UE1B-9 Biologie et Homéostasie cellulaire I Flashcards
De quoi sont capables organismes ?
= Systèmes capables du renouvellement, de la transformation et de l’accroissement : de leur propre substance
De quoi dépendent les organismes vivants et leur survie ?
=> de leur capacité à effectuer de manière autonome des réactions chimiques
(métabolisme : actions sur la matière, synthèses, production d’énergie…)
Diversité des organismes vivants : (4)
- morphologique
- de taille
- d’occupations de diverses aires géographiques et climatiques
- dans la temporalité de leur présence sur terre
Définition : Être Vivant
=> un être «animé»
- un animal, doué de mobilité
Et les plantes, sont-elles animées ?
Elles ont des propriétés que n’a pas la matière inanimée :
- germination, floraison, fructification…
Vivant s’oppose à inanimé, inerte, minéral,..
Quel type de systèmes sont les êtres vivants ?
=> Systèmes organisés et Dynamique
De quoi sont capables ces systèmes ?
- capables de réagir et de s’adapter à des changements de leur environnement et de modifier l’environnement
Définition : Homéostasie
=> capacité d’un système à conserver son équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes extérieures
Que forment les organismes vivants dans le temps ?
Ils forment des systèmes stables qui conservent leur équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes extérieurs.
Pourquoi les organismes sont dynamiques ?
- car ils peuvent réagir en s’adaptant à des changements de leur environnement.
Définition : Homéostasie propre aux organismes vivants
le maintien relativement constant d’un certain nombre de paramètres physicochimiques caractérise
Qu’est-ce qui a permis le maintien de la vie sur Terre ?
L’évolution
Par quoi est caractérisé un organisme vivant ?
Par une durée de vie
- demi-vie d’un individu : moins d’un an
- demi-vie d’une espèce : 1,5 millions d’années
Qu’est-ce qui permet la stabilité dans le temps et un dynamique évolutive ?
=> Un organisme vivant se reproduit et génère une descendance.
- permet la perpétuation de caractéristiques : par transmission conforme avec des possibilités de changements qui sont à la base de l’évolution.
Qu’est-ce qui permet la fixité relative des espèces ?
Si la durée de vie à l’échelle de l’individu est courte, la REPRODUCTION permet une fixité relative des espèces.
Quel est l’âge de la Terre ?
° 4,6 milliards d’années
De quand date les premières traces de vie ?
=> il y a 3 à 4 milliards d’années
De quand date les premiers hominidés ?
=> il y a 4 à 7 millions d’années
De quand date l’apparition de l’O2 ?
=> il y a 2,5 milliards d’années
De quand date l’émergence des organismes eucaryotes ?
=> il y a 1,5 milliards d’années
Comment étudier et caractériser le vivant ?
=> par des observations de la diversité des êtres vivants sur des critères tels que :
- Forme, Taille
- Couleur
- Mode de vie, Comportement
- Degré d’organisation
- Mode d’alimentation
- Liens de parentés
Quand est-ce que la Biologie devient une Science Fondamentale ?
À partir de XVIII ème siècle, grâce aux travaux des Naturalistes : Buffon (1707-1788), Linné (1707-1778), Commerson (1727-1773)
Principes de la Biologie descriptive historique
° Observations
° Regroupement sur des critères morphologiques
° Corrélations
° Classifications
Que doit-on à Buffon ?
Il a rédigé une « Histoire naturelle » en 36 volumes dans lesquels il classe avec quantité d’illustrations : les oiseaux, les animaux quadrupèdes et y indique ce qu’il considère comme une ressemblance de l’homme avec les singes.
Que doit-on à Linné ?
La description de 8000 végétaux
Que doit-on de Commerson ?
Un des scientifiques qui embarquent en 1766 sur les frégates de Bougainville pour une expédition autour du monde qui passera par l’Ile Bourbon.
- la constitution d’un herbier de plantes des Mascareignes, conservé au Muséum de Paris, la création du jardin botanique de Pamplemousse à Maurice et l’importation du z’evi à La Réunion.
Par qui est réalisé l’énoncé des premiers grands concepts de la Biologie et spécialités disciplinaires ?
- Lamarck (1744-1829)
- Cuvier (1769-1832)
- Darwin (1809-1882)
Enoncé des premiers grands concepts de la Biologie et spécialités disciplinaires : Étude et Classification
- Des plantes : Botanique
- Des animaux : Zoologie
- Des hommes : Anthropologie
Quelles disciplines de la biologie conduisent aux théories de l’évolution et au regroupement des organismes vivants par espèces ?
- Anatomie/Morphologie
- Systématique/Phylogénie
Définition : ESPÈCE
=> groupe d’organismes vivants se ressemblant, capables de se reproduire entre eux, génétiquement isolés d’autres groupes similaires
Sur quoi repose le travail scientifique ?
Avec le 19ème siècle et les travaux de Claude Bernard (fondateur de la médecine expérimentale), la biologie devient interventionniste.
- L’exploration fonctionnelle conduit à l’expérimentation.
=> repose alors sur la proposition de modèles et sur leur vérification expérimentale.
Que deviennent alors les biologistes ?
Des expérimentateurs
Par quoi passe la compréhension des mécanismes complexes à propos du vivant ?
Par la décomposition en sous éléments de plus en plus petits jusqu’à la connaissance des niveaux moléculaires.
(Nouvelles disciplines : Biochimie + Biologie Moléculaire avec proposition de modèles et vérification par expérimentation, et mise au point de dispositifs expérimentaux)
Quel est l’élément commun à tous les organismes vivants ?
La Cellule
Quand a été identifiée la cellule ?
=> lorsque l’observation microscopique est devenue possible
Définition : Cellule, par Robert Hooke
(1665)
= petite pièce généralement rectangulaire où l’on vit isolé/local où l’on enferme un prisonnier/ local où se retire un moine
Qui ont identifiés la cellule comme l’unité universelle du vivant ?
=> XIX ème siècle, avec les travaux de :
- Bichat (1771-1802)
- Schleiden (1804-1882)
- Schwann (1810-1882)
- Dutrochet (1776-1847)
- Virchow (1821-1902)
La théorie Cellulaire :
- «les cellules sont les plus petites unités autonomes d’organisation du vivant»
- «toute cellule provient d’une cellule préexistante»
- «les maladies ont leur origine dans des altérations des cellules du corps» = théorie de la pathologie cellulaire
Que dit Rudolf Ludwig Karl Virchow, à propos de l’origine des cellules ?
«omnis cellula e cellula» : toute cellule est produite par une autre cellule
=> c’est dans la cellule qu’il faut chercher l’explication ultime des processus normaux aussi bien que des maladies
Quelles nouvelles disciplines de la Biologie apparaissent ensuite ?
L’Histologie et la Cytologie
Définition : CELLULES
=> Unités structurales et fonctionnelles de Vivant
- plus petit élément qui contient la vie.
- plus petite quantité de matière organique capable de se maintenir dans un milieu adéquat.
Que sont les cellules concernant la reproduction ?
=> Unités de Reproduction du Vivant
- toute cellule provient d’une cellule par division.
- les organismes vivants naissent de parents préexistants semblables à eux mêmes, même microscopique.
Quelle principe explique les cellules à l’origine ?
=> le principe de génération spontanée :
suggère que des êtres vivants peuvent se former et émerger spontanément à partir de matière organique en décomposition
Le principe de génération spontanée : par Aristote et Vigile
=> La vase décomposée : donne naissance aux anguilles
=> Les essaims d’abeilles : se forment dans les entrailles d’animaux morts
Le principe de génération spontanée : par Van Helmont
=> Les souris : naissent par transmutation d’un sac de blé si on prend soin de l’emballer pendant 21 jours dans une chemise sale
La fin de la Théorie de la Génération Spontanée : par Louis Pasteur
(1864)
- montre qu’il existe des êtres vivants à peine visibles au microscope, constitués de cellules individualisées : les MICROBES
Quelle nouvelle discipline de la Biologie Pasteur initie-t-il ?
La Microbiologie :
- comprend que les maladies se transmettent par ces microbes invisibles qu’on porte sur les mains ou sur ses vêtements.
Que propose alors Pasteur pour faire face aux Microbes et Maladies ?
=> les Premières mesures d’hygiénistes : lavage des mains par les soignants entre chaque manipulation de patients
° Concept de «Conditions Stériles»
Principe de l’expérience de Pasteur mettant fin à la théorie de la génération spontanée :
Pasteur prépare un ballon en verre rempli de jus de viande, qu’il fait bouillir longuement.
=> ce processus va supprimer tout organisme vivant présent qui ne peut pas survivre à 100°C = la température de l’ébullition.
=> il réalise la pasteurisation.
Il va également à flamber le col du ballon et lorsque le verre devient malléable, de l’étirer afin de le recourber pour réaliser un « col de cygne ».
Une fois recourbé, l’air peut circuler par l’orifice du col.
Dans ces conditions, Pasteur constate que le liquide va rester clair.
On en déduit que si on a stérilisé la matière organique, on a éliminé tout germe préexistant dans le liquide et si on empêche ceux ci de s’introduire dans le liquide, il ne pourra pas y avoir développement spontanée de la vie dans ce liquide.
Principe de l’expérience de Pasteur mettant fin à la théorie de la génération spontanée : dans le cas où l’on casse le col du ballon
On observe qu’un trouble va se former plus ou moins rapidement dans le liquide, avec éventuellement des filaments et de dépôts sur les parois.
=> des microorganismes vont coloniser le milieu nutritif pour le consommer.
= des bactéries, des spores de champignons, en suspension dans l’air qui nous entoure et qui vont tomber dans le flacon.
Une fois dans le bouillon, ces organismes vivants vont pouvoir consommer les sources nutritives et commencer à se multiplier.
Sous qu’elles condictions les premières cellules sont apparues ?
Conditions réunies pour permettre la formation des «briques» moléculaires du vivant : acides aminés, sucres, bases azotées : à partir d’eau, de mélanges gazeux composés de méthane, d’ammoniaque, d’hydrogène
=> pouvant se dissoudre dans l’eau, en plus d’être soumis à des radiations UV, à de l’activité électrique ou volcanique ou encore aux impacts d’astéroïdes.
Expérience de Miller : Approcher des conditions de formations de «briques moléculaires» de vivant dans ce qui serait la soupe primitive
Dans la soupe primitive prébiotique :
il y aurait assemblage et formation des premières macromolécules + polymères autocatalytiques : en mesure de diriger des réactions chimiques et à propriétés réplicatives : ARN
° La première étape = «pré- formation» du produit par appariement des réactifs à la matrice.
° La deuxième étape = liaison entre les deux réactifs.
° La troisième étape = largage du produit, qui peut servir de nouvelle matrice, etc…
Quelles sont les traces les plus anciennes de vie ?
- Microfossiles d’organismes unicellulaires, datant d’il y a 3 à 4 milliards d’années.
Défintion : Événement de Cellularisation
= délimitation d’un ensemble de molécules complexes par une membrane.
=> une structure membranaire obtenue à partir de lipides qui en milieu aqueux, s’auto-assemblent en bicouche relativement imperméable.
Une fois enfermés et protégés par une membrane : des
systèmes ayant des propriétés autocatalytiques et réplicatives ont du acquérir un avantage énorme sur les systèmes libres.
- développement des propriétés qui caractérisent le vivant.
Qu’est-ce qui entraine l’apparition de l’O2 sur Terre ?
Il y a 2,5 milliard d’années :
L’Autotrophie et les activités photosynthétiques.
Sur quoi repose la diversité du vivant ?
Sur une évolution dans le temps à l’échelle cellulaire :
des bactéries unicellulaires => aux eucaryotes unicellulaires => aux associations et colonies de cellules => avec l’apparition d’organismes pluricellulaires de plus en plus sophistiqués et complexes.
Quel est le dernier ancêtre commun ?
LUCA (Last Universal Common Ancestor)
Arbre Phylogénétique du vivant : 3 espèces
° Bactéries :
- espèces unicellulaires
- cellules ne possèdent pas de noyau
° Archées :
- espèces unicellulaires
- cellules ne possèdent pas de noyau
° Eucaryotes :
- espèces pluricellulaires
- cellules possèdent un noyau
Que faut-il considérer pour comprendre un organisme vivant ?
Il faut le considérer comme inscrit dans une hiérarchie d’organisation au sein de la biosphère :
son écosystème (avec les forces et interactions extérieures) + les interactions des individus au sein d’une population.
Il faut considérer le niveau de l’organisme lui-même = un «tout cohérent» = autonome avec des capacités d’adaptation au milieu et une dynamique interne de fonctionnement.
En quoi la Chimie et de la Biochimie sont importante pour la compréhension du Vivant ?
° Démarche naturaliste : compréhension du Vivant en allant du plus GRAND vers le plus PETIT
° Démarche de la chimie du XIXème : l’organisation des molécules + la composition chimique = permet d’expliquer le fonctionnement du « Vivant »
Que met en évidence Pasteur ?
Met en évidence l’existence de micro-organismes possédant la «force de vie» :
° les Levures = capables de réaliser les fermentations
De quoi sont capables les protéines ?
De faire les réactions chimiques complexes propres aux organismes vivants.
Définition : Enzymes
=> Molécules d’un organisme vivant pouvant mimer la «vie»
Définition : Biologie Moderne
=> une combinaison d’approches :
- approche descriptive des organismes vivants
- compréhension des mécanismes moléculaire propres à la vie
Afin d’étudier les maladies / pathologies / moyens d’y remédier, il faut rechercher la compréhension qu’on pourra avoir de chacun des niveaux :
ATOMES => MOLÉCULES => CELLULES => TISSUS => ORGANES => SYSTÈMES => ORGANISMES
Définition : Cellule
latin cellula : « cellule de moine ».
=> Unité biologique structurelle et fonctionnelle fondamentale de tous les êtres vivants connus.
- la plus petite unité vivante capable de se reproduire de façon autonome.
° La science qui étudie les cellules = biologie cellulaire.
Définition : Tissu
= un ensemble de cellules semblables et de même origine, regroupées en amas, réseau ou faisceau (fibre).
=> forme un ensemble fonctionnel : ses cellules concourent à une même fonction.
- Les tissus biologiques se régénèrent régulièrement et sont assemblés entre eux pour former des organes.
° La science qui étudie les tissus = l’histologie.
Définition : Organe
= un ensemble de tissus concourant à la réalisation d’une fonction physiologique.
=> assure simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est généralement associée à un sous-ensemble de cellules.
° La science qui étudie les organes = Anatomie
Définition : Systèmes
= remplit un ensemble de fonctions complémentaires.
=> Les organes peuvent être décrits par des planches anatomiques, des préparations anatomiques, des représentations en cire ou des modèles informatiques.
Définition : organisme vivant
=> en biologie et en écologie = un système
vivant complexe et organisé.
=> constitué d’une ou plusieurs cellules vivantes (organisme unicellulaire ou multi/pluricellulaire).
Les organismes vivants sont classifiés en espèces partageant des caractéristiques génétiques, biologiques et morphologiques communes.
