LA MATIERE ET LA VIE.

Présentation au sujet: "LA MATIERE ET LA VIE."— Transcription de la présentation:

1 LA MATIERE ET LA VIE

2

3

4

5 1 - La matière et ses niveaux d’organisation

6 Structure de la matière :
ATOMES et MOLECULES

7 Atome : 1 noyau (protons et neutrons)
un nuage d’électrons

8 Plusieurs atomes s’accrochent et
forment une MOLECULE

9

10

11 La molécule la plus complexe :
L’ ADN

12 Les molécules complexes peuvent transmettre de l’information

13 ligand Zone réceptrice Membrane cellulaire

14 2 - La matière vivante

15 Est vivante une structure qui :
2) est capable de se reproduire est capable d’organiser la matière

16 3 – les niveaux d’organisation

17 Les molécules se groupent et forment des CELLULES
Les cellules remplissent des fonctions

18

19

20

21

22 à fonctions complémentaires se groupent et forment des ORGANES
Les cellules à fonctions complémentaires se groupent et forment des ORGANES Les organes remplissent des fonctions

23 Exemple de l’estomac Cellules musculaires Cellules nerveuses
Cellules sécrétrices d’acide Cellules à mucus Artères et veines

24 coeur

25

26 à fonctions complémentaires se groupent et forment
Les organes à fonctions complémentaires se groupent et forment des systèmes (= appareils) Les systèmes remplissent des fonctions

27 Dissection de souris

28 Un grand nombre de systèmes à fonctions complémentaires forment un organisme

29 Thorax humain

30

31 D’autres niveaux existent
Populations Écosystème local (ex : mare) Écosystème général

32 4 - Les 7 caractéristiques de la VIE

33 4.1 – ORGANISATION COMPLEXE

34 Squelette de la main

35 4.2 – REPRODUCTION

36 Bactéries en cours de mitose

37 femelle chimpanzé et son jeune
Chatte et chaton femelle chimpanzé et son jeune

38 4.3 – CROISSANCE ET DEVELOPPEMENT

39 Poissons adulte et jeune

40 Embryons de poisson batracien reptile
oiseau mammifère

41 4.4 – ADAPTATION à L’ENVIRONNEMENT

42 Ficus temple Angkor-vat

43 HOMEOSTASIE = stabilité

44 4.5 – REACTIONS A L’ENVIRONNEMENT

45 Chauve-souris

46 Antennes papillon de nuit

47 4.6 – EVOLUTION

48 DARWIN : 1809 – 1882 Dates importantes : 1831 – 1836 : voyage
du Beagle 1859 : « Sur l’origine des espèces par le mécanisme de la sélection naturelle » 1871 : « la lignée humaine » Photo Darwin

49 Le « beagle » en mer

50 Voyage de Darwin

51 Pinsons de Darwin

52 1) à tout moment il existe,
entre les individus d’une même espèce, des variations morphologiques, physiologiques et comportementales. 2) certaines de ces variations ont, au moins partiellement, une base héréditaire 

53 - 3) les êtres vivants ont une énorme capacité de reproduction ;
or, dans les conditions normales, leur nombre tend à rester globalement constant de génération en génération  ceci résulte de la compétition qui s’instaure entre les individus en vue de l’acquisition des ressources disponibles dans le milieu, qui sont limitées.

54 4) le résultat de cette compétition est que certains individus,
mieux armés dans la lutte pour l’acquisition des ressources, auront plus de descendants que les autres ; ils transmettront à ces descendants leurs capacités, et ainsi l’espèce s’adaptera de mieux en mieux, de génération en génération, par ce phénomène de sélection naturelle.

55 Lignée humaine

56 4.7 – TOUTES CES PROPRIETES SONT POSSIBLES GRACE A LA CIRCULATION DE L’ENERGIE

57 4.7 – a) Homéostasie, croissance et réactions à l’environnement
nécessitent de la matière et de l’énergie

58 Thermographie thorax humain

59 Thermographie chien

60 Lion et lionceau

61 Rapace Et lapin

62 4.7 – b) matière et énergie circulent le long des chaînes trophiques

63 Le premier niveau est constitué
par les plantes chlorophylliennes qui utilisent l’énergie de la lumière solaire

64 Les plantes chlorophylliennes sont des êtres vivants AUTOTROPHES

65 Puis matière et énergie
circulent de niveau en niveau

66 Exemple d’êtres vivants HETEROTROPHES
(vaches)

67 steack

68 Ventre plat

69 piéride

70 merle

71 chat

72 Les saprophytes utilisent la matière organique en décomposition
champignons

73 On récupère de l’énergie en brisant les liaisons
entre les atomes des molécules

74 XVIIème Robert Hook LA CELLULE : unité fondamentale de la vie
1er microscope (X30) XVIIème : Antoon Leewenhoek : microscope (X300) XXème : microscope électronique (X )

75 LA CELLULE : Une membrane Un cytoplasme Un noyau

76 sépare le cytoplasme du milieu extérieur
LA CELLULE : Une membrane sépare le cytoplasme du milieu extérieur porte des récepteurs sensibles à certains ligands Un cytoplasme Un noyau

77 sépare le cytoplasme du milieu extérieur
LA CELLULE : Une membrane sépare le cytoplasme du milieu extérieur porte des récepteurs sensibles à certains ligands Un cytoplasme gel contenant en suspension des organites Un noyau

78 sépare le cytoplasme du milieu extérieur
LA CELLULE : Une membrane sépare le cytoplasme du milieu extérieur porte des récepteurs sensibles à certains ligands Un cytoplasme gel contenant en suspension des organites Un noyau contient le matériel génétique

79 Schéma cellule

80 cytosquelette

81 Épiderme oignon

82 Caryotype humain

83 5 Les molécules de la vie

84 Glucides Lipides Protéines Acides nucléiques

85 5 - 1 Les glucides

86 ribose

87 glucose

88 Glucides : Énergie rapide Génétique (ADN = acide désoxyribonucléique)
Synthèse des protéines (ARN = acide ribonucléique)

89 Formes de stockage : Amidon (plantes) Glycogène (animaux)

90 La glycémie est la concentration en glucose du sang
(valeur normale à jeun : 1g/litre Mesure de la glycémie

91 Bouteille coca

92 Bouteille coca et sucres

93 Yaourts aux fruits

94 5 - 2 Les lipides

95 Lipides : Réserve d’énergie Membrane cellulaire Stéroïdes sexuels

96 Lipides 1 – réserve d’énergie

97 Lipides : Réserve d’énergie Les lipides en excès sont stockés dans les lipocytes

98

99 - 2 - Les phospholipides :

100 Les phospholipides sont un constituant essentiel
de la membrane cellulaire

101 Les hormones sexuelles
H3C testostérone oestradiol

102 Les hormones sexuelles
testostérone oestradiol

103 5 - 3 Les protéines

104 Protéines : Rôles très nombreux Constitutifs de l’organisme
Transport de substances Enzymes (métabolisme) Hormones Mouvement immunité

105 Les protéines Éléments de base : Les acides aminés

106 Il existe 20 acides aminés
Il existe 20 acides aminés Ex : glycine, sérine, tryptophane, …

107 Acide aminé : élément de base des protéines

108 Carbone central

109 Atome d’hydrogène Carbone central

110 Atome d’hydrogène Carbone central NH2 : radical AMINE

111 Atome d’hydrogène CO OH : radical HYDROXYLE Carbone central NH2 : radical AMINE

112 Atome d’hydrogène CO OH : radical HYDROXYLE Carbone central NH2 : radical AMINE Chaîne latérale

113 H N O OH C GLYCINE TRYPTOPHANE

114 Des acides aminés aux protéines : La liaison peptidique

115 legos

116 Liaison peptidique -1- 1 acide aminé 1 acide aminé
Des acides aminés à la protéine : Liaison peptidique -1-

117 Liaison peptidique -1- 1 acide aminé 1 acide aminé
Des acides aminés à la protéine : Liaison peptidique -1-

118 Des acides aminés à la protéine :
Liaison peptidique -2-

119 Des acides aminés à la protéine :
Liaison peptidique -3-

120 Des acides aminés à la protéine :
Liaison peptidique -4-

121 Des acides aminés à la protéine :
Liaison peptidique -5-

122 Des acides aminés à la protéine :
Liaison peptidique -6- protéine eau

123

124 + Acide aminé 1 Acide aminé 2 O H H C C N OH R H O H H C C N OH R H +

125 + Acide aminé 1 Acide aminé 2 O H H C C N OH R H O H H C C N OH R H +

126 + O H H C C N OH R H H2O O H H OH R O H H R H Acide aminé 1
eau protéine

127 Les différents niveaux
Les différents niveaux d'organisation d'une protéine 4 niveaux de complexité croissante

128 = ordre d’enchaînement
1er niveau : La SEQUENCE = ordre d’enchaînement des acides aminé

129 alanine proline tyrosine alanine leucine leucine glycine lysine
ALA – PRO – TYR – ALA –LEU – LEU – LYS – HIS … leucine tryptophane glycine lysine alanine histidine glycine tyrosine tryptophane

130 2ème niveau : STRUCTURE SECONDAIRE = hélice et feuillet

131 Hélice et feuillet

132 Exemple d’hélice

133 3ème niveau : STRUCTURE TERTIAIRE les cystéines forment des ponts disulfures

134 cystéine cystéine cystéine cystéine

135 Les ponts disulfures obligent la protéine
à se replier sur elle-même et à prendre une structure complexe

136 plusieurs sous-unités
4ème niveau : STRUCTURE QUATERNAIRE plusieurs sous-unités s’assemblent

137 Structure quaternaire ex : hémoglobine

138 Exemple de structure quaternaire

139 La complexité de structure des protéines en fait des molécules
La complexité de structure des protéines en fait des molécules porteuses d’information

140 2 exemples importants : La neuro-transmission (les récepteurs sont des protéines) Le fonctionnement hormonal (cas des hormones protéiques)

141 Membrane du neurone pré-synaptique
du neurone post- synaptique récepteur Molécules de neuro-transmetteur

142 synapse

143 sang Molécules d’hormone Membrane cellulaire cellule
récepteur Molécules d’hormone sang cellule Modifications du fonctionnement de la cellule

144 Rôle des protéines dans la synthèse de nouvelles molécules :
Rôle des protéines dans la synthèse de nouvelles molécules : Les enzymes

145 une nouvelle molécule 
Problème : on veut fabriquer une nouvelle molécule  à partir de constituants séparés dans la cellule

146

147 Une ENZYME est une PROTEINE qui possède 2 SITES particuliers

148

149 Les 2 constituants se fixent sur l’enzyme

150 Une liaison chimique se forme

151 La nouvelle molécule se détache L’enzyme est prête pour une nouvelle synthèse

152 En contrôlant le nombre
de molécules d’enzyme, la cellule contrôle l’intensité de la synthèse La fabrication des enzymes dépend du code génétique

153 LES ACIDES NUCLEIQUES ADN et ARN

154 Les constituants de base
– Les constituants de base DES ACIDES NUCLEIQUES

155 sucre bases phosphore adénine thymine cytosine guanine uracile T A
Ribose (ARN) ou Désoxyribose (ADN) adénine thymine G C cytosine guanine phosphore U uracile

156 ADN ARN Les nucléotides D D P P D D P P R R P P R R P P T A C G A U G

157 L’ ADN

158 ADN A D G C P P P P

159 ADN A D G C T D C G P P P P P

160 ADN A T D D (bicaténaire) P P G D C D P P G C D D P P T A D D P P

161 Structure de l’ADN : La double hélice

162 L’ ARN

163 sucre bases phosphore adénine thymine cytosine guanine uracile A T
Ribose (ARN) ou Désoxyribose (ADN) adénine thymine G C cytosine guanine phosphore U uracile

164 ADN A D G C P P P T D P

165 ADN A T D D P P G D C D P P G C D D P P T A D D P P

166 ARN n R Par rapport à l’ADN : Le désoxyribose est remplacé par P
G C Par rapport à l’ADN : Le désoxyribose est remplacé par du ribose 2) La thymine est Remplacée par de l’URACILE 3) l’ARN est souvent monocaténaire P P P n R P

167 – La réplication de l’ADN

168 de l’ADN réplication D D P P D P D P D P P D P D P T A G C G C D A T
1 - Ouverture de la chaîne

169 de l’ADN réplication D P D P D P D P D P P D P D P D P 2 - assemblage

170 A T T A G C C G A T CG CG TA TA GC GC GC GC GC GC TA TA AT AT AT AT TA TA GC GC CG CG A T T A G C C G A T T A G C C G G C G C GC GC TA TA AT AT 2 molécules d’ADN identiques 1 molécule1 d’ADN

171

172 La réplication de l’ADN permet la reproduction cellulaire : 1 cellule-mère donne 2 cellules-filles qui ont des patrimoines génétiques identiques

173 Les gènes

174 Un gène est un fragment d’ADN, donc un enchaînement de nucléotides.
Définition : Un gène est un fragment d’ADN, donc un enchaînement de nucléotides. Il contient l’information nécessaire à la fabrication d’une protéine (cette protéine pouvant être une protéine structurale, une enzyme …)

175 Séquençage du génome = Établir la liste des gènes d’un organisme +
Établir le liste ordonnée des bases qui constituent chaque gène Espèce humaine = environ gènes

176

177

178 premier exercice de génétique
Phénotype « yeux bleus »

179

180 PIGMENT BLEU

181 Synthèse de PIGMENT BLEU divers constituants +

182 divers constituants Synthèse de PIGMENT BLEU + ENZYME (protéine)

183 GENE divers constituants Synthèse de PIGMENT BLEU + ENZYME (protéine)

184 2 gènes identiques : sujet HOMOZYGOTE
PATERNEL MATERNEL + PIGMENT BLEU CHROMOSOMES 2 gènes identiques : sujet HOMOZYGOTE

185 2 gènes différents : sujet HETEROZYGOTE
PATERNEL MATERNEL + PIGMENT BLEU PIGMENT NOIR CHROMOSOMES 2 gènes différents : sujet HETEROZYGOTE

186 Un point de vocabulaire :
Gène DOMINANT Gène RECESSIF Génotype  phénotype

187 2 gènes différents : sujet
PIGMENT BLEU + YEUX NOIRS PIGMENT NOIR 2 gènes différents : sujet HETEROZYGOTE PATERNEL MATERNEL Le caractère NOIR l’emporte sur le bleu : il est dit « DOMINANT » Le caractère bleu est dit « RECESSIF »

188 + + + 2 caractères BLEUS : sujet HOMOZYGOTE RECESSIF
PIGMENT BLEU + 2 caractères BLEUS : sujet HOMOZYGOTE RECESSIF PIGMENT BLEU PATERNEL MATERNEL PIGMENT NOIR + 2 caractères NOIRS : sujet HOMOZYGOTE DOMINANT PIGMENT NOIR PATERNEL MATERNEL PIGMENT BLEU + 2 gènes différents : sujet HETEROZYGOTE PIGMENT NOIR PATERNEL MATERNEL

189 LA TRANSMISSION DES CARACTERES

190 Spermatozoïdes 23 chr. Ovules 23 chr
RAPPEL : LES GAMETES (ovules et spermatozoïdes) NE CONTIENNENT QUE LA MOITIE DES CHROMOSOMES Ovules 23 chr Homme adulte 46 chr. femme adulte FECONDATION  46 chr.

191 Yeux bleus spermatozoïdes

192 Yeux bleus spermatozoïdes Yeux bleus ovules

193 spermatozoïdes ovules Yeux bleus

194 spermatozoïdes ovules Yeux bleus Yeux bleus

195 Yeux noirs spermatozoïdes

196 Yeux bleus spermatozoïdes Yeux bleus ovules

197 spermatozoïdes Yeux bleus ovules

198 spermatozoïdes Yeux bleus ovules

199 Yeux noirs spermatozoïdes Yeux noirs ovules

200 Yeux noirs spermatozoïdes Yeux noirs ovules

201 Yeux noirs spermatozoïdes Yeux noirs ovules

202 LES GROUPES SANGUINS

203 ANTIGENE A A A A A A A A A A A A A
AGGLUTININE ANTI-B ANTIGENE A Anti-B Anti-B Anti-B A A A Anti-B A Anti-B Anti-B A Anti-B Anti-B A A A Anti-B Anti-B A Anti-B A Anti-B A A Anti-B Anti-B Anti-B

204 Il existe 2 sortes d’antigènes sur les hématies : A et B
Il existe 2 sortes d’agglutinines dans le plasma : anti-A et anti-B Anti-A Anti-A Anti-B Anti-B Anti-B Anti-A Anti-B Anti-A Anti-A Anti-B

205 Groupe A Groupe O Groupe AB Groupe B

206 Groupe A Groupe O Groupe AB Groupe B
Anti-A Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-A Anti-B Anti-B Anti-B Groupe A Anti-A Groupe O « donneur universel » Anti-B B A B Anti-A Anti-A Anti-A Anti-A Anti-A Anti-A Groupe AB « receveur universel » Groupe B

207 TRANSFUSION DE SANG « B » DESTRUCTION DES HEMATIES DU SANG TRANSFUSE
CHEZ UN RECEVEUR A B B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B Anti-B DESTRUCTION DES HEMATIES DU SANG TRANSFUSE CHOC TRANSFUSIONNEL

208 A B AB O oui D O N N E U R non A AB B O R E C V U

209 L’HEREDITE DES GROUPES SANGUINS
AA AO OO A et B dominent O AA et AO  groupe A BB et BO  groupe B AA et BB  groupe AB OO  O A O B AB BO AO OO O OO

210 La synthèse des protéines

211 ADN ARNm PROTEINE transcription traduction noyau cytoplasme

212 la transcription ADN  ARNm (gène)

213 brin codant brin matrice
AAATTGCTAGCTATGCTGCTACGTTACCGGTAGCTTAAG TTTAACGATCGATACGACGATGCAATGGCCATCGAATTC gène brin matrice

214 gène EXON 1 INTRON EXON 2 INTRON EXON 3 INTRON EXON 4
site promoteur séquence transcrite Site de terminaison Séquence -35 : T T G A C A Séquence -10 : T A T A T T Détermine le brin codant Détermine le point de début de transcription

215 CTATGCTGCTACGTTAC GATACGACGATGCAATG

216 CTATGCTGCTACGTTAC G ACGATGCAATG G C A T 1 – ouverture de l’ADN

217 CTATGCTGCTACGTTAC G ACGATGCAATG C G G C U A A T ARN prémessager
2 - début de la Synthèse de l’ARN prémessager ARN prémessager

218 CTATGGTGCTACGTTAC GATACCA ATG UGCUAC A G CGATGC G U A
3 – progression de la synthèse de l’ARN prémessager

219 4 – fin de la synthèse de l’ARN prémessager
CTATGGTGCTACGTTAC GATACCACGATGCAATG UAUGGUGCUACGUUA 4 – fin de la synthèse de l’ARN prémessager

220 gène EXON INTRON EXON 2 INTRON EXON 3 INTRON EXON 4 ARN prémessager

221 gène ARN prémessager excision
EXON INTRON EXON 2 INTRON EXON 3 INTRON EXON 4 ARN prémessager excision

222 gène ARN prémessager excision épissage ARN messager
EXON INTRON EXON 2 INTRON EXON 3 INTRON EXON 4 ARN prémessager excision épissage ARN messager

223 ADN ARNm noyau transcription ARNm cytoplasme

224 ADN ARNm PROTEINE transcription traduction noyau cytoplasme

225 la traduction ARNm  PROTEINE

226 Lieu de la synthèse : les RIBOSOMES

227 Grosse sous-unité petite sous-unité RIBOSOME

228

229 Comment établir la correspondance ?
4 bases : A U G C 20 acides aminés Comment établir la correspondance ?

230 Comment établir la correspondance ? 1 bases : 4 possibilités A U G C
4 bases : A U G C 20 acides aminés Comment établir la correspondance ? 1 bases : 4 possibilités A U G C

231 1 bases : 4 possibilités A U G C
4 bases : A U G C 20 acides aminés Comment établir la correspondance ? 1 bases : 4 possibilités A U G C 2 bases : 16 possibilités AA AU AG AC UA UU UG UC . . .

232 1 bases : 4 possibilités A U G C
4 bases : A U G C 20 acides aminés Comment établir la correspondance ? 1 bases : 4 possibilités A U G C 2 bases : 16 possibilités AA AU AG AC UA UU UG UC . . . 3 bases : 64 possibilités AAA AAU AAG AAC AUA AUU AUG AUC AGA AGU AGG AGC ACA ACU ACG ACC . . .

233 CE CODE EST UNIVERSEL LA LISTE DES CODONS ET DE LEURS CORRESPONDANCES
Sur l’ARN messager, chaque Acide Aminé est représenté par un TRIPLET de bases = un CODON LA LISTE DES CODONS ET DE LEURS CORRESPONDANCES EN ACIDES AMINES CONSTITUE LE CODE GENETIQUE CE CODE EST UNIVERSEL

234 2 REDONDANCE 1 3

235 U A C ARN de transfert Anti-codon Acide aminé Site d’accrochage
de l’acide aminé U A C Anti-codon

236 A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val

237 U A C MET A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val

238 U A C MET A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val

239 G A A LEU U A C MET A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val

240 G C A ARG U A C MET G A A LEU A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val

241 U A C G A A G C A A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val C A A VAL

242 U A C G A A G C A C A A A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val MET

243 U A C G A A G C A C A A A U G C U U C G U G U U Met Leu Arg Val MET

244 ribosome

245 1er facteur d’amplification :
fabriquer de nombreux ARNm lors d’une seule ouverture de l’ADN CTATGGTGCTACGTTAC GATACCACGATGCAATG UAUGGUGCUACGUUA UAUGGUGCUACGUUA UAUGGUGCUACGUUA UAUGGUGCUACGUUA UAUGGUGCUACGUUA

246 ARNm ribosomes protéine 2ème facteur d’amplification :
lecture par un grand nombre de ribosomes ribosomes protéine ARNm

247 Protéine brute  protéine fonctionnelle : LA MATURATION DES PROTEINES

248 Schéma cellule

249 RETICULUM : Maturation de la protéine

250 PROTEINE : de STRUCTURE exportée FONCTIONNELLE enzyme transport

251 exportée PROTEINE : de STRUCTURE FONCTIONNELLE enzyme transport
hormone … FONCTIONNELLE enzyme transport Contrôle d’une réaction chimique