Biologie Chapitre 3: Structures et Fonctions

La biologie est un domaine scientifique qui étudie le vivant, des plus petits éléments (atomes) aux plus grands écosystèmes. Elle s'intéresse à tous les niveaux d'organisation du vivant, de la cellule à la biosphère.

L'organisation des niveaux de vie est basée sur une hiérarchie. Les atomes s'assemblent en molécules, puis en cellules, puis en tissus, organes, individus, populations, communautés, écosystèmes et finalement, la biosphère.

La cellule est la plus petite unité de vie. Toute forme de vie, même la plus complexe, est composée de cellules.

La structure d'un organisme et sa fonction sont étroitement liées. La forme influence la fonction et vice versa.

L'adaptation à un environnement spécifique implique des spécialisations cellulaires et tissulaires, permettant des fonctions performantes dans cet environnement, mais limitant les possibilités dans d'autres.

Les systèmes biologiques sont composés de mécanismes régulateurs qui maintiennent l'équilibre interne (homéostasie). Ces mécanismes de rétroaction permettent d'adapter les réactions aux variations de l'environnement.

L'information génétique, sous forme d'ADN, est transmise de génération en génération. Cette information est responsable de la continuité de la vie et de la transmission des caractères.

Des variations dans l'information génétique (mutations) peuvent se produire et être transmises aux générations suivantes. Cela peut conduire à une évolution des populations.

La formation de la glace se produit lorsque les atomes d'oxygène dans les molécules d'eau s'organisent en forme de tétraèdre, créant une structure solide.

La dissolution du sel dans l'eau se produit car les molécules d'eau, polaires, attirent les ions du sel, chargés, et décomposent le cristal de sel.

Les molécules hydrophiles sont polaires et peuvent former des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau.

Les molécules hydrophobes sont apolaires et ne peuvent pas former de liaisons hydrogène avec les molécules d'eau.

Le carbone peut former des liaisons covalentes avec de nombreux atomes, y compris d'autres atomes de carbone. La structure carbonée peut donner différentes fonctions chimiques.

La phase du cycle cellulaire où l’ADN est dupliqué, ainsi que les protéines cellulaires pour la division.

Ensemble des chromosomes d’un organisme, organisés par taille et forme.

La phase du cycle cellulaire où la cellule se prépare à la division en synthétisant les protéines et les organites nécessaires.

La division du cytoplasme d’une cellule, qui se produit à la fin de la mitose.

La condensation de la chromatine, la formation du fuseau mitotique et la désagrégation de l’enveloppe nucléaire.

La séparation des deux chromatides sœurs, qui sont tirées vers les pôles opposés de la cellule.

La phase de la mitose où les chromosomes sont alignés à l’équateur de la cellule.

La phase de la mitose où les chromosomes se décondensent, le fuseau mitotique disparaît et l’enveloppe nucléaire se reforme.

Une molécule qui contient au moins un atome de carbone lié à un hydrogène (ou à un autre carbone) par une liaison covalente.

Les monomères sont des unités simples qui peuvent se lier entre elles pour former de plus grosses molécules.

Les polymères sont de grosses molécules formées par l'assemblage de plusieurs monomères.

Les glucides sont une classe de molécules organiques qui servent de source d'énergie et jouent un rôle structural dans les cellules.

Les lipides sont une classe de molécules organiques qui sont insolubles dans l'eau et servent de réserve d'énergie, de composant des membranes cellulaires et de précurseurs des hormones.

Les protéines sont des polymères d'acides aminés qui jouent des rôles structurels et fonctionnels essentiels dans les cellules.

Les acides nucléiques sont des polymères de nucléotides qui stockent et transmettent l'information génétique.

Les oses sont des monomères de glucides, c'est-à-dire des sucres simples.

Les hexoses sont des oses à six atomes de carbone, comme le glucose et le galactose. La position d'un groupe hydroxyle (OH) détermine le type d'hexose.

Les pentoses sont des oses à cinq atomes de carbone, comme le ribose et le désoxyribose, qui sont les composants de l'ARN et de l'ADN.

Les osides sont des sucres complexes formés par la liaison de deux à quinze molécules d'oses.

Les polysaccharides sont des polymères de glucides, c'est-à-dire des chaînes longues de molécules d'oses.

Les acides gras sont des molécules qui composent les lipides. Ils peuvent être saturés ou insaturés en fonction de la présence de doubles liaisons.

Les glycérides sont des lipides simples formés par la liaison d'une molécule de glycérol à un, deux ou trois acides gras.

Les stéroïdes sont une classe de lipides qui comprennent le cholestérol et ses dérivés, qui sont des hormones essentielles.

La membrane plasmique est une barrière qui sépare l'intérieur de la cellule de l'extérieur. Elle est sélectivement perméable, c'est-à-dire qu'elle permet le passage de certaines molécules, mais pas d'autres.

Le noyau est le centre de contrôle de la cellule. Il contient l'ADN, le matériel génétique, et est entouré d'une enveloppe nucléaire.

Le cytoplasme est la partie de la cellule qui se trouve entre la membrane plasmique et le noyau. Il contient des organites, qui sont des structures spécialisées qui remplissent des fonctions spécifiques.

Les mitochondries sont des organites essentiels à la production d'énergie dans la cellule. Elles sont parfois appelées les « usines énergétiques » de la cellule.

Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques qui donne sa forme à la cellule, permet le mouvement et le transport de molécules à l'intérieur de la cellule.

Le réticulum endoplasmique rugueux est un réseau de membranes qui est recouvert de ribosomes. C'est le lieu de synthèse des protéines destinées à la membrane plasmique ou à la sécrétion.

Le réticulum endoplasmique lisse est un réseau de membranes qui n'est pas recouvert de ribosomes. C'est le lieu de synthèse des lipides membranaires et du métabolisme des médicaments et des toxines.

L'appareil de Golgi est un organite qui joue un rôle important dans le tri et la maturation des protéines.

Les lysosomes sont des organites qui contiennent des enzymes qui dégradent les matériaux cellulaires usés ou les débris.

Les vésicules de sécrétion sont des sacs membranaires qui transportent des substances vers l'extérieur de la cellule.

La division cellulaire est le processus par lequel une cellule se divise en deux cellules filles.

Les protéines membranaires sont des protéines qui sont intégrées dans la bicouche lipidique de la membrane plasmique. Elles peuvent avoir différentes fonctions, telles que le transport de molécules, la réception de signaux ou la liaison à d'autres cellules.

Les interactions intercellulaires sont des communications entre les cellules. Ces interactions permettent aux cellules de se coordonner et de former des tissus et des organes.

La synthèse des protéines est le processus par lequel les cellules fabriquent des protéines. Ce processus se déroule dans les ribosomes.

Les hormones sont des messagers chimiques produits par des glandes endocrines et libérés dans la circulation sanguine pour atteindre leurs cellules cibles.

Les cellules cibles possèdent des récepteurs spécifiques qui reconnaissent et se lient à une hormone particulière. Cette liaison déclenche une réponse cellulaire.

Le pancréas produit deux hormones principales qui régulent la glycémie : l'insuline, qui abaisse le taux de sucre dans le sang, et le glucagon, qui l'augmente.

Le diabète de type I est une maladie auto-immune qui détruit les cellules du pancréas qui produisent l'insuline. Sans insuline, le corps ne peut pas réguler correctement le taux de sucre dans le sang.

Le cortisol est une hormone produite par les glandes surrénales en réponse au stress. Il a plusieurs effets, notamment l'augmentation de la glycémie et la suppression du système immunitaire.