1 Module 1 Note

Biologie I
Module 1 : Introduction à la biologie et cytologie
Définition de la biologie : étude du vivant
Branches de la biologie : biochimie, biologie cellulaire, anatomie, physiologie,
microbiologie, botanique, zoologie, écologie, génétique, systématique, évolution,
bioéthique, biotechnologie, immunologie, histologie, etc.
Niveaux d’organisation chez les êtres vivants
1. Atome : unité de base de toute substance (vivante ou non-vivante),
qui ne peut pas être décomposée. Ex : carbone, oxygène
2. Molécule : plusieurs atomes s’agencent pour donner une molécule.
Ex : H2O, C6H12O6
3. Organite : structure qui remplit une fonction spécifique dans la cellule,
composée de plusieurs molécules. Ex : noyau, mitochondrie
Remarque : Les 3 premiers niveaux sont non-vivants
4. Cellule : premier niveau où la vie apparaît; est composée d’organites.
5. Tissu : ensemble de cellules qui se regroupent pour une
même fonction
Ex : tissu musculaire-épithélial…
6. Organe : plusieurs types de tissus s’agencent pour former un
organe ayant une fonction particulière dans l’organisme
Ex: muscle, rein, cerveau, …
7. Système (ou appareil) : plusieurs organes qui ont des fonctions
semblables peuvent s’assembler afin de former un système Ex :
systèmes digestif et respiratoire
8. Organisme : Être vivant.
 Certains sont unicellulaires (une seule cellule  Ex : les bactéries)
 D’autres sont pluricellulaires ou multicellulaires (plusieurs cellules 
Ex : les végétaux, les animaux, …).
Remarque : Un organisme unicellulaire n’a pas les niveaux 5, 6 et 7
(tissu, organe et système)
9. Espèce : Les organismes de la même espèce sont des individus capables de se
reproduire entre eux et de donner une descendance viable (les petits vont
habituellement survivre) et féconde (les petits sont capables de se reproduire)
dans des conditions naturelles. Ex. Loup gris, phoque commun, lièvre, …
Remarque : Cette définition ne s’applique pas pour la reproduction asexuée (Ex.
bactéries), pour les fossiles et pour les espèces rares ou difficiles à observer. Dans
ce cas, on doit utiliser d’autres critères : taille, forme, ADN, …

Biologie I
Caractéristiques des êtres vivants
Organisation cellulaire : Tous les êtres vivants sont composés de
cellules.
Mouvement : Le mouvement est nécessaire aux êtres vivants afin de
se protéger, s’accoupler, se nourrir.
Remarque : Ne pas confondre avec le déplacement.
Reproduction : La vie provient de la vie. La reproduction peut être asexuée ou
sexuée.
Information génétique : Tous les êtres vivants contiennent de l’information génétique
(ADN).
Croissance et développement : Tout organisme vivant devra grandir pour augmenter
la quantité de matière vivante et pour former de nouvelles structures. Il se développera
tout au long de sa vie en subissant différents changements.
Métabolisme : Les êtres vivants utilisent de l’énergie et la transforment pour accomplir
plusieurs fonctions essentielles à leur survie. L’être vivant peut produire sa propre
énergie (autotrophe) ou se la procurer dans la nourriture (hétérotrophe).
Les procaryotes : constituants et fonctions
Un procaryote est formé d’une seule cellule sans noyau.
(Ex. Bactérie)
3- Enveloppe le cytoplasme et contrôle
ce qui entre et qui sort de la cellule
2- Structure rigide qui
supporte et donne une
forme à la cellule
Permet le
déplacement
de la cellule
Une seule molécule
concentrée dans une région
appelée nucléoïde.
1- Substance gélatineuse qui recouvre la cellule procaryote
Cytoplasme qui
renferme des
ribosomes (points
foncés) qui
fabriquent les
protéines

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Les procaryotes : Métabolisme
 Photosynthèse : 6 H2O + 6 CO2 + énergie solaire  C6H12O6 + 6 O2
Exemple : Les cyanobactéries peuvent proliférer dans certains cours d’eau.
Quoiqu’elles produisent de l’oxygène (ce qui est bon), elles donnent une
apparence et une odeur désagréable à l’eau, et peuvent produire des toxines qui
peuvent poser un risque à la santé.
 Fixation de l’azote : L’air est composé de 78% d’azote (N2), non
utilisable directement par les plantes et les animaux. Certaines
bactéries (Ex. les genres Azotobacter et Rhizobium) transforment
l’azote de l’air en nitrates(NO3), utilisable par les plantes (engrais).
N2 + 3 H2  2 NO3
 Fermentation : Certaines bactéries, combinées aux levures et moisissures sont
utilisées dans la production d’aliments fermentés comme les fromages, les yaourts,
la bière, le vin, le vinaigre, .... (Attention : bactéries = procaryotes, levures et
moisissures du groupe des champignons = eucaryotes).
- Fermentation lactique : En se nourrissant sur des sucres
(ex. lactose du lait) dans un milieu sans oxygène, certaines
bactéries (comme Lactobacillus et Lactococcus) produisent
de l’acide lactique (fromages, yaourts, …).
Remarque : En manque d’oxygène, nos cellules
musculaires peuvent aussi produire de l’acide lactique, ce
qui provoque de la fatigue musculaire.
- Fermentation alcoolique : Dans un milieu sans oxygène, il y a
transformation des sucres (ex. glucose, fructose) en alcool et CO2.
Remarque : Ce sont habituellement des levures (unicellulaires
eucaryotes) qui sont utilisées pour la fermentation alcoolique
dans la production du pain, de la bière, du vin, etc. Parfois, des
bactéries y sont combinées. Dans certains cas, des bactéries
(ex. Zymomonas mobilis) sont utilisées pour produire de l’alcool
(Exemples : production de tequila - Mexique, production du vin
de palme - Afrique, production d’éthanol comme biocarburant).
- Fermentation acétique : Certaines bactéries (ex du genre Acetobacter
et Gluconobacter) se nourrissent sur de l’alcool (éthanol) en présence
d’oxygène et produisent de l’acide acétique (vinaigre).
Remarque : S’il y a contact avec l’oxygène lors de la production
de boisson alcoolisée par fermentation alcoolique, la
fermentation acétique peut se produire et donner un goût de
vinaigre à cette boisson (Ex. Un vin avec un goût de vinaigre).

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Les eucaryotes : constituants et fonctions
Un eucaryote est formé d’une cellule ou de plusieurs cellules ayant un noyau
(Ex. Animaux, plantes, …).
Les parties de la cellule animale et leur rôle
1- Nucléole (s) : Lieu de la formation des ribosomes (voir no. 3)
2- Noyau : Centre de contrôle de la cellule (ADN) 
contrôle les réactions chimiques du cytoplasme et
emmagasine les informations nécessaires à la division
cellulaire (ADN).
Le matériel génétique est présent dans le noyau
sous la forme d'un complexe ADN-protéines appelé
chromatine. La chromatine change de forme en
chromosomes (forme de X).
Parfois, certains schémas présentent la membrane
du noyau (membrane nucléaire ou enveloppe
nucléaire) avec des petits trous (pores nucléaires)
qui contrôlent ce qui entre et ce qui sort du noyau
(ribosomes, molécules, …).
3- Ribosomes : Synthétisent les protéines en décodant l'information génétique venue
du noyau (La synthèse des protéines est vue en détail dans le module 2).
Réticulum endoplasmique (4 et 8) : Une partie du RE est en continuité avec le
noyau.
4- Réticulum endoplasmique rugueux (RER) ou granuleux (REG) : Partie du RE
couverte de ribosomes qui transporte les protéines vers l’appareil de Golgi.
 Les protéines peuvent être modifiées dans le RER.

Biologie I
5- Cytoplasme : Matière gélatineuse qui contient les substances nécessaires au
fonctionnement des constituants cellulaires.
6- Appareils de Golgi : Font le lien entre le REG et la membrane
cellulaire; emballent des protéines dans des vésicules (sacs) pour
les sortir de la cellule (par exocytose – vue dans le module 3).
 Fabriquent les lysosomes
 Les protéines peuvent être modifiées dans les appareils de Golgi
7- Microtubules ou cytosquelette : Les microtubules sont impliqués dans la mitose
(séparation des chromosomes avec le centrosome et formation de la plaque
équatoriale (vu plus loin dans ce chapitre); forment le cytosquelette qui soutient et
donne la forme à la cellule, permet le transport de substances à l’intérieur de la
cellule et permet de s’ancrer aux cellules voisines, …
8- Réticulum endoplasmique lisse (REL) : Partie du RE sans ribosomes qui
participe à la synthèse de phospholipides (gras) qui forment la membrane
cellulaire. Ces phospholipides seront insérés à des vésicules (sacs) pour se rendre
à la membrane cellulaire.
 Les molécules (ex. alcool, médicaments, …) peuvent être transformées dans
le REL.
9- Mitochondries : Dégradent les glucides (les sucres ex.
glucose) pour libérer de l’énergie pour la cellule.
 En plus du noyau, il y a du matériel génétique
dans les mitochondries (ADN mitochondrial).
L'ADN mitochondrial peut aussi se répliquer (se
doubler – réplication d’ADN vu dans le module 2).
 Chez les animaux, lors de la fécondation, un très petit nombre de
mitochondries du spermatozoïde peuvent passer dans l'ovule. L'étude de l'ADN
mitochondrial humain permet donc de retracer les relations généalogiques entre
les individus seulement selon la voie maternelle.
10- Centrosome : Est formé de 2 centrioles à 900 l’un à l’autre; divise les
chromosomes et autres parties de la cellule lors de la mitose. C’est le
centromère qui organise les microtubules et se sépare pendant la mitose
pour former deux pôles du fuseau mitotique (vu plus loin dans ce chapitre).
Il est presque impossible de distinguer l’une de l’autre les parties 11, 12
et 13.
11- Lysosomes : Vésicules digestives ; contiennent des enzymes qui dégradent
(digèrent) les matières usées de la cellule et les grosses molécules (en plus petites
molécules).
12- Peroxysomes : Contiennent des enzymes qui dégradent (digèrent) les lipides et
les déchets toxiques (ex. alcool – désintoxication de l’alcool).