Thème : Organisation moléculaire du vivant MICRO-APP Prof: Ali Bayané 20/09/2018 ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT Thème : Organisation moléculaire du vivant MICRO-APP Prof: Ali Bayané

ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT Troisième partie: La Cellule, Unité Fondamentale du Vivant Organisation moléculaire de la matière vivante 9 heures de cours théorique Chimie du vivant La cellule: Reproduction cellulaire: ADN, mitose et méiose 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.

Micro - APP 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 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 Lecture individuelle 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

CONSTITUTION CHIMIQUE DU VIVANT CHIMIE DU VIVANT CONSTITUTION CHIMIQUE DU VIVANT Eau, Minéraux, Proteines, Lipides, Carbohydrates, Acides Nucléiques

CHIMIE DU VIVANT L'EAU Propriétés et Rôles

L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS CHIMIE DU VIVANT L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS Rôle de solvant pour de nombreuses molécules : 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 L’EAU ET SES PROPRIÉTÉS 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 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

CHIMIE DU VIVANT LES ELEMENTS MINERAUX 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

CHIMIE DU VIVANT LES ELEMENTS MINERAUX Rôles Carence Macroéléments 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-éléments 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 ET MINÉRAUX 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

CHIMIE DU VIVANT GLUCIDES Propriétés et Rôles

Amidon, Glycogène, Cellulose CHIMIE DU VIVANT GLUCIDES Glucide: désigne les sucres et leurs polymères. Monosaccharide 3 à 6 atomes de carbone. Monosaccharide Polysaccharides: Amidon, Glycogène, Cellulose 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 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) 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.

FIN… CHIMIE DU VIVANT 2. Suite Macromolécules : Activité de consolidation: Eau; Minéraux; Glucides; Lipides 2. Suite Macromolécules : - Protéines; Acides Nucléiques 3. La Cellule FIN…