Proposition de Correction Biologie du Vivant -UE 2.1 -Promotion septembre 2024 PDF

UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 PROPOSITION DE CORRECTION PARTIE 2 : LA BIOLOGIE DU VIVANT Le monde du vivant A. Définir : La cellule Une cellule eucaryote et une c...

UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 PROPOSITION DE CORRECTION PARTIE 2 : LA BIOLOGIE DU VIVANT Le monde du vivant A. Définir : La cellule Une cellule eucaryote et une cellule procaryote ainsi que leurs différences : Citez un exemple de cellule procaryote : Un virus : La cellule est l'unité fondamentale de la vie. C'est le niveau d'organisation le plus simple capable d'une vie autonome. Est l'unité fondamentale, structurale, fonctionnelle et reproductrice constituant tout ou partie d'un être vivant. Une cellule eucaryote est une cellule qui possède un noyau (cette cellule peut être unicellulaire ou pluricellulaire). Une cellule procaryote est une cellule qui ne possède pas de noyau (ex : bactérie). La cellule souche : cellule capable de donner en se divisant une ou plusieurs lignées de cellules différenciées. Le cycle cellulaire : ensemble des états d’une cellule depuis sa naissance à partir d’une cellule mère jusqu’à sa division en deux cellules filles. La durée d’un cycle cellulaire est variable selon le type de cellule. La méiose : La méiose est une étape dans la formation des spermatozoïdes ou spermatogénèse qui a lieu dans les testicules et dans la formation des ovules ou ovogénèse qui se déroule dans les ovaires. I. La membrane plasmique La membrane plasmique est constituée de : (entourer la ou les réponses exactes) o Lipides (phospholipides, glycolipides, cholestérol) 43% : structure de la membrane =squelette o Protéines 49% (récepteurs, enzymes, transporteurs) = expression des gènes, cibles pharmaceutiques o Glucides 8% (glycoprotéines, glycophospholipides) : adhésion des cellules (coagulation), reconnaissance (groupes sanguins) - La Composition lipidique de la membrane cellulaire : Elle est constituée d’une double couche de phospholipides (molécules amphiphiles= une partie hydrophile et une partie hydrophobe partie 1 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 strictement lipide de la molécule), séparant le milieu extra-cellulaire aqueux du milieu intracellulaire également aqueux. - La composition protidique : représentent la spécificité de fonction des cellules. Échanges de matières (transporteurs membranaires, canaux, ioniques…), récepteurs de signaux extracellulaires (site pharmaceutique), transmetteurs du signal à l’intérieur de la cellule, enzymes situées à la surface cellulaires. - Les composants glucidiques : Chaines osidiques associée à des lipides ou des protéines. Rôle de protection des cellules, ancrage des enzymes, support d’information « carte d’identité cellulaire » = les groupes sanguins, adhésion cellulaire (coagulation, fécondation gamètes) - Les Fonctions de la membrane cellulaire : o Compartimentation : milieu intracellulaire et milieu extracellulaire. o Échanges transmembranaires : ▪ Le flux de l’eau = Entrée et sortie d’eau. ▪ L’eau se déplace du milieu le moins concentré (hypotonique) vers le milieu le plus concentré (hypertonique). 2 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 ▪ il existe deux types de transports transmembranaires : le transport passif qui ne nécessite pas d’énergie (dans le sens du gradient de concentration ex ; l’O2) et le transport actif qui nécessite de l’énergie (contre le gradient de concentration ex : pompe Na+/K+ qui permet l’entrée de K+ et la sortie de Na+= différence de potentiel de membrane). ▪ Pour les macromolécules : Exocytose = sortie par fusion de la membrane de la vésicule productive de macromolécules et la membrane cellulaire de ces macromolécules vers l’extérieur de la cellule. Ex : hormone (insuline). Endocytose = entrée à l’intérieur de la cellule de molécules (ex : phagocytose= entrée de micro-organismes ou cellules mortes) o Communication intercellulaire récepteurs, hormones, neurotransmetteurs. II. Le cytoplasme. - Définition : Constitue le contenu de la cellule composé de 80% d’eau. - QUIZ : entourer la ou les réponses exactes o Le noyau fait partie du cytoplasme. o Il est composé d’eau et d’organites. o La partie aqueuse s’appelle le cytosol. o Il contient des organites dont les ribosomes. o La partie contenant les composés organiques est le hyaloplasme. - Le cytosol : contient 85% d’eau, des ions (K+), des gaz (O2, CO2), est une solution aqueuse de sels minéraux. - Le hyaloplasme : contient des composés organiques et le cytosquelette. - Le cytosquelette : réseau de fibres intracellulaires permettant les mouvements intracellulaires, la migration des organites. - Les centrioles : constituent le centrosome, intervient dans la division cellulaire. - Les organites = compartiments spécialisés qui ont une fonction précise dans la cellule, délimités par une membrane. - Le réticulum endoplasmique granuleux (REG) : comporte des ribosomes sur la face externe, assemble et transporte les protéines puis sont envoyées vers l’appareil de Golgi. - Le réticulum endoplasmique lisse : intervient dans la synthèse des lipides et aussi dans d’autres actions métaboliques (glycosylation, stockage de Ca). - L’appareil de Golgi : rôle de maturation des protéines ; régulation membrane plasmique (endocytose). - La mitochondrie : Elle possède son propre ADN (ADN mitochondrial), Rôle dans la production d’ATP et la mort cellulaire : dégradation des nutriments glucidiques (lieu du cycle de Krebs : dégradation des glucides), lipidiques et acides aminés. - Les lysosomes : rôle dans les défenses cellulaire et de la phagocytose (destruction des déchets, d’organites vieillissants). - Les ribosomes : rôle dans la synthèse des protéines à partir des acides aminés et de l’information génétique portée par l’ARN messager 3 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 - Le noyau : o Rôle : porteur du message héréditaire : réplication de l’ADN, multiplication cellulaire. o Composition ▪ L’enveloppe nucléaire ▪ Le nucléole : synthèse de l’ARN ribosomial, préparation de la mitose. ▪ La chromatine = chromosomes non condensés Tableau : Linda MOUSSAKOVA PEARSON, anatomie physiologie humaines, travaux dirigés, page 315 Partie de la cellule emplacement Fonctions / rôles Membrane Limite externe de la cellule Délimite le volume de la cellule. plasmique Délimite le milieu intra-cellulaire te le milieu extra-cellulaire. Régit l’entrée et la sortie des substances Lysosomes Vésicules sphériques éparpillées Ils digèrent les matières ingérées dans le cytoplasme et les organites usés Mitochondries Organites dispersés dans la Régissent la libération d’énergie cellule des aliments, synthétisent l’ATP Microvillosités Projections de la membrane Agrandissent la surface cellulaire plasmique Complexe Golgien Près du noyau dans le Emballe les protéines qui seront cytoplasme intégrées à la membrane plasmique ou incluses dans les lysosomes ou celles qui seront secrétées par la cellule Noyau Au centre de la cellule Constitue le lieu de conservation du matériel génétique, dirige les activités cellulaires dont la division Centrioles Paire de corps cylindrique se Lors de la mitose, le centrosome trouvant près du noyau qui forme le fuseau mitotique. forment le centrosome Nucléoles Corps sphériques sombres Constituent le centre de situés dans le noyau conservation et le siège d’assemblage des ribosomes Réticulum Cytoplasme Constitue le siège de la synthèse endoplasmique des stéroïdes et du métabolisme lisse des lipides Réticulum Cytoplasme Transporte les protéines vers endoplasmique d’autres sites, assure la synthèse rugueux des lipides membranaires Ribosomes Particules qui flottent librement Constituent le siège de la synthèse dans le cytoplasme ou qui sont des protéines attachées au réticulum endoplasmique Chromatine Filaments lâches présents dans Contient le matériel génétique le noyau (ADN) s’enroule pendant la mitose 4 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 Peroxysomes Sacs membraneux dispersés Neutralisent certaines substances dans le cytoplasme toxiques (comme l’alcool, le peroxyde d’hydrogène) Le Schéma de la cellule : 1 11 12 10 2 9 3 8 4 7 5 6 1 Microfilament (cytosquelette) 2 Réticulum endoplasmique 3 Appareil de Golgi 4 Lysosome 5 Centriole 6 Vacuoles 7 Membrane plasmique 8 Cytoplasme 9 Mitochondries 10 Nucléoles 11 Membrane nucléaire 12 Noyau 5 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 III. Prolifération et mort cellulaire A. Cycle cellulaire : I. Notions clefs : - La division cellulaire permet à partir d’une cellule de donner deux cellules filles. - Le cycle cellulaire comprend 4 phases : o La phase G1= intervalle durant laquelle la cellule effectue sa croissance, se prépare pour la phase S. (synthèse de protéines, augmentation des ARN) o La phase S pour Synthèse = la réplication de l’ADN qui aboutit à 2 copies du génome dans le noyau. o La phase G2= intervalle. La cellule se prépare pour la Mitose (production de protéines nécessaires à la mitose). o La phase M pour Mitose L’interphase : comprend 3 phases : la phase S, la phase G1 et la phase G2. La mitose est une phase à part. Avant l’entrée dans le cycle cellulaire, il existe une phase G0 dite de qiesence cellulaire= phase d’inactivité aun niveau des processus de division cellulaire.Cet état peut être permanent jusqu’à lamort de la cellule ex : le neurone, ou semi-permanent ex : cellule du foie, de l’estomac, du rein. D’autres cellules n’entrent jamais dans cette phase G0 et se divisent en pemranence, ex : cellule ephiteliales (la peau. ) 2 évènements majeurs du cycle cellulaire : 1. Phase S : réplication de l’ADN 2. Phase M : La Mitose = division du matériel génétique.. II. La réplication de l’ADN : caractériqtiques : - Semi-conservatrice :les deux brins d’ADN sont séparés par une enzyme. A partir de chacun des ces brins, une enzyme : ADN polymérase,copie à l’identique un nouveau brin. Chacun des brins des cellules filles est composé d’1 brin d’ADN de la cellule mère, et d’1 brin neo-formé. - Bi-directionnelle - Assymétrique. 6 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 III. La mitose : Moyen mémo-technique pour retenir l’ordre des phases : Pour Mon Amour Toujours N° PHASE DESCRIPTION 1 Interphase Comporte 3 phases : G1, S, G2 Prépare la mitose 2 Prophase Séparation des centrosomes et création du fuseau mitotique ou fuseau de division. 20 à 30 mn La chromatine se condense et les chromosomes métaphasiques apparaissent fixés au fuseau les chromosomes liés se déplacent ensemble et se rapprochent du centre du fuseau L’enveloppe nucléaire se rompt et le nucléole disparait 3 Pro- Disparition de l’enveloppe nucléaire. Fixation des chromosomes aux microtubules, et Métaphase migration vers l’équateur de la cellule quelques mn 4 Métaphase Migration des chromosomes à l’équateur de la cellule. Les chromosomes ont atteint la plaque équatoriale et s’alignent afin que les chromatides d’un même chromosome se trouvent séparées par la plaque équatoriale 5 Anaphase Les chromatides d’un même chromosome se séparent et se déplacent vers les centrosomes opposés. Séparation du matériel génétique en 2 lots de chromatides identiques. 6 Télophase Les chromatides se décondensent en chromatine. Les enveloppes nucléaires et les nucléoles se reforment. Cytodiérèse : Apparition d’un anneau de division en vue de former 2 cellules, disparition du fuseau mitotique et répartition des organites cellulaires Tableau adapté de : Kamel ABBADI, Biologie fondamentale, l’essentiel pour réviser, collection Sup’ Foucher Infirmier, Ed : FOUCHER, p.30 7 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 A. La régulation du cycle cellulaire I. Régulation du cycle cellulaire : pourquoi ? Plusieurs points de contrôle pour : - éviter toute division cellulaire anarchique de cellule pouvant être à l’origine de certaines pathologies comme les cancers (= prolifération anarchiques de cellules). -Surveiller la qualité et de la quantité de l’ADN. - Surveiller l’ordre immuable des 4 phases du cycle cellulaire. II. Les acteurs de la régulation : par les cellules kinases cycline-dépendantes = Cdk ; la protéine Rb III. Défauts de régulation : mutation de protéines régulatrices qui engendre : - Des sur-expressions de protéines (stimulatrices) ex : Cyclines dans le cancer du sein. - Des pertes d’expression ou des inactivations qui sont des freins du cycle B. La mort cellulaire. Étape indispensable à la vie. L’incapacité des cellules à mourir participe à l’émergence de cancers ou engendre des résistances au traitements chimio thérapeutiques. A l’inverse, un excès de mort cellulaire est à l’origine de pathologies comme les maladies dégénératives. - Apoptose= mort cellulaire naturelle (erreur de fabrication d’une cellule, cellule infectée = mort cellulaire programmée.) Action des mitochondries. - Nécrose= mort cellulaire accidentelle, incontrôlée (défaut de nutriments, d’O2), entraine l’apparition d’une inflammation. - L’autophagie =décomposition et recyclage des composés cellulaires. C. La méiose. Définition : c’est la division cellulaire réservée aux cellules reproductrices lors de la formation des gamètes appelée gamétogénèse. Les gamètes sont les cellules reproductrices que sont les spermatozoïdes chez l’homme, et les ovocytes chez la femme. Rôle : - Réduction du nombre de chromosomes : o L’homme possède 46 chromosomes. Sexe masculin= 46 XY, sexe féminin 46 XX. Les spermatozoïdes ont deux populations : 23 X et 23 Y. Les ovocytes sont constitués de 23X. o Un nouvel individu est issu d’un gamète mâle + un gamète femelle. La méiose permet de réduire de moitié le nombre de chromosomes à 23 chromosomes = cellule haploïde pour permettre de maintenir le nombre de chromosomes à 46 chromosomes =cellule diploïde après la fusion des gamètes lors de la fécondation. - Rôle de brassage de l’information génétique : La méiose permet le brassage génétique c’est-à-dire la distribution aléatoire des gènes qui fait que chaque individu est unique.  Etapes de la méiose : correspondent à 2 divisions cellulaires successives qui comprennent les mêmes étapes que la mitose, à la suite d’une phase S. 8 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 D. Les anomalies de la meïose. La non-disjonction chromosomique : aneuploïdie Mosomie, trisomie A. QCM : entourer la ou les réponses correctes : 1 - La cellule est : a : l’unité fonctionnelle et structurale de l’organisme b : présente uniquement chez les animaux c : une structure qui se divise d : eucaryote chez l’homme e : présente uniquement chez l’homme 2 - La cellule est : a : constituée d’organites b : délimitée par une membrane plasmatique c : constituée d’un noyau d : une structure formée de 2 composants visibles au microscope 3 - Concernant les bactéries : a : Toutes les bactéries sont pathogènes pour l’être humain. b : Les bactéries sont présentes à la surface de la peau. c : Les bactéries sont présentes dans le tube digestif d : Le microbiote constitue les bactéries présentent dans la bouche. 4- Parasites et virus : a : Un parasite vit au dépend d’un autre organisme appelé hôte. 9 UE : 2.1 Biologie fondamentale - Promotion septembre 2024 b : Un virus peut se développer indépendamment d’une autre cellule. c : Le génome d’un virus est toujours constitué d’ADN. d :Un virus se sert du matériel intra-cellulaire pour de reproduire. 5- La communication entre les cellules intervient pour assurer la cohésion de l’organisme : a : elle peut être chimique et électrique b : elle peut être que électrique c : elle peut-être que chimique 6- La mitose se déroule en plusieurs étapes : a:2 b:3 c:4 d:5 2. Bibliographie Carole SIEBERT, Katy LE NEURES, Biologie Fondamentale, Unités d’enseignements 2.1 2.2, collection : Les essentiels en IFSI, Ed MASSON, 2009, 138p. Gabriel PARLEMUTER, Léon PITARD, Jacques QUEVAUVILLIERS, Biologie Fondamentale et génétique, collection cahiers des sciences infirmières, Ed : ELSEVIER- MASSON, 2010, 97 p. Kamel ABBADI, Biologie fondamentale, l’essentiel pour réviser, collection Sup’ Foucher Infirmier, Ed : FOUCHER, 2011,220 p. Linda MOUSSAKOVA PEARSON, anatomie physiologie humaines, travaux dirigés, page 29 à 46 10