Chapitre 1 Organisation générale de l’être humain

I- Les niveaux d’organisation et les grandes fonctions du corps humain 1- Les niveaux d’organisation du corps humain L’organisation du corps humain: du plus grand au plus petit

1.1 Les appareils ou systèmes Un appareil constitue un assemblage d’organes accomplissant une même fonction 9 appareils différents 1.2 Les organes L’organe constitue une partie du corps remplissant une fonction vitale. Il est constitué de différents tissus. Ceux-ci sont adaptés aux fonctions spécifiques qu’ils exercent Position des principaux organes: 4 couches 1.3 Les tissus Un tissu est constitué d’un ensemble de cellules ayant la même structure et assurant la même fonction. 4 types de tissus 1.4 Les cellules La cellule est l’unité morphologique et fonctionnelle de l’organisme. Chaque cellule contient des chromosomes. Les chromosomes contiennent la totalité du programme de fonctionnement de l’organisme.

2- Les grandes fonctions du corps humain Les appareils du corps humain remplissent 3 grandes fonctions: les fonctions de relation, de nutrition et de reproduction 2.1 La fonction de relation ou travail mécanique Assurée par l’appareil locomoteur, le système nerveux et les organes des sens 2.2 La fonction de reproduction Assurée par l’appareil génital 2.3 La fonction de nutrition Assurée par les appareils digestifs, respiratoire, circulatoire et urinaire

3- La complémentarité des fonctions

Les organes du corps humain tronc Les organes du corps humain

II- Les constituants de la matière vivante 1- L’eau, élément essentiel 1.1 La teneur en eau dans l’organisme L’eau: principal constituant du corps humain La teneur totale en eau du corps humain dépend de: la corpulence de l’âge La répartition de l’eau est non uniforme dans l’organisme L’eau permet le maintien de l’intégrité de l’organisme

volume d’eau absorbé volume d’eau éliminé 2,7 L d’eau par jour EQUILIBRE

Équilibre entre les pertes et les apports d’eau dans l’organisme

1.2 Rôle de l’eau dans l’organisme Constituant essentiel des cellules eau intracellulaire eau extracellulaire. Elle participe aux nombreuses réactions chimiques dont le corps humain est le siège Répartition de l’eau dans le corps

2- Les substances minérales 2.1 Les éléments minéraux Les sels minéraux sont des éléments chimiques que l'on trouve dans la nature sous forme de minéraux ou de cristaux : les anions et les cations. Calcium (Ca) Magnésium (Mg) Sodium (Na) Potassium (K) Fluor (F) Bicarbonates (HCO3) Chlorures (Cl) Sulfates (SO4)

2.2 Les oligoéléments métaux et métalloïdes présents dans le corps humain en très faible quantité mais de manière constante. participent à la plupart des réactions biochimiques qui se produisent en permanence dans notre corps. L'être humain ne peut pas synthétiser les oligo-éléments, il doit donc les trouver dans son alimentation où ils sont présents en proportions variables. LE FER (Fe): le zync (Zn), le brome (Br), le cuivre (Cu), le cobalt (Co)

3- Les substances organiques Molécules organiques constituées à partir de 4 éléments chimiques: l’Oxygène (O = 65%), le Carbone (C = 20%), l’Hydrogène (H = 10%) et l’Azote (N = 5%) 3.1 Les glucides Composés de C, H, O Principaux fournisseurs d’énergie (rendement musculaire) Glucides simples, à absorption rapide glucides complexes, à absorption lente 3.2 Les lipides ou graisses Constitués de C, H, O Réserve d’énergie, protection du froid, production énergie et chaleur Acides gras saturés Acides gras insaturés

3.3 Les protéines 3.4 Les vitamines Composés de C, H, O, N (Fe, S, Ph) Ce sont les constituants essentiels de toute cellule vivante. Elles assurent des fonctions physiologiques essentielles touchant le système digestif, hormonal et immunitaire. Elles interviennent dans l'élaboration de tous nos organes, des muscles, des dents, des os, des nerfs, des cheveux, etc... 3.4 Les vitamines Micronutriments non caloriques, éléments vitaux Les Vitamines Hydrosolubles comprennent les vitamines du groupe B (B1, B2, PP ou B3, B5, B6, B8, B9 et B12), la vitamine C. Les Vitamines Liposolubles comprennent les vitamines A, D, E, F et K, se trouvent dans des aliments d'origine animale comme végétale.

3.5Les acides nucléiques:contiennent l’information génétique L’ADN ou acide désoxyribonucléique = support physique de l’information Constitué de 2 chaînes complémentaires qui s’emboîtent tout en s’enroulant l’une autour de l’autre pour former une double hélice Chaque chaîne est constituée d’un squelette formé Acide phosphorique (PO4H3) Le désoxyribose (sucre) Des bases azotées (purine ou pyrimidine): A: adénine, G: guanine, C: cytosine, T: thymine

Les lettres A et T, ainsi que G et C, peuvent s'appareiller entre elles ce qui permet la complémentarité des deux chaînes formant la double hélice. Cette règle de complémentarité des bases permet une réplication de l’ADN identique à lui-même.

A: adénine; C: cytosine; T: thymine; G: guanine

L’ARN ou acide ribonucléique Constitué d’un seul brin Structure semblable à l’ADN mais avec du ribose C’est une copie complémentaire de l’ADN: l’information contenue dans certaines séquences d’ADN est recopiée au cours de la transcription Cet ARN m se dirige du noyau vers le cytoplasme pour faire décoder l’information qu’il transporte (jusqu’au site de synthèse des protéines 3 types d'ARN: l'ARN de transfert, l'ARN ribosomal et l'ARN messager ADN ARNm protéines transcription traduction réplication

III- La cellule 1- Structure de la cellule : modèle général Unité de base du vivant Unité fondamentale, morphologique et fonctionnelle de tout organisme vivant Représentation en 3D de la cellule

1.1 La membrane plasmique cellulaire Détermine la forme de la cellule Enveloppe protectrice Perméabilité sélective au milieu extérieur: interface entre la cellule et son milieu Constituée d’une double couche de phospholipides associée à des protéines

1.2 Le noyau Organite cellulaire de forme globuleuse Contient les filaments de chromatine constitués par de l’ADN associé à des protéines qui donnent forme aux chromosomes Contient les nucléoles, constitués d’ARN ribosomaux Contient le nucléoplasme Délimité par une enveloppe nucléaire = double membrane percée de pores qui permet les échanges entre le noyau et le cytoplasme

1.3 Les principaux organites de la cellule Le cytoplasme ou hyaloplasme Les mitochondries Les ribosomes Le réticulum endoplasmique ou ergastoplasme L’appareil de Golgi Les vésicules, les vacuoles Les centrioles

2- Les différents types cellulaires la cellule nerveuse Le spermatozoïde La cellule musculaire 3- Les échanges membranaires Perméabilité cellulaire à l’eau Plasmolyse Turgescence Perméabilité cellulaire plus ou moins sélective à une substance dissoute osmose

L’information génétique et la multiplication cellulaire 1- Les supports de l’hérédité 1.1 Les chromosomes structure microscopique représentant le support physique des gènes. constitué essentiellement d'ADN et de protéines, le tout constituant la chromatine.  L'ADN des chromosomes constitue le matériel héréditaire de la cellule et est transmis de génération en génération de cellule, il est donc le support de l'information génétique. L’ADN est responsable de l’identité biologique de chaque individu

Chromosome en métaphase (2 chromatides) satellite Constriction secondaire Constriction primaire Chromosome en métaphase (2 chromatides)

Chromosome en fin de division cellulaire (1 seule chromatide)

1 paire de chromosome sexuel ou gonosome Les chromosomes se trouvent dans les cellules de tous les êtres vivants, en nombre variable et spécifique à chaque espèce.  Chez l’homme, chaque cellule, excepté les cellules reproductrices, comptent 46 chromosomes groupés par paires, soit 23 paires de chromosomes homologues (diploïdie) 22 paires d’autosome 1 paire de chromosome sexuel ou gonosome Chez la femme: 2 gonosomes X Chez l’homme: 1 gonosome X et un chromosome Y Seules les cellules reproductrices ou gamètes sont des cellules haploïdes et ne possèdent qu’un exemplaire de chaque paire de chromosome donc n’ont qu’un seul chromosome sexuel Chez la femme: X Chez l’homme: X ou Y (détermine le sexe de l’embryon) On étudie les chromosomes sur un caryotype

caryotype d'un individu de l'espèce humaine de sexe masculin 22 paires d’autosomes 1 paire de gonosomes Chromosomes sexuels caryotype d'un individu de l'espèce humaine de sexe masculin

Un gène est une partie d’ADN 1.2 Les gènes Un gène est une partie d’ADN Il est responsable d’un caractère héréditaire particulier Chaque gène a son double sur le chromosome homologue Un même gène peut présenter plusieurs versions d’allèles homozygotie hétérozygotie

2- La transmission de l’hérédité 2.1 Les cellules reproductrices ou gamètes Ovule ou ovocyte produit par l’ovaire (glande sexuelle féminine) 1 ovule par mois arrive à maturité Cellule ronde de 130 µm de diamètre Noyau à 23 chromosomes (22 autosomes et 1 gonosome X) Cytoplasme riche en substances nutritives Enveloppe protéique protectrice: zone pellucide entourée par un ensemble de cellules folliculaires cytoplasme noyau Zone pellucide Cellules folliculaires OVULE

Le spermatozoïde produit par les testicules (glandes sexuelles masculines) Cellule de 20 à 30 µm de diamètre Une tête contenant le noyau à 22 autosomes et 1 gonosome (Y ou X) et une vésicule remplie d’enzymes ou acrosome Un cou ou pièce intermédiaire Un flagelle Tête avec noyau flagelle SPERMATOZOIDE

2.2 Hérédité dominante et récessive les allèles d’un gène sont soit dominants, soit récessifs, soit codominants Allèle dominant S’exprime à l’état hétérozygote ou homozygote Allèle récessif S’exprime seulement à l’état homozygote Allèles codominants S’expriment simultanément

La détermination du sexe dépend des chromosomes sexuels X ou Y 2.3 Hérédité liée au sexe La détermination du sexe dépend des chromosomes sexuels X ou Y Femme : XX Homme : XY Le père est responsable du sexe chromosomique de l’enfant Le sexe de l’enfant est déterminé dès la fécondation 2.4 définitions Réplication : copie de l’information génétique ADN Transcription : transfert de l’information génétique de l’ADN à l’ARN Traduction : transformation de l’ARNm en une chaîne d’acides aminés = polypeptides

FECONDATION Détermination du sexe

3- La multiplication cellulaire 3.1 La mitose: mode de reproduction de toutes les cellules de l’organisme (excepté les cellules sexuelles) une cellule mère (2n) donne 2 cellules filles (2n) 4 phases principales Prophase Métaphase Anaphase Télophase Entre chaque division cellulaire, à la fin de l’interphase, l’ADN se réplique par un dédoublement des chromatides = REPLICATION Centrosome: organite cellulaire constitué de 2 centrioles Le fuseau achromatique se constitue entre les 2 centrioles

INTERPHASE ou phase de repos PROPHASE  METAPHASE

ANAPHASE TELOPHASE INTERPHASE

3.2 La méiose: mode de reproduction des cellules sexuelles une cellule mère (2n) donne 4 cellules filles (n) Deux divisions successives Division réductionnelle = méiose I Division équationnelle identique à la mitose = méiose II Production de cellules haploïdes (n)

Méiose I ou division réductionnelle INTERPHASE PROPHASE I DÉBUT PROPHASE FIN PROPHASE METAPHASE I ANAPHASE I TELOPHASE I Méiose II ou division équationnelle Identique à la méiose METAPHASE II ANAPHASE II TELOPHASE II

Méiose 2n=3 Division réductionnelle n=3 Division équationnelle n=3

Les anomalies du fonctionnement cellulaire 1- Le cancer Prolifération anarchique de cellules anormales 1.1 Description de la cellule cancéreuse Structure anormale Perturbation du mécanisme de reproduction 1.2 Mécanisme biologique du cancer 1.3 Évolution du cancer 1.4 Prévention du cancer

2- les maladies génétiques 2.1 Maladies chromosomiques présence d'un chromosome supplémentaire sur une des paires (trisomie) absence d'un chromosome sur une des paires (monosomie) Leur origine se situe au moment de la méiose pendant la gamétogenèse 2.2 Maladies géniques Les maladies génétiques sont dues à un défaut de fonctionnement d'un ou plusieurs gènes = mutation Transmission héréditaire dominantes ou récessives, selon que l'allèle responsable de la maladie est dominant ou récessif

Les tissus 1- les tissus épithéliaux Définition: ensemble de cellules de formes semblables, disposés de manière à remplir des fonctions propres au tissu qu’elles constituent 1- les tissus épithéliaux Cellules jointives, unies par un ciment organique Cellules séparées des autres par une membrane basale 1.1 Les épithéliums simples Une seule couche de cellules

1.2 les épithéliums composés Plusieurs couches de cellules Protègent la surface extérieure du corps Épiderme de la peau Tapissent différentes cavités internes = muqueuses = épithéliums de revêtement Épithélium intestinal Épithélium ciliés (cils vibratiles)                                                                                                                         

1.3 les épithéliums glandulaires Constituent les glandes Glandes exocrines: rejettent à l’extérieur par un canal excréteur le produit élaboré, glandes ouvertes (glande digestive) Glandes endocrines : rejettent dans le milieu intérieur (sang) le produit de leur sécrétion, glandes fermées (hypophyse, ovaires, surrénales…) Glandes mixtes

2- Les tissus conjonctifs Cellules étoilées, dispersée Substance intercellulaire abondante 2.1 le tissu sanguin Les cellules du sang (GR, GB, plaquettes) baignent dans le plasma = substance intercellulaire liquide 2.2 le tissu osseux Cellules étoilées réunies les une aux autres par de nombreux prolongements cytoplasmiques et noyés dans une substance intercellulaire très dure 2.3 le tissu cartilagineux Moins dur et plus souple que l’os (moins de Ca) 2.4 le tissu adipeux Cellules gorgées de graisse

Comparaison des tissus épithéliaux et conjonctifs