-NYA-05 - Chimie du vivant, Prof. Ali Bayané

Campbell, N. A. et J. B. Reece. 2007. Biologie. 3e édition. ERPI, Saint-Laurent. Page 133 - 174 pages

Synthèse et question (s) de relance

-Trouver les molécules chimiques constituants la structure des organismes vivants

- Trouver les structures et les rôles des électrolytes dans le fonctionnement du vivant

- Connais-toi, toi-même (Socrate), quel impact la connaissance de toi peut avoir sur ta vie?

Temps total alloué à l'activité 30 minutes

Lecture du prosit (situation-problème) 2 min

Clarification des termes 2 min

Lecture individuelle 2 min

Retour en équipe et discussion autour des hypothèses 10 min

Synthèse et compléments en grand groupe 14 min

CHIMIE DU VIVANT

L'EAU ET LES SELS MINÉRAUX

LES MACROMOLÉCULES:

Glucides,

Protéines,

Lipides,

Acides Nucléiques

Eau, Minéraux, Proteines, Lipides, Carbohydrates, Acides Nucléiques

CHIMIE DU VIVANT

CONSTITUTION CHIMIQUE DU VIVANT

CHIMIE DU VIVANT

L'EAU

Propriétés et Rôles

Les molécules solubles dans l’eau dites

hydrosolubles* forment avec l’eau un mélange

homogène appelé solution (ex : glucides (sucre en

morceau qui se dissout dans le thé, le café…

attention plus facile si eau chaude, protéines,

éléments minéraux, certaines vitamines et certains

gaz)

Les molécules insoluble dans l’eau dites

hydrophobes* (peur de l’eau) forment avec l’eau

des émulsions (ex : lipides)

L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS

CHIMIE DU VIVANT

Rôle de solvant pour de nombreuses molécules :

Rôle dans le transport des molécules : elle véhicule les

nutriments, les gaz respiratoires et les déchets.

Rôle de réactif, elle participe à de nombreuses réactions

chimiques : hydrolyse*, hydratation

Rôle de régulateur thermique essentiel de l’organisme

(diminution de la T°C du corps par sudation)

Rôle d’amortisseur en cas de choc ex : le liquide céphalo

rachidien qui protège le cerveau des chocs

L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS

CHIMIE DU VIVANT

L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS

CHIMIE DU VIVANT

Besoin en eau

•2.5 litres d’eau dont 1.5 litre d’eau

et 1 litre d’aliment

•Activité métabolique (ex : activité

physique)

•Environnement (ex : climat)

Perte en eaux

•Transpiration,

•Respiration,

•Excrétion urinaire et fécale

CHIMIE DU VIVANT

MINÉRAUX

Propriétés et Rôles

Les Macro-éléments:

calcium, phosphore, sodium,

potassium, magnésium, fer et chlore

Les Micro-éléments ou oligo-éléments

Chrome, zinc, cobalt, cuivre, fluor,

iode, sélénium, manganèse

LES ELEMENTS MINERAUX

CHIMIE DU VIVANT

LES ELEMENTS MINERAUX

CHIMIE DU VIVANT

Rôles Carence

Macro

élé

ments

Calcium: Ca2+

/

Phosphore: P

Construction et rigidité des os et

des dents, régulation de

contraction musculaire, etc.

Trouble de croissance, fragilité

squelettique, crampes

(hyperexcitabilité neuromusculaire),

risques hémorragique

Sodium: Na

/

Potassium: K

Transport membranaire, circulation

de l’eau et des minéraux dans

les cellules

Déshydratation

Fer : Fe Transport de l’oxygène dans les

globules rouges

Anémie : baisse du nombre de

globules rouges.

Oligo

-élé

ments

Iode : I Essentiel à la fabrication de la TSH

(thyroid-stimulating-hormone)

Iode + tyrosine = Tyroxine

Déficience thyroïdienne : Fatigue,

mains et pieds froids, trous de

mémoire, faiblesse musculaire

Fluor : F

Solidité des os et dents Altération de l’émail des dents,

fragilité des os

Zinc : Zn Participe à la croissance et au

défenses immunitaires

Trouble de croissance chez enfant,

retard de puberté, infections à

répétition

CHIMIE DU VIVANT

Consolidation

EAU

Pourcentage du poids du corps d’un adulte : 60 à 70 % de la masse totale de l’adulte

Besoins quotidien en eau : 2.5 litres d’eau dont 1.5 litre d’eau et 1 litre d’aliment

Rôles: transport, régulateur thermique, amortisseur; réactif.

Pertes: transpiration, respiration, excrétion, urinaire , et fécale

ELÉMENTS MINERAUX

Oligo-éléments: Rôle fonctionnel : Iode, Fluore, Zinc, Cuivre

Macro-éléments : Rôle fonctionnel et structurel: Calcium, Sodium, Magnésium, Fer

Role des minéraux : plastique et fonctionnel

Le rôle principal du calcium est : Minéralisation des os et les dents, contraction

musculaire

EAU ET MINÉRAUX

CHIMIE DU VIVANT

GLUCIDES

Propriétés et Rôles

CHIMIE DU VIVANT

GLUCIDES Glucide: désigne les sucres et leurs polymères.

Monosaccharide 3 à 6 atomes de carbone.

Polysaccharides:

Amidon, Glycogène, Cellulose

Monosaccharide

Disaccharide

CHIMIE DU VIVANT

GLUCIDES Source d’énergie

Le glucose est le principal composé nutritif de la cellule

Participent à la formation d’autres molécules

o Associés à des bases azotées cycliques et à des groupements phosphate ils forment les nucléotides qui eux-mêmes conduiront aux acides nucléiques (ADN et ARN)

o Associés à des lipides (glycolipides) et des protéines (glycoprotéines) pour former des:

Constituants de la membrane cellulaire

Molécules de reconnaissance de soi (complexe majeur d'histocompatibilité);

Molécules d’adhérence cellulaire;

Molécules circulant dans le sang (ex : facteur de coagulation)

CHIMIE DU VIVANT

LIPIDES

Propriétés et Rôles

CHIMIE DU VIVANT

LIPIDES Molécules biologiques insolubles dans l'eau

(hydrophobes)

Esters d'acides gras et de différents alcools : glycérol, cholestérol,…

Constituants essentiels des membranes biologiques. Par leur imperméabilité ils permettent de limiter les différents compartiments des cellules.

CHIMIE DU VIVANT

LIPIDES

CHIMIE DU VIVANT

LIPIDES

Source d’énergie: 2 fois plus énergétique que les glucides

Constituants essentiels des membranes biologiques

◦ Les phospholipides

◦ Les glycolipides

Constituants des hormones stéroïdes : testostérone,

oestrogènes, hormones thyroïdiennes, etc.

Vitamines: D, A, E, etc.

Imperméabilité permettant de limiter les compartiments

des cellules.

CHIMIE DU VIVANT

1. Activité de consolidation:

Eau; Minéraux; Glucides; Lipides

2. Suite Macromolécules :

- Protéines; Acides Nucléiques

3. La Cellule

FIN…