Éléments de physiologie musculaire. Introduction Généralités sur les cellules Enzymes et voies métaboliques Principes et mécanismes de conversion dénergie.

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1 Éléments de physiologie musculaire

2 Introduction Généralités sur les cellules Enzymes et voies métaboliques Principes et mécanismes de conversion dénergie dans la cellule Le système nerveux La transmission chimique endocrine Atomes et principales molécules PLAN DU COURS

3 1ère PARTIE INTRODUCTION GENERALE

4 1 ère PARTIE : Introduction au cours Met en rapport lorganisme avec le milieu extérieur. NUTRITION : Assure la vie des cellules et de lorganisme. REGULATION : Assure adaptation fonctionnelle et bon fonctionnement des organes. REPRODUCTION : Assure la survie de lespèce. RELATION LES GRANDES FONCTIONS DE LORGANISME

5 1 ère PARTIE : Introduction au cours ORGANISME = Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. APPAREILS : Ensemble d'organes contribuant à la réalisation dune même tâche ou à une même fonction de l'organisme.

6 1 ère PARTIE : Introduction au cours Appareil Digestif : assure transformations mécanique et chimique des aliments. Appareil Respiratoire : assure lapport doxygène et le rejet du gaz carbonique. Appareil Excréteur : assure élimination des déchets de la vie cellulaire. Appareil Circulatoire : transport de loxygène et des nutriments à toutes les cellules.

7 1 ère PARTIE : Introduction au cours Système nerveux : commande la musculature reçoit les informations sur lenvironnement. Système musculaire : assure la mobilité du squelette. Système squelettique : forme lossature du corps.

8 1 ère PARTIE : Introduction au cours ORGANISME = Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. ORGANISME = Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. ORGANE : Contribue au fonctionnement de l'appareil auquel il appartient. Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe. APPAREIL

9 1 ère PARTIE : Introduction au cours Oesophage Estomac Intestin grêle et côlon Glandes digestives (salivaires, foie, pancréas…) Voies aériennes supérieures (fosses nasales, pharynx, larynx, trachée) Poumons Cage thoracique, muscles inspirateurs, plèvre Appareil Circulatoire : Appareil Respiratoire : Appareil Digestif : Appareil Excréteur : Coeur Vaisseaux sanguins (artères et veines, capillaires,…) Bouche Pharynx Rectum Bassinets Uretères Urètre Vessie Reins

10 1 ère PARTIE : Introduction au cours TISSUS : Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques (même structure, même fonction). APPAREILS : ORGANISME : ORGANES :

11 1 ère PARTIE : Introduction au cours Tissu vasculaire : Tissu musculaire : Tissu nerveux : LES TISSUS : strié lisse

12 1 ère PARTIE : Introduction au cours ORGANISME : CELLULES Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. APPAREILS : Ensemble d'organes contribuant à la réalisation dune même fonction de l'organisme. ORGANES : Contribuent au fonctionnement de l'appareil auquel ils appartiennent. Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe. TISSUS : Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques même structure, même fonction).

13 1 ère PARTIE : Introduction au cours Tissu vasculaire : Tissu musculaire : Tissu nerveux : strié lisse LES TISSUS :LES CELLULES : Cellule musculaire striée Hématies Neurone

14 1 ère PARTIE : Introduction au cours LA CELLULE La cellule est la plus petite unité capable de manifester les propriétés du vivant. Elle synthétise l'ensemble de ses constituants en utilisant les éléments du milieu extracellulaire. Elle croît et se multiplie.

15 1 ère PARTIE : Introduction au cours En résumé :

16 2ème PARTIE GENERALITES SUR LES CELLULES Les cellules procaryotes et eucaryotes Principaux organites cellulaires

17 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes … Organites : CELLULE : Molécules : Une molécule est une entité chimique formée de plusieurs atomes liés entre eux. Atomes : C'est le constituant essentiel de la matière. 1A°(10 -10 m) ; 1,7. 10 -27 kg. Compartiments cellulaires contenus dans le cytoplasme de chaque cellule eucaryote. Agissent dans la cellule comme les organes agissent dans le corps. Mesurent entre 1 et 5 µm. Plus petite unité structurelle et fonctionnelle des êtres vivants.

18 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes … - les Bactéries, - les Cyanophycées, - les Mycoplasmes. Les cellules procaryotes: Cellules les moins évoluées Structure interne très simple Dimension de lordre du micron On trouve parmi les Procaryotes:

19 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes … Elles ne possèdent pas de noyau ! M atériel génétique constitué dun seul chromosome formé d'ADN. Aucune enveloppe ne sépare le matériel génétique du cytoplasme.

20 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes … Exemple, les bactéries :. Formes : sphérique ou en bâtonnet. La Paroi : - structure de protection - confère la forme à la bactérie - parfois recouverte dune capsule. Membrane plasmique :. Division par scissiparité délimite le compartiment cytoplasmique

21 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes … Les cellules eucaryotes:. Le matériel génétique est contenu dans un organite limité par une enveloppe. Niveau dorganisation complexe Taille ~ 10 à 100 x celle des procaryotes. - les Protozoaires formés par une seule cellule libre, souvent capables de se mouvoir (Amibes, Paramécies, Euglena) On distingue: - les Métazoaires (animaux, plantes) dont les cellules sont groupées en tissus

22 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites Le noyau Il comprend : - Le nucléole - Le nucléoplasme - La membrane nucléaire - Les pores nucléaires - La chromatine (ADN) Chromatine condensée = CHROMOSOMES

23 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Les Mitochondries Elles comprennent : - La membrane externe - Lespace intermembranaire - La membrane interne - La matrice - Les crêtes Leurs rôles :. Responsables de la respiration cellulaire. Fonction principale = production dATP Matrice Principaux organites

24 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Le réticulum endoplasmique 2 types de réticulum dans une même cellule : - granulaire (rugueux) = avec ribosomes - agranulaire (lisse) = sans ribosome Leur rôle : Le réticulum endoplasmique lisse sert au métabolisme des lipides - RUGUEUX = sert à la synthèse des protéines - LISSE = sert au métabolisme des lipides Principaux organites

25 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites Lappareil de Golgi Structure de transition entre Réticulum endoplasmique et espace extracellulaire Composé de saccules parallèles et de petites vésicules Rôle : Lieu de transit et délaboration de plusieurs substances

26 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites Les ribosomes Formés dans le nucléole Association de protéine et dARN - synthétisent protéines à partir d'acides aminés Rôle : - utilisent l'information génétique envoyée des gènes du noyau par les molécules messagères

27 2 ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites En RESUME … Appareil de Golgi Noyau Mitochondrie Réticulum endoplasmique Ribosomes

28 3ème PARTIE ATOMES ET PRINCIPALES MOLECULES Introduction Rappels Les liaisons chimiques Les acides et les bases Les groupements chimiques et leurs fonctions Les principaux composés biochimiques

29 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction 99 % du poids de la cellule. 4 Atomes Principaux: Carbone : C 12 Oxygène : O 16 Azote : N 14 Hydrogène : H 1

30 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction Éléments peu représentés mais indispensables à la vie. Oligoéléments En particulier, - Fer (F) - Cuivre (Cu) - Iode (I) Hémoglobine Cytochrome H. thyroïdiennes

31 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels STRUCTURE DES ATOMES Le NUAGE ELECTRONIQUE Proton : particule positive Neutron :. particule non chargée. pèse la même masse que le proton. Electron :. particule négative. tourne autour du noyau. Le NOYAU Composé de Nucléons :

32 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels C 6 12 A Z Symbole de lélément chimique L'atome, ou élément chimique, se définit par 2 éléments : - son nombre de nucléons: A - son nombre de protons (n°atomique) : Z

33 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels REPRESENTATION SPATIALE Liaison dans le plan Liaison en avant du plan Liaison en arrière du plan Par convention : Carbone tétraédrique C X2X2 120 ° X1X1 X4X4 X3X3

34 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels LA VALENCE DES ATOMES Si la valence est de 1, latome est dit MONOVALENT. 2, DIVALENT. 3, TRIVALENT. 4, TÉTRAVALENT. détermine le nombre de liaisons qu un peut établir avec dautres atomes.

35 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les liaisons chimiques LES LIAISONS CHIMIQUES La liaison covalente Un électron de chaque atome participe à la liaison. Résulte de la mise en commun de 2électrons. H C H C

36 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Lorganisation spatiale de la molécule est directement liée aux types de liaisons qu elle comporte. Plus le nombre délectrons impliqués dans la liaison est grand : plus la force de la liaison est importante. plus lénergie libérée lors de sa rupture est importante. Méthane C H H H H C HH Acétylène Les liaisons chimiques

37 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules LES LIAISONS CHIMIQUES La notion de polarité Dans une liaison covalente, chaque atome exerce une force dattraction sur lélectron mis en commun dans la liaison. Cas de 2 atomes à même pouvoir attracteur : AA Les électrons sont situés à la même distance de leur atome dorigine Molécule apolaire. A A Les liaisons chimiques

38 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Cas de 2 atomes à pouvoir attracteur différent : Latome ayant le pouvoir attracteur le plus grand devient électronégatif. (faiblement chargé négativement : δ -) Latome ayant la pouvoir attracteur le plus faible devient électropositif. (faiblement chargé positivement : δ +) B A AB δ- δ+ Molécule polaire. Les liaisons chimiques

39 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules La liaison hydrogène XH δ-δ+δ-δ+ YZ Liaison 20 fois plus faible quun liaison covalente. Sétablit entre : - 1 atome dHydrogène lié à 1 atome électronégatif - 1 autre atome électronégatif. Les liaisons chimiques

40 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Exemple de la molécule deau: H O 2δ- δ+ 2δ- Les liaisons chimiques

41 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rôles de ce type de liaison : - Cohésion entre les molécule deau - Géométrie des protéines - Appariement des bases de lADN Les liaisons chimiques

42 La liaison ionique 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules - Résulte de lattraction entre un cation et un anion - La stabilité de la liaison est assurée par interaction électrostatique Exemple du chlorure de sodium: Na Cl 1 e - 7 e - Na + Cl - Cation : ion > 0 Anion : ion < 0 Les liaisons chimiques

43 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases Définitions LES ACIDES ET LES BASES Acide : - Substance qui libère un proton (H+) en solution - Cest un accepteur délectrons Base : - Substance qui accepte un proton en solution - Cest un donneur délectrons

44 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases AcideBase + Proton AH A - + H +

45 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases Notion de pH Lacidité dune solution : - est dautant plus grande que [H3O+] est grande - est dautant plus grande que le pH est faible - est obtenue par mesure de sa concentration en H + ou H3O + - sexprime en unité pH pH = -log [H + ] = -log [H3O + ]

46 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases 7 14 1 ACIDE NEUTRE BASIQUE Jus de citron 2.5 Coca Cola 2.8 Salive 6.4 Eau pure Eau de Javel 11 Plasma sanguin 7.5

47 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases Notion de Concentration n : nombre de mole m : masse en g M : masse molaire atomique et/ou moléculaire Concentration molaire : la mole par litre (mol/l ou M) Nombre de moles : la mole (mol) Volume : le litre (l)

48 LES GROUPEMENTS CHIMIQUES ET LEURS FONCTIONS 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions Définitions Carbone fonctionnel : atome de carbone de la chaîne carbonée sur lequel est fixé le groupement chimique Groupement chimique : - association datomes liés les uns aux autres par des liaisons covalentes - se caractérise par ses propriétés chimiques et physiques - transmet ses propriétés à lensemble de la molécule

49 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions Les noms des différentes molécules organiques, quels que soient les groupements fonctionnels, dérivent du nom de l'alcane correspondant :

50 Groupement hydroxyle (-OH) 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions Fonction ALCOOL Partie à compléter

51 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions

52 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques LES PRINCIPAUX COMPOSES BIOCHIMIQUES Répartition

53 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques Les Glucides Source principale de lénergie nécessaire à la vie cellulaire On distingue :- les monosaccharides - les disaccharides - les polysaccharides Les monosaccharides Formule générale: (CH 2 O) n avec 3 < n < 7

54 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques Aldohéxose - Le Glucose : Hexose : sucre à 6 atomes de carbone Aldose : le 1 er Carbone porte une fonction aldéhyde les autres portent une fonction alcool OH - C - H H - C - OH CH 2 OH H - C - OH C OH

55 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques Cétohexose - Le Fructose : Hexose : sucre à 6 atomes de carbone Aldose : le 1 er Carbone porte une fonction Cétone les autres portent une fonction alcool OH - C - H H - C - OH CH 2 OH H - C - OH CO CH 2 OH

56 réactions possibles avec dautres molécules (glucides, base, etc..) Propriétés des monosaccharides : molécules polaires, donc solubles dans leau 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques

57 Les disaccharides 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques Sucres composés de 2 monosaccharides - SACCHAROSE = 1 GLUCOSE + 1 FRUCTOSE - LACTOSE = 1 GLUCOSE + 1 GALACTOSE - MALTOSE = 2 GLUCOSE

58 Les polysaccharides 3 ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques Sucres complexes (jusquà 100 monosaccharides) Représentent une forme de stockage de lénergie dans la cellule Quelques exemples Le Glycogène = forme de stockage du glucose dans les cellules animales LAmidon = équivalent du glycogène pour les cellules végétales