Partie I - Unicité du monde vivant - Notes de cours PDF

1 ADN3 Partie I - Unicité du monde vivant fleurs_Angraecum_striatum Laboratoire d’Enseignement de la Biologie Unité d’Enseignement Biologie générale (cellulaire, moléculaire) Module I : Faculté de Médecine BIME1 & VETE1 : BIOLG1102 (5ECTS) chromosome Prof. Laurence Ladrière – ULB 2 ADN3 Partie I - Unicité du monde vivant fleurs_Angraecum_striatum Module 1 : Bio générale INTRO Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie et molécules de la vie Partie II – La Biologie cellulaire II. A. – Les Procaryotes II. B. – Introduction aux Virus II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulaires Partie III - La Génétique mendélienne et Biotechnologie Partie IV – Biologie de l’Evolution IV. A. –La Génétique évolutive/des populations IV. B. – Preuves de l’évolution + séminaires-conférences Q1, séances d’exercices de génétique, la lecture obligatoire chromosome Prof. Laurence Ladrière – ULB Partie I - Unicité du monde vivant 3 Votre choix de formation BIME-VETE En BA1, formation en disciplines fondamentales dont la biologie Pourquoi la bio, pourquoi autant de bio, pourquoi aborder toutes ces disciplines de la bio ? Partie I - Unicité du monde vivant 4 La Biologie -fait partie de la vie -tout ce qui nous de tout un chacun; entoure soulève des de notre culture questions ! générale -intéresse évidemment tout scientifique de toute discipline confondue ! Partie I - Unicité du monde vivant 5 Comment cette maladie a-t’elle pu se développer ? Comment se fait-il que j’ai des cheveux blonds et que mes parents ont les cheveux châtains ? Afficher l'image en taille réelle Comment se forme une plaque dentaire ? Qu’est-ce qu’une inflammation de la gencive ? Partie I - Unicité du monde vivant Fichier:Dog with rabies.jpg Fichier:Tuberculosis-x-ray-1.jpg 6 Comment maîtriser des maladies animales transmissibles à l’homme ? Qu’est-ce que la rage, la tuberculose, … ? Quels sont les produits animaux qui interviennent dans notre alimentation et comment contrôler ces produits ? Fichier:Antibiotic resistance.svg Fichier:SalmonellaNIAID.jpg Comment se fait-il que des bactéries deviennent résistantes à un antibiotique ? Partie I - Unicité du monde vivant 7 Qu’est-ce qu’un microbiote intestinal ? Pourquoi est-ce si important …acteur clé de la santé ! « Jamais seul ☺ » https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/biologie-microbiote-12710/ https://www.pileje.be/fr-be/revue-sante/microbiote-intestinal-acteur-sante Partie I - Unicité du monde vivant 8  BIOLOGIE : Constitue la Base & Position centrale des De toutes disciplines scientifiques & médicales (Sciences biomédicales, vete, dent, med, sciences, hautes écoles) But commun de ces formations : Etude et la compréhension de la structure & fonctionnement de l’être humain et l’animal, en bonne santé & malade dont la BIOLOGIE Partie I - Unicité du monde vivant 10 VOTRE objectif : Faire le lien entre les cours (chapitres) de Biologie (générale et spécialisée) et votre formation (recherche médicale, santé) 11 ADN3 Partie I - Unicité du monde vivant fleurs_Angraecum_striatum Biologie = Etude du VIVANT La Biologie « ou le grand bazar de la Vie » Ce cours de Biologie est une façon d’aborder les concepts du vivant chromosome 12 ADN3 Partie I - Unicité du monde vivant fleurs_Angraecum_striatum Module 1 : Bio générale INTRO Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie et molécules de la vie Partie II – La Biologie cellulaire II. A. – Les Procaryotes II. B. – Introduction aux Virus II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulaires Partie III - La Génétique mendélienne et Biotechnologie Partie IV – Biologie de l’Evolution IV. A. –La Génétique évolutive/des populations IV. B. – Preuves de l’évolution + séminaires-conférences Q1, séances d’exercices de génétique, la lecture obligatoire chromosome ADN3 Prof. Laurence Ladrière – ULB Partie I - Unicité du monde vivant 13 I. – Unicité du monde vivant : objectifs spécifiques  Vous devez être capable de :  -Définir ce qu’est la biologie, la vie;  -De pouvoir discuter de la notion et des différents niveaux d’organisation du monde vivant (atome, molécule, cellule, tissu, organe, système, appareil, …);  -Distinguer les grandes catégories de macrobiomolécules de base et connaître leur structure :  Monosaccharides → polysaccharides  Nucléotides → acides nucléiques  Lipides → phospholipides  Acides aminés → protéines;  -De parler de la cellule Partie I - Unicité du monde vivant 14 Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie  1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie - définition 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation  1.2. Origine de la vie - Evolution Partie I - Unicité du monde vivant 15 La Biologie : définition générale Bios Logos « Vie, « Etude de » Êtres vivants » Partie I - Unicité du monde vivant 16 Organisme vivant Croissance = Reproduction Constitué d’une cellule (Unicellulaire) ou plusieurs cellules organisées (Pluricellulaires)  Pour réalisation de ces fonctions fondamentales : Besoin d’Energie ! Energie produite par des fonctions physiologiques essentielles : Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation (au niveau cellulairePartie et auI -niveau de l’organisme dans son entièreté) Unicité du monde vivant 17 Fichier:Midsummer bonfire closeup.jpg 1)Brûler ou dégrader des composés = réactions de dégradation = CATABOLISME Fichier:Wood grain.jpg Energie : rôles : réalisation de réactions chimiques Fichier:TGV train inside Gare Montparnasse DSC08895.jpg Fichier:MaisonCausapscal.JPG 2)Construire Se déplacer = réactions de = synthèse LOCOMOTION =ANABOLISME Partie I - Unicité du monde vivant 18 Fichier:Midsummer bonfire closeup.jpg Fichier:MaisonCausapscal.JPG Subdivisé en deux catégories de réactions : Anabolisme Catabolisme Partie du métabolisme Partie du métabolisme correspondant à la correspondant à la (Bio)synthèse de composés dégradation de composés complexes à partir de complexes en composés composés simples; avec simples, avec libération consommation d’énergie d’énergie et de déchets (anabolê = ascension) Partie I - Unicité du monde vivant (kata = en arrière) 19 Pourquoi étudier la cellule et pas directement l’organisme pluricellulaire ? -question de compréhension progressive : cellule unique … saine … pluricellulaire … sain… malade, … Les organismes pluricellulaires sont trop complexes pour être étudiés dans leur globalité ! Etude de la structure et du fonctionnement cellule (organisme unicellulaire) (état normal, sain)  Extrapolation vers Étude de la structure et du fonctionnement de l’organisme entier corps-humain-chinois-chinese-body2 (état sain et état pathologique) Partie I - Unicité du monde vivant 20 Illustration de ces fonctions physiologiques et comparaison cellule – organisme pluricellulaire Image:Diagrama de los pulmones.svg Partie I - Unicité du monde vivant 21 Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation = FONCTIONS PHYSIOLOGIQUES corps-humain-chinois-chinese-body2 070712_cannabis_plante_contexte(1) Dans le sens horaire :Loligo vulgaris, Chrysaora quinquecirrha, Aphthona flava, Eunereis longissima, et Panthera tigris représentant la diversité animale Cellule : se nourrit de particules alimentaires par Endocytose - Phagocytose (transport membranaire) Chloroplastes dans des cellules végétales de Plagiomnium observées au microscope optique Mitochondries observées en microscopie électronique à transmission.  Fonctionnement cellule  Fonctionnement organisme entier Partie I - Unicité du monde vivant 22 Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation Au niveau de Au niveau de la cellule l’organisme Système digestif de l'homme pluricellulaire Assimilation de nourriture par phagocytose ↓ digestion (par fusion avec un lysosome) ↓ exocytose (élimination de déchets) Partie I - Unicité du monde vivant 23 Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation Au niveau de l’organisme Au niveau de la cellule pluricellulaire Ex : Paramécie (organisme Eucaryote unicellulaire): Excrétion de déchets par de petites vacuoles pulsatiles Partie I - Unicité du monde vivant 24 Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation Image:Diagrama de los pulmones.svg Au niveau de l’organisme pluricellulaire Au niveau de la cellule : Le transport des gaz respiratoires (O2, CO2) se Elle respire à travers sa fait membrane et/ou intervention Par diffusion simple ! de la mitochondrie Partie I - Unicité du monde vivant 25 La Vie et la Biologie : Précisons les définitions  La Vie « Propriété propre aux êtres vivants de pouvoir accomplir les fonctions physiologiques nécessaires à leur bon fonctionnement » La Biologie « Science qui étudie ces organismes vivants et comment ils interagissent entre eux et avec leur environnement » Partie I - Unicité du monde vivant 26 Les organismes vivants : définition : = Cellules  = Assemblage de petites unités structurales, fonctionnelles (=fonctions assurées par réactions chimiques = métabolisme), délimitées par une membrane, capables de survivre, de se reproduire de manière autonome (autoreproduction), de s’adapter à l’environnement, et de mourir Partie I - Unicité du monde vivant 27 Grands principes des caractéristiques de la Vie : -Ordre et hiérarchie (tout être vivant a une structure, une organisation); chaque structure possède également une fonction propre (deux aspects fortement liés) -Capacité de reproduction : génération d’individus semblables, avec même structure fonctionnelle ! -Capacité de croissance et de développement → devenant ainsi aptes à survivre et à nous perpétuer -Capacité d’utiliser et de produire de l’énergie -Capacité d’homéostasie (utilisation de matériaux pour le maintien du milieu interne dans des conditions physiologiques de survie, adaptation à l’environnement – assuré par le système nerveux et le système endocrinien) -Capacité d’adaptation (au milieu) et d’évolution (afin de survivre) : interaction avec d’autres organismes Partie I - Unicitéet milieu/environnement du monde vivant 28 Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie  1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie - définition 1.1.b. Notion/définition d’organisme et de cellule - hiérarchisation du vivant (position de la cellule dans les différents niveaux du vivant) Partie I - Unicité du monde vivant 29 L’organisation de ce monde vivant est hautement hiérarchisée : Un être vivant pluricellulaire s’organise, repose sur une hiérarchie à différents niveaux (4) (sur base de la structure – du plus simple au plus complexe) : 1. Le niveau cellulaire 2. Le niveau ‘organisme’ 3. Le niveau population 4. Le niveau écosystème Partie I - Unicité du monde vivant 30 1. Le niveau cellulaire Eléments fondamentaux de la matière = Les atomes → (bio)molécules complexes → structures fonctionnelles = organites ↓ Cellules, unités de base de la vie, contenant un cytoplasme et délimitées par une membrane -Procaryotes EuBactéries pour la plupart et nombreux Eucaryotes Protistes : Unicellulaires -Animaux, Végétaux, Fungi pour la plupart, certains Protistes : Pluricellulaires Partie I - Unicité du monde vivant 31 2. Le niveau ‘organisme’ Cellules  Tissus = ensemble de cellules semblables remplissant une fonction (épithélial, musculaire, conjonctif, nerveux) ↓ Organes  Systèmes d’organes (assurant une fonction pour la survie des …)  Organismes Partie I - Unicité du monde vivant 32 3. Le niveau ‘population’ Organismes  Populations : groupe d’organismes de même espèce, proximité géographique (région géographique spécifique) → → Espèces (interféconds) → → Communautés biologiques → (ensemble d’espèces ou de différentes populations → à proximité géographique – à un endroit donné) Partie I - Unicité du monde vivant 33 4. Le niveau ‘écosystème’ → → Ecosystèmes ou systèmes écologiques : → Complexes dynamiques d’Êtres Vivants (populations, communautés biologiques) et de leurs interactions avec l’environnement/habitat → (populations +environnement) → → Biosphère : → Ensemble des Êtres Vivants de la planète terre et des domaines habités par ces êtres vivants ~ écosystème Science post. fr Partie I - Unicité du monde vivant 34 Hiérarchisation du monde vivant : Exemple : le monde animal Atomes  Molécules  Cellules  Organes  Systèmes  Organismes  Populations (une même espèce), espèces (ensemble de populations interfécondes), communautés (ensemble d’espèces), écosystèmes, Biosphère(communautés + habitats) Partie I - Unicité du monde vivant 35 Hiérarchisation du monde vivant : Exemple : le monde végétal The biosphere Cells Organs and 10 µm organ systems Cell Ecosystems Organelles Communities 1 µm Atoms Tissues 50 µm Populations Molecules Organisms Partie I - Unicité du monde vivant 36 Dans cette hiérarchisation du Monde Vivant : Que voit-on dans le cours de Biologie ? Cellule, unité de base de la vie (atomes, (bio)molécules, organites) Bio cellulaire Intro à la biologie Partie I - Unicité du monde vivant 37 Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie  1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie - définition 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation I. Les BIOMOLECULES ou « Chimie du Vivant » Présentation générale Partie I - Unicité du monde vivant 38 I. Les BIOMOLECULES ou « Chimie du Vivant » : Composantes essentielles de la vie, remplissant d’importantes fonctions dans les organismes vivants. BIOMOLéCULES = Macromolécules biologiques = polymères = longues molécules de monomères (petites sous-unités chimiques) reliés entre eux Partie I - Unicité du monde vivant 39 I. Les BIOMOLECULES : I.A. Molécules organiques : Principalement, 4 grandes classes de molécules organiques : -Les protéines : polymères d’acides aminés -Les glucides : polymères de monosaccharides -Les acides nucléiques : polymères de nucléotides -Les lipides : macromolécules différentes; produits généralement par réaction de déshydratation entre acides gras et glycérol; ne formant pas de polymères Partie I - Unicité du monde vivant 40 -I.A.1)Les PROTIDES : = Composé organique azoté formé d’un ou plusieurs acides aminés -1. NOMENCLATURE : Dipeptide = 2 AA Oligopeptide = assemblage court, une chaîne de +- 10 acides aminés max Peptide : plus de 10 mais moins de 50 acides aminés Polypeptide = chaîne de plus de 50 voire 100-300 acides aminés (la majorité des protides) Protéine = polymère d’acides aminés formé d’une ou plusieurs chaînes polypeptidiques Il existe plusieurs centaines d’AA naturels … Mais 20 Acides aminés (de forme énantiomère L) y participent = briques de construction des protéines (Radical R = base de la classification) Partie I - Unicité du monde vivant 41 -2. Formule générale d’un acide aminé : COOH = NH2 Fonction acide = carboxylique, Fonction amine Groupement carboxyle R = Radical ou chaîne latérale Infos sur taille, forme, polarité, charge, réactivité de l’AA. Fonction de la chaîne latérale, 4 familles d’AA : 1)Apolaires (hydrophobes) 2)Polaires non chargés (hydrophiles) 3)Polaires chargés + (hydrophiles) 4)Polaires chargés – (hydrophiles) Partie I - Unicité du monde vivant 42 -3. LIEN/liaison PEPTIDIQUE (entre 2 AA) ou AMIDE : Liaison covalente stable, rigide, plane (dans le même plan), polaire Entre COOH- et NH2-, et élimination/libération d’une molécule d’eau H2O (OH de COOH – et- H de NH2) (réaction de condensation et déshydratation)  Formation d’un dipeptide (2AA) Partie I - Unicité du monde vivant 43 -4. Rôles biologiques des AA et quelques exemples de protéines : -Formation de protides -Source d’énergie (Alanine, leucine, …) -Neurotransmetteurs (Glutamate, …) Caillot de sang : -Captation de l’oxygène : hémoglobine Kératine fibrine -Catalyseurs de réactions : enzymes PROTEINES= Protection Régulation mOuvement Transport Enérgie Influx Nerveux Enzymes Boyau pour cordage : Structure collagène Toile araignée : soie Kératine Partie I - Unicité du monde vivant 44 -I.A.2)Les GLUCIDES ou hydrates de carbone ou sucres : = molécules organiques, de transport, de réserve énergétique et de structure; formés de C, H, O; Sous forme cyclique dans les structures biochimiques https://www.ericfavre.com/lifestyle/generateur-energie-glucide/ Partie I - Unicité du monde vivant 45 Unité et diversité des glucides 1. Les Monosaccharides ou sucres/glucides simples (les oses) : 3 à 6C : glycéraldéhyde, glucose, ribose, désoxyribose, … : -Glucose = le plus important réservoir d’énergie; -Sous formes ouvertes ou formes cycliques en milieu aqueux 2. Les Disaccharides (pour faciliter le transport de glucose) : Glucose-Glucose (maltose ou sucre de malt); Glucose-fructose = saccharose (sucre de plantes (canne à sucre, betterave sucrière)); Glucose-galactose = lactose (sucre du lait des Mammifères) alimentarium.org Partie I - Unicité du monde vivant 46 3. Les Polysaccharides (les osides) : polymères de monosaccharides (structure, réserve) insolubles formés via des liaisons osidiques (par perte d’1 molécule d’H2O): -l’amidon (sucre de réserve des plantes; polymère de glucose) : formé d’amylose (non ramifié; unités de glucose linéaires) et d’amylopectine (unités de glucose ramifiées) -le glycogène (réserve animale; polymère de glucose ramifié) -la cellulose (constituant de la paroi des cellules végétales; polymère de glucose non ramifié) -La chitine (constituant du squelette externe d’Arthropodes ; polymère de N-acétylglucosamine (version modifiée du glucose)) Partie I - Unicité du monde vivant 47 -I.A.3)Les ACIDES NUCLéIQUES : = molécules organiques de l’information génétique (ADN, ARN) = hétéropolymères de nucléotides Unité et diversité des Nucléotides -Nucléotides simples -Dinucléotides : 2 nucléotides (AMP, NAD, …) -Acides nucléiques : hétéropolymères de nucléotides (ADN, ARNs) Partie I - Unicité du monde vivant 48 1. Formule générale d’un nucléotide : Ribonucléotide (dans ARN) et désoxyribonucléotide (dans ADN) -Sucre simple : pentose (5C) -Ribose (ARN) : OH sur C2’ -Désoxyribose (ADN) : H sur C2’ -Base azotée : sur C1’ Un ou deux cycles -AUCG (ARN) -ATCG (ADN) -Groupement Phosphate : sur C5’ NB : La numérotation ‘ (prime) est utilisée pour -2. LIEN PHOSPHODIESTER : les C du sucre : pour ne Entre 2 nucléotides pas confondre avec les C des bases azotées Via le groupement phosphate; Entre C5’ et C3’  Structure de l’ADN / ARN Partie I - Unicité du monde vivant 49 2. ADN : support de l’hérédité et à la base de la synthèse des protéines : L ’ADN est une molécule qui est présente dans tous les organismes vivants ou à la limite du vivant : Où? - Noyau (cellules Eucaryotes) - Hyaloplasme (cellules Procaryotes) - Matrice mitochondriale (cellule Eucaryote animale et végétale) - Chloroplastes (cellule Eucaryote végétale) - Capside de virus Http://fr.wikipedia.org Structure en 3D de l’ADN II.A. Procaryotes 50 3a. Forme de la molécule d’ADN (ou l’acide désoxyribonucléique) : Définition : Fait partie de la famille des acides nucléiques; = Association d’unités de base appelées les DESOXYRIBONUCLEOTIDES Rosalind Franklin, 1953 Formée d’une double chaîne (ou brins complémentaires) en hélice : -A l’extérieur de la double hélice; formant les barres verticales de « l’échelle » : Désoxyribose + Phosphate; Reliés par des liens phosphodiesters -A l’intérieur de la double hélice; formant les barres horizontales de « l’échelle » : Paires de 4 bases azotées complémentaires + liens hydrogène entre : A-T (2 liens) ; C-G (3 liens) II.A. Procaryotes 51 Rosalind Franklin, L’ADN : torsade non symétrique 1953 SILLON MAJEUR : Bases plus exposées, plus accessibles pour d’éventuelles interactions protéiques avec l’ADN  propriété exploitée dans la régulation des gènes et de l’activité de l’ADN SILLON MINEUR II.A. Procaryotes 52 3b. Formule plus détaillée d’un désoxyribonucléotide : Unité de base de l’ADN = Le désoxyribonucléotide : un groupe phosphate lié au désoxyribose (sucre à 5C) sur C5’, lui-même lié à une base azotée sur C1’ = DESOXYRIBONUCLEOTIDE  ADN = polymère de désoxyribonucléotides II.A. Procaryotes 53 3c. Les bases de l’ADN : reliées par des liaisons hydrogènes H (faibles non covalentes) (A l’intérieur de la double hélice) Les 4 bases : A = Adénine A, G = famille des « Purines » (formées de 2 cycles) T = Thymine C = Cytosine G = Guanine T, C = famille des « Pyrimidines » (formées d’1 cycle) Les paires de bases AT sont reliées par 2 liaisons hydrogène; Les paires de bases GC sont reliées par 3 liaisons hydrogène. II.A. Procaryotes 54 3d. Notion de nucléoside : = association d’une base azotée et d’un sucre →adénosine (A+sucre) →cytidine (C+sucre) →guanosine (G+sucre) →thymidine (T+sucre) NUCLEOTIDE : NUCLEOSIDE: Base Base +sucre +sucre +phosphate II.A. Procaryotes 55 - Nomenclature nucléoside-nucléotide : Base base+sucre base+sucre+phosphate (nucléoside) (nucléotide) Adénine adénosine adénosine monophosphate Guanine guanosine guanosine monophosphate Cytosine cytidine cytidine monophosphate Thymine thymidine thymidine monophosphate (Uracile uridine uridine monophosphate) II.A. Procaryotes 56 3e. Structure et liaisons formées dans la molécule d’ADN : Les 3 parties du Extrémité 5’ Extrémité 3’ désoxyribonucléotide : - une base ATCG (à l’intérieur) – sur C1’ Watson et Crick, - un pentose 1953 (désoxyribose) -un groupe phosphate – sur C5’ -DésoxyriboNucléotides rattachés entre-eux par le phosphate entre le C5’ et le C3’ -= liaison Extrémité 5’ phosphodiester Extrémité 3’  POLARITE et ANTIPARALLELISME D’où l’orientation de la molécule d’ADN 3’-5’ et II.A. Procaryotes 5’-3’ 57 3f. La liaison phosphodiester et autres liens dans la molécule d’ADN : 2 désoxyribonucléotides rattachés entre- eux par le phosphate entre le C5’ d’un désoxyribose et le C3’du désoxyribose suivant : = la liaison phosphodiester Et entre base et sucre = liaison ose-base = liaison bêta-N-osidique qui se forme par élimination d'une molécule d'eau entre l'OH semi-aldéhydique de l'ose et un H de la base Entre les bases de deux brins = liaisons H A-T (2 liens); C-G (3 liens) II.A. Procaryotes 58 http://www.bio.miami.edu 59 4) L’ARN : Comparaison molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique) et d’ARN (acide ribonucléique) : ARN : ADN : *formé (polymère) de RIBONucléotides: *formé (polymère) de DESOXYRIBONucléotides: 3 parties : 3 parties : -une base A-U-C-G - une base A-T-C-G (U=Uracile) (T=Thymine) - un pentose (ribose) - un pentose (désoxyribose) - un groupe phosphate - un groupe phosphate *Molécule Simple brin *Molécule Double brin (~ échelle) II.A. Procaryotes 60 Les ARNs : comparaison de la partie sucrée : désoxyribose (dans les désoxyribonucléotides de l’ADN) et ribose (dans les ribonucléotides de l’ARN) : ARN = polymère de (RIBO)Nucléotides : 3 parties : - une base azotée : AUCG - un pentose (ribose) -un groupe phosphate Sucre de l’ARN : Sucre de l’ADN : www.mun.ca/biology/scarr/Ribose II.A. Procaryotes 61 La base URACILE des ARN: Famille des Pyrimidines : Base à 1 cycle ! La base U (de l’ARN) est complémentaire de la base A (de l’ADN) II.A. Procaryotes 62 -I.A.4)Les LIPIDES : = groupe hétérogène de molécules organiques participant à la formation de membranes et au stockage d’énergie; formés de C, H, O; non polymériques. Propriétés principales : Insolubles partiellement ou totalement dans l’eau, Solubles dans les solvants organiques. Un lipide est donc soit HYDROPHOBE soit AMPHIPHILE Partie I - Unicité du monde vivant 63 1. Classification de lipides : a)Lipides simples : atomes CHO -les acides gras (chaînes de C + COOH) -les cérides : alcool + acide gras -les triglycérides/triacylglycérols (3 acides gras et glycérol) ou lipides de réserve (graisses animales saturées, huiles végétales insaturées) -le cholestérol (stéroïde; lipide membranaire animal) = terpènes (lipides à longues chaînes carbonées; hydrocarbures produits par les conifères; ex : chlorophylle, caoutchouc) -les stérides : acide gras + cholestérol Acides gras - Nutrixeal Info (nutrixeal-info.fr) Triglycéride : définition et explications (aquaportail.com) Partie I - Unicité du monde vivant 64 b)Lipides complexes : atomes CHO + PNS -les sphingolipides (sphingosine + acide gras; constituant de la myéline; transfert de l’information nerveuse) -Autres stéroïdes (testostérone) -les PHOSPHOGLYCéROLIPIDES Wikipedia Partie I - Unicité du monde vivant 65 https://www.youtube.com/shorts/dL1PEfjMopA?feature=share Partie I - Unicité du monde vivant 66 2. Définition et composition : Molécule organique, lipidique, amphiphile participant à la formation des membranes (double couche) : les phospho(glycéro)lipides : Composition : glycérol (alcool à 3C) + alcool Phosphate+composé hydrophile (ex : choline) + deux acides gras Molécules amphiphiles ou amphipathiques : ‘Structures éclatées’ à connaître : -glycérol CH2OH-CHOH-CH2OH -acides gras Partie I - Unicité du monde vivant 67 La structure d’un phosphoglycérolipide : -deux queues apolaires hydrophobes ( 2 acides gras : chaînes de C + COOH terminal) -une tête polaire hydrophile = Glycérol (3C), alcool phosphorylé (phosphate+alcool) + composé hydrophile II.A. Procaryotes 68 La structure éclatée d’un phosphoglycérolipide : ‘Structures éclatées’ à connaître : -glycérol CH2OH-CHOH-CH2OH -acides gras 1. Tête polaire hydrophile 2. Deux queues apolaires hydrophobes Détail moléculaire du phosphoglycérolipide : -Radical = Alcool (phosphorylé) + composé hydrophile -Phosphate -Glycérol -2 chaînes carbonées (acides http://cell.sio2.be/membrane/images/phospholipide.gif gras, acides carboxyliques) II.A. Procaryotes 69 terminées par COOH- Exemple de phosphoglycérolipide - nomenclature : la phosphatidyl-éthanolamine = Phosphatidyl + nom du R -Deux chaînes d’acides gras -Glycérol -Acide phosphatidique : phosphate éthanol (CH2- CH2-OH) +amine (NH2-) www.mikeblaber.org II.A. Procaryotes 70 Les acides gras : longues chaînes d’hydrocarbures (chaînes carbonées) se terminant par un groupement carboxyle COOH- Acide gras saturé : Tous les atomes de carbone sont saturés en H; Pas de double liaison Ex : acide palmitique (palmitate) Acide gras insaturé (mono-, di-, poly-) : Acide gras possédant une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone; tous les atomes de carbone ne sont pas saturés en H Ex : acide oléique (oléate) II.A. Procaryotes 71 Structures particulières : 1. Les micelles : Ref : www.bio.miami.edu Ref : nanopedia.case.edu Micelle : En solution aqueuse, organisation de lipides en une sphère; 1 seule couche de phosphoglycérolipides ! → Minimalisation des contacts des queues apolaires (hydrophobes) avec l’eau; et avec orientation des têtes polaires (hydrophiles) vers le milieu aqueux II.A. Procaryotes 72 2. Les liposomes : www.bio.miami.edu Liposome : Vésicule artificielle vecteur de -médicament (protection contre des enzymes  Fusion avec les membranes ou activité du système immunitaire) cellulaires et libération des contenus -substance d’imagerie médicale (principes actifs contenus) vers le Composé d’une double couche de cytoplasme phosphoglycérolipides ! II.A. Procaryotes 73 https://youtu.be/Jfj5qYwcqAY II.A. Procaryotes 74 I. Les BIOMOLECULES : I.B. Molécules minérales : L’eau : Molécule polaire, principal constituant de la matière vivante, constituant fondamental des êtres vivants : En proportion variable : ~ 60-75% de la masse d’un corps humain ~ 50-80% chez les Insectes ~ 80-90% dans une feuille ~ plus de 99% chez les Méduses Partie I - Unicité du monde vivant 75 PROPRIETES de l’eau : -Grande capacité thermique : absorbe ou dégage une grande quantité d’énergie calorique → pas de perturbation de la température interne du corps (ex : sport, soleil, …) = thermorégulation -Pouvoir de vaporisation par transpiration cutanée (au travers de la peau) et halètement – lutte contre l’hyperthermie -Solvant universel (car eau = molécule polaire) : réactions biochimiques dans l’eau; l’eau véhicule les molécules sous forme de solutés dans l’organisme (rôle de transport) -Impliquée dans les réactions de dégradation (digestion) et de synthèse (par élimination d’eau), d’hydrolyse/condensation, oxydo-réduction, …. -Protection mécanique : liquide céphalo-rachidien, liquide amniotique, … -… Partie I - Unicité du monde vivant 76 Les autres molécules minérales : -Les sels minéraux : composés ioniques. Une fois dissous dans l’eau, ces composés se retrouvent sous la forme d’ions aussi appelés électrolytes. Ce sont les reins qui maintiennent la composition en sels (maintien important de l’ équilibre ionique) -Les acides : donneurs de protons (H+); diminution du pH -Les bases : accepteurs de protons; augmentation du pH La concentration en ions H+ dans les liquides organiques se mesure grâce au pH. Le pH sanguin doit se situer entre 7,35 et 7,45. Les activités biochimiques/alimentation génèrent/apportent des composés modifiant le pH.  Les systèmes tampons (protéines, phosphates) vont limiter ces modifications en captant ou libérant des H+ : -Poumons : élimination du gaz carbonique -Reins : élimination des acides -Foie : diminution de la synthèse de l’urée Partie I - Unicité du monde vivant 77 Dans cette hiérarchisation du Monde Vivant : Que voit-on dans le cours de Biologie ? Cellule, unité de base de la vie (atomes, (bio)molécules, organites) Bio cellulaire Intro à la biologie Partie I - Unicité du monde vivant 78 Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie  1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation I. Les BIOMOLECULES Présentation générale II. Les ORGANITES Quelques exemples (Voir chapitre de la cellule Eucaryote) Partie I - Unicité du monde vivant 79 II. Les ORGANITES : Quelques exemples : La mitochondrie … Le noyau et le REG L’appareil de Golgi Partie I - Unicité du monde vivant 80 Dans cette hiérarchisation du Monde Vivant : Que voit-on dans le cours de Biologie ? Cellule, unité de base de la vie (atomes, (bio)molécules, organites) Bio cellulaire Intro à la biologie Partie I - Unicité du monde vivant 81 Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie  1.1. Introduction générale : 1.1.a. Introduction à la biologie - définition 1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation  1.2. Origine de la vie - Evolution D’où vient cette cellule ? Comment a-t-elle évolué ? Passage niveau atomes – molécules – cellules !? Partie I - Unicité du monde vivant 82 I. – Origine de la vie - Evolution : objectifs spécifiques  Vous devez être capable de :  -Etre capable de décrire l’histoire de la Terre  -Etre capable de discuter des hypothèses de l’origine de la vie sur terre  -Etre capable de décrire une expérience permettant d’expliquer cette origine – illustration des étapes  -Définir la notion d’espèce, de race et de variété (définitions générales en bio) Partie I - Unicité du monde vivant 83 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox II.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes Partie I - Unicité du monde vivant 84 III. Evolution biologique (~ vie) III.1. Apparition de l’information génétique : notion de cellule III.2. Apparition de la photosynthèse IV. Classification des organismes vivants (notion de diversité) IV.1. La notion d’espèce, race, variété IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification IV.4. La phylogénie/la systématique biologique Partie I - Unicité du monde vivant 85 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie Origine de la Vie, des cellules ? = Quelle est l’origine de l’être humain ? Partie I - Unicité du monde vivant 86 Hypothèses concernant l’origine de la vie : 1) Hypothèse la plus ancienne, mais invérifiable : Créateur spécial (Dieu) 2) Origine ‘extraterrestre’ primitive ou Exogenèse (= formation à partir de matériaux provenant de l’extérieur de la Terre) : PANSPERMIE = apport de molécules organiques par des météores/météorites ou poussières cosmiques, amorces de l’évolution de la vie sur Terre…→ non prouvée mais considérée comme plausible par certains scientifiques; mais vu l’effet destructeur des rayons UV (pas d’ozone) sur les acides nucléiques – est-ce vraiment plausible ? → Notions plus actuelles : → Lithopanspermie (apparition d’une amorce de vie et évolution de celle-ci depuis des corps rocheux, comètes) : ex: en 2000, en Colombie, météorite à glycine « exogène » → Pathospermie : expliquant l’apparition de maladies Par Silver Spoon Sokpop Partie I - Unicité du monde vivant 87 3) Génération spontanée (abiogenèse) : formation spontanée, apparition d’un être vivant sans ascendant biologique … 4) Origine spontanée de molécules biologiques complexes à partir de molécules simples : associations spontanées de molécules ‘simples’ en molécules de plus en plus complexes. Moteur de ces associations : la SELECTION (amélioration de la longévité, résistance, …)  Hypothèses 2 et 4 : sur base de données scientifiques  hypothèses pouvant être testées (en laboratoire)  afin d’être validées ou exclues ! Partie I - Unicité du monde vivant 88 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction : histoire primitive de la vie et évolution prébiotique Partie I - Unicité du monde vivant 89 1) Progression dans la connaissance de l’histoire primitive de la vie : Condensation d’un nuage cosmique (gaz) en une étoile : Le SOLEIL 5.109 années (5 Ga) Explosions → formation de planètes : Formation de la Terre primitive (eau liquide (4,1milliard années), atmosphère 4,6.109 années gazeuse primitive réductrice, sans oxygène, sans couche d’ozone) Phase intermédiaire, période d’évolution de la terre, changements, modifications, avant l’apparition de la vie : EVOLUTION Apparition 1ères formes de vie PREBIOTIQUE ? dans les océans (4,3)-3,8.109 années (par la découverte de microfossiles) Partie I - Unicité du monde vivant 90 2) EVOLUTION PREBIOTIQUE = Evolution physico-chimique de structuration et de complexification Particules élémentaires → atomes → molécules → (bio)monomères → (bio)polymères → protobiontes (Envisagé par l’hypothèse de Darwin en 1871 : « Espèces issues les unes des autres; évolution des espèces par sélection naturelle ») --------------------------------------------- Vu l’absence de fossiles et modifications importantes de l’environnement → peu de traces pour prouver ces étapes successives !  Utilisation d’autres techniques : Analyse de molécules, examen de météorites et molécules de l’espace (témoins privilégiés), simulations expérimentales en laboratoire, … Partie I - Unicité du monde vivant 91 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères (1ère étape) Particules élémentaires → atomes → molécules → (bio)monomères → (bio)polymères → protobiontes Partie I - Unicité du monde vivant 92 Hypothèse d’Oparin (russe, 1924) et Haldane (anglais, 1929) Hypothèse = Composition de l’atmosphère primitive gazeuse (dégazéification du noyau terrestre) → apparition de biomonomères ? H2 CH4 (méthane) H2S H2O (vapeur d’eau) -Pas ou très peu d’O2 libre: (O2 = oxydant → décomposition CO spontanée des acides aminés, sucres → pas de molécules complexes formées) CO2 N2 Donc si pas d’O2 → formation possible de molécules complexes (en dehors d’êtres vivants !)  Atmosphère réductrice: -Pas d’ozone: riche en H+ et électrons Gaz incolore, se formant par = très peu d’énergie nécessaire O2→O+O et O2+O+UV→O3 pour former molécules carbonées à Partie I - Unicité du monde vivant 93 l’origine de la naissance de la vie ! Etapes dans la compréhension de cette hypothèse : Atmosphère primitive Bombardement par rayonnement du soleil (pas d’écran protecteur d’ozone) Formation d’un grand nombre de molécules organiques simples Fichier:Hydrogen-cyanide-2D.png Aldéhyde Cyanure d’hydrogène H2O liquide Formation de molécules plus complexes : Protéines (Acides aminés), sucres, nucléotides, lipides (acides gras) Particularités : molécules organiques formées en l’absence d’O2 et en dehors d’êtres vivants !  alors que les molécules organiques essentielles, fabriquées à l’heure actuellePartie exclusivement par les êtres vivants ! 94 I - Unicité du monde vivant 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale de cette hypothèse: expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953  Synthèse en laboratoire de ces biomonomères = molécules fondamentales du Vivant ! Partie I - Unicité du monde vivant 95 Evolution prébiotique - Théorie de la soupe prébiotique - 1ère hypothèse/1ère étape : apparition de biomonomères Preuve expérimentale de cette hypothèse: expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 96 Expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 (1ère étape) Circuit fermé : Ballon de labo : mélange gazeux (atmosphère primitive de la terre gazeuse riche en H+) En fin de circuit : Ballon de labo : eau chauffée à 99°C (~ mer primitive, océan)  Prélèvement d’échantillons = Analyse et découverte de la présence de composés carbonés simples se combinant pour former ensuite : urée, sucres, acides aminés, … = Biomonomères = éléments constitutifs majeurs de macromolécules Partie I - Unicité du monde vivant biologiques (ADN) ! = 1ère étape ! 97 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox (2ème étape) Particules élémentaires → atomes → molécules → (bio)monomères → (bio)polymères → protobiontes Partie I - Unicité du monde vivant 98 Expérience de Sidney Fox (2ème étape) Processus physico-chimique : Copolymérisation grâce à Biomonomères -chaleur organiques -radiations énergétiques -favorisée par l’adsorption sur argile, lave (=empilement de fines couches minérales; catalyseur) -Chaleur : évaporation de l’eau → stabilité & non décomposition des polymères Protéinoïdes formé d’une centaine d’acides aminés ~ protéines = BIOPOLYMERES planet-terre.ens-lyon.fr Partie I - Unicité du monde vivant 99 1.2. Origine de la vie - Evolution I. Introduction à l’origine de la vie II. Evolution prébiotique II.1. Introduction II.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse d’Oparin : les biomonomères II.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 II.4. Les biopolymères : la copolymérisation : expérience de Sidney Fox II.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes (3ème étape) Particules élémentaires → atomes → molécules → (bio)monomèresPartie→ I(bio)polymères - Unicité du monde vivant → protobiontes 100 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes (3ème étape) : Théorie de l’abiogenèse (génération spontanée) originelle : formation de la 1ère ‘cellule’ (primitive) en s’isolant de son environnement par la formation d’une membrane cellulaire et concentrant des molécules à l’intérieur de celle-ci ! Biopolymères Agrégation dans l’eau Microgouttelettes, microgouttes = protobiontes ou coacervats (micelles ou sphères de lipides contenant des polymères) 250px-Micelle_scheme-fr Protobiontes Pas un être vivant, Pas de reproduction, Pas de matériel génétique Partie I - Unicité du monde vivant 101 A partir de ces Protobiontes : Passage I. évolution prébiotique → II. évolution bio ? Protobionte (ne pouvant de reproduire) → structure vivante pouvant se reproduire =cellule ? Hypothèse du monde à ARN : Formation d’une microsphère à enveloppe lipidique contenant un ARN (=molécule à activité enzymatique; autoréplication; métabolisme primitif) ~ viroïde = Protocellule  + Protéines/enzymes + L’ARN a donné de l’ADN simple brin  et Remplacement de l’ARN par de l’ADN double brin plus stable → 1ère cellule à ADN Evolution (‘virus’, puis Procaryotes, puis Eucaryotes) biologique Partie I - Unicité du monde vivant 102 III. Evolution biologique : étapes : III.1. Apparition de l’information génétique Etapes qui ont permis le développement de la Vie ? Partie I - Unicité du monde vivant 103 Apparition de l’information génétique 1ère cellule à ADN (~ cellule ‘mère’ vivante) Croissance, bourgeonnement, division, transmission de l’information génétique (transmission de ~ Cellules filles propriétés) =Cellules dont les caractéristiques sont les suivantes : -capables de se reproduire à leur tour -ayant reçu un assortiment de l’information génétique de la cellule mère -similitude fonctionnelle & métabolique à la cellule mère = Début de l’hérédité et de la vie Partie I - Unicité du monde vivant 104 III. Evolution biologique : étapes : III.1. Apparition de l’information génétique III.2. Apparition de la photosynthèse Etapes (modifications importantes) qui ont permis la diversité du Vivant ? Partie I - Unicité du monde vivant 105 I Apparition de la photosynthèse 1ères protocellules à métabolisme hétérotrophe ~ type ‘bactérie’ -3,8-3,5 milliards d’années- Formes filamenteuses fossiles ~ cyanobactéries (algues bleues) ou Consommation de matière organique stromatolites (produite par décharges et UV) → milieu appauvri en matière organique & rejet de CO2 (→ enrichissement en CO2) Sélection de 1ers ORGANISMES Traces de voiles bactériens capables d’utiliser le CO2 = PHOTOSYNTHETIQUES, autotrophes (unicellulaires) Partie I - Unicité du monde vivant 106 1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES =Cyanobactéries (Procaryotes photosynthétiques) -2 milliards d’année- II Utilisation de CO2 et de H2O; Formation de molécules organiques et libération et accumulation d’O2 dans l’atmosphère 6CO2 + 12H2O + lumière → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 Modification considérable de la composition de l’atmosphère (= atmosphère oxydante, où il n’est plus possible de former des molécules organiques en dehors d’êtres vivants ! III Formation d’une couche d’ozone (O3) dans haute atmosphère → protection contre rayonnement UV IV Développement de la vie sur terre : -Milieu aquatique vers la conquête du milieu terrestre : autres hétérotrophes aérobiques (mitochondries), -Apparition de la cellule Eucaryote (-1,4-2 milliards d’années-) -Unicellulaires (Protistes) → pluricellulaires, … -Végétale (à l’origine des 1ers écosystèmes terrestres : algues +- 700Millions d’années -Ma) puis animale : -700Ma : apparition règne animal dans les océans -450Ma : Arthropodes = 1ers Animaux à coloniser la terre ferme -355Ma : Amphibiens = 1ers Vertébrés à coloniser les continents -200Ma : Mammifères -60 à 55Ma : Primates au cours des ères géologiques, apparition et extinction d’espèces (5 extinctions de masse) 107 Partie I - Unicité du monde vivant De Boeck, 2011-2023 2. 1. 5. Ordre d’apparition Procaryote – Eucaryote : Origine Procaryotique et symbiotique : Historique : 1. Cellule Procaryote ancestrale 4. 2. Cellule Eucaryote ancestrale : à noyau et réseau interne de membranes (=système endomembranaire) 3. Phagocytose (endosymbiose) d’une cellule Procaryote hétérotrophe aérobie ~ bactérie sulfureuse pourpre Rickettsia 3. (→ mitochondrie) → 4. Cellule Eucaryote hétérotrophe ancestrale (cellule animale) → 5. Phagocytose d’une cellule Procaryote photosynthétique ~ Cyanobactérie (→ chloroplaste) → Cellule Eucaryote photosynthétique ancestrale (cellule végétale) Partie I - Unicité du monde vivant 108 De Boeck Supérieur, 2023 Partie I - Unicité du monde vivant 109 IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’Espèce, de race et de variété Diversité = complexité ↓ Classification indispensable Partie I - Unicité du monde vivant 110 Que signifie la notion d’espèce ? = taxon de base de la systématique =Groupe d’organismes vivants capables potentiellement de se reproduire (fécondes) entre eux et de donner naissance à une descendance (progéniture) féconde et viable çàd elle-même capable de se reproduire (définition biologique de Ernst Mayr (1942)) Individus à traits morphologiques semblables, mais non identiques →Variabilité intra-spécifique – polymorphisme génétique (morphologie, physiologie) NB : Chez les Procaryotes : pas de notion d'interfécondité, l'espèce est définie à partir de critères d'identité ou de proximité des génomes ou de certaines séquences d‘ADN. Partie I - Unicité du monde vivant 111 Que signifie la notion de race et variété ? Race = subdivision au-delà de l’espèce; -Chez les Animaux : on parle de race, population ou sous-espèce; -Chez les Végétaux : on parle de variété ou population; Organismes présentant un certain nombre de caractères communs transmissibles d'une génération à l’autre. NB : Il n’existe pas de races chez Homo sapiens; tous les êtres humains sont Homo sapiens sapiens Variétés de pommes de terre Races de chien 112 IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce, race, variété IV.2. La nomenclature binomiale ou binominale Partie I - Unicité du monde vivant 113 Système de classification des espèces : La nomenclature binomiale/binominale Pour mieux comprendre les organismes vivants, il est indispensable de les classifier ! Les êtres vivants sont répartis dans des petites boîtes = TAXONS (espèce, genre, règne, …). La taxonomie, taxinomie = science qui étudie les êtres vivants, les nomme, et les groupe en taxons. Carl Von Linné (XVIIIè siècle) : Système de classification appelé la nomenclature binominale : Méthode de désignation des organismes en littérature scientifique par l’attribution à chaque organisme d’un nom formé de deux mots latins (en italique) : -nom latin du genre, -suivi du qualitatif latin de l’espèce au sein de ce genre Homo sapiens : l’homme (homme savant) Canis canis : le chien Quercus ruber : le chêne Partie I - Unicité du monde vivant 114 V.B. I-II. Intro-Bio végétale IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce, race, variété IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification Partie I - Unicité du monde vivant 115 La hiérarchie de la classification : exemple : la classification de l’homme : Règne Animal Embranchement Chordés Phylum Vertébrés Classe Mammifères ordre Primates famille Hominidae genre Homo espèce sapiens Partie I - Unicité du monde vivant 116 117 IV. Classification des organismes vivants IV.1. La notion d’espèce IV.2. La nomenclature binomiale IV.3. La hiérarchie de la classification IV.4. La phylogénie/phylogenèse/la systématique biologique Position des Espèces les unes par rapport aux autres ? Partie I - Unicité du monde vivant 118 La phylogénie/phylogenèse/la systématique biologique : =Étude des relations de parenté et évolutives entre êtres vivants. Méthode de classification = la cladistique : Succession supposée des espèces au cours de l’évolution, par cladogenèse (apparition d’au moins deux nouvelles espèces à partir d’un ancêtre commun par innovation de caractères et coexistence des Figure_25_4 espèces) Cladogramme ou arbre phylogénétique : établissement d’une arborescence d’espèces avec caractères dérivés et communs à partir d’un ancêtre commun Partie I - Unicité du monde vivant 119 Figure_25_4 Principe de base : la parcimonie : Phylogénie (‘classification’) la plus probable, la plus simple = Avec le plus petit nombre de changements évolutifs ↓ Il existe aussi des groupes PARAphylétiques : ↓ Ne comprenant pas tous les =Groupe MONOphylétique ou clade : descendants Comprenant un ancêtre hypothétique et (ancêtre + une partie des les descendants descendants) Partie I - Unicité du monde vivant 120 Hiérarchisation du monde vivant : La diversité du monde vivant : 3 DOMAINES : -Procaryotes (1) Eu-Bactéries, (2) Archéobactéries) : unicellulaires dépourvus de noyau -(3)Eucaryotes (unicellulaires complexes et pluricellulaires; avec noyau !) ↓ Domaine des Eucaryotes : 4 REGNES : -Protistes (unicellulaires, algues pluricellulaires) -Végétaux (pluricellulaires, autotrophes) -Eumycètes (Phylum des Fungii) (pluricellulaires, hétérotrophes consommateurs- décomposeurs) -Animaux (pluricellulaires, hétérotrophes consommateurs) Partie I - Unicité du monde vivant 121 122 Tableau_25_2 Partie I - Unicité du monde vivant 123 CONCLUSIONS 1)Très grande diversité d’espèces sur Terre ↓ Le monde vivant = UNITE (structure, fonction) = cellule : Structure cellulaire avec une organisation générale similaire : -matériel génétique : ADN -cytosol délimité par une membrane plasmique 2)Résumé quant à l’Evolution des cellules : Cellules Procaryotes ancestrales (simple, petite taille) → sélection naturelle par acquisition réseau endomembranaire, apparition d’organites comme les chloroplastes et mitochondries (partage de fonctions, communication) → cellule Eucaryote végétale et animale Partie I - Unicité du monde vivant 124 Partie I - Unicité du monde vivant 125 https://youtu.be/qV180-2Tde0

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