Cours_de_biologie_generale_en_G1_SI_ISTCE

Ass Luc Masamba
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INTRODUCTION GENERALE
La biologie est une des sciences les plus importantes car elle est
résolument orientée vers l’avenir. C’est pourquoi les enseignements de cette
discipline doivent non seulement être réservés à un public restreint de spécialistes,
mais doivent également être accessibles à ceux du domaine de santé publique.
A ce sujet, ce cours n’est pas une simple introduction à la biologie,
mais un exposé des connaissances actuelles.
Ainsi, pour comprendre et apprécier le contenu de ce cours qui
propose un exposé des connaissances actuelles, il faut connaître les objectifs de
cette science expérimentale qu’est la biologie.
1. Objectifs du cours
1.1. Objectif Général
L’objectif du cours de biologie générale en première année de graduat
vise à comprendre les autres disciplines qui relèvent du domaine médical.
1.2. Objectifs spécifiques
A la fin de ce cours, les étudiants seront capables de :
1) Relever les grandes lignes sur le concept définitionnel, les branches
connexes et l’historique de la biologie ;
2) Décrire la structure, la composition chimique et le métabolisme de la
cellule ;
3) Schématiser certains organites cellulaires tout en indiquant leurs fonctions
respectives ;
4) Expliquer quelques notions de génétique ;
5) Décrire les phénomènes de la reproduction tant asexuée que sexuée chez
les êtres vivants.

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Chapitre premier :
GENERALITES SUR LA BIOLOGIE
La biologie regroupe un grand nombre de disciplines, ayant toutes comme objectif une
meilleure connaissance du monde vivant. Ces disciplines diffèrent par leurs moyens
d’approche (physique pour la biophysique, chimie pour la biochimie, etc.) ou par leur objet
d’étude (la cytologie étudie les cellules, la zoologie les animaux, la botanique les plantes,
etc.). La biologie englobe également l’étude de l’étude de l’homme tant aux niveaux
moléculaire et cellulaire qu’au niveau de l’individu. Les recherches centrées sur l’application
des connaissances biologiques sur la santé de l’être humain constituent la biomédecine.
L’étude des populations humaines n’entre pas dans le cadre de la biologie, mais dans celui
de l’anthropologie et des diverses sciences sociales. Les limites et les subdivisions de la
biologie sont parfois floues, car elles varient avec l’évolution de cette science.
I.1. DEFINITION DE LA BIOLOGIE
Le terme biologie dérive du grec bios (βιος) « vie » et logos (λογος) « discours » ou
« science ». La biologie est la science de la vie, c’est-à-dire l’étude des organismes vivants
(actuels ou fossiles) aux divers niveaux d’organisation qu’ils présentent (systèmes, organes,
tissus, cellules, molécules), de leurs modes de développement, de fonctionnement et de
reproduction, ainsi que des relations existant entre eux ou avec l’environnement.
I.2. SCIENCES CONNEXES DE LA BIOLOGIE
La biologie comprend de très nombreuses disciplines, chacune spécialisée dans l’étude
d’une partie du monde vivant. Il y a par exemple :
a) La zoologie
La zoologie est la partie de la biologie qui étudie les animaux (le mot vient du grec zôn, qui
veut dire « être vivant », et logos, qui veut dire « discours » ou « science »). C’est une
discipline très vaste, car le règne animal est très divers (un insecte, par exemple, est très
différent d’un mammifère). Alors, la zoologie est divisée en plusieurs disciplines encore plus
spécialisées. L’ichtyologie, par exemple, étudie les poissons (du grec ikhthus, « poisson »),
tandis que l’ornithologie étudie les oiseaux (du grec ornithos, « oiseau ») et que
l’entomologie s’intéresse aux insectes (du grec entomon, « insecte »).
b) La botanique
La botanique est la discipline de la biologie spécialisée dans l’étude des plantes. Le mot
vient du grec botanon, qui signifie « plante ».
c) La microbiologie
La microbiologie étudie les micro-organismes (les êtres vivants minuscules, visibles
seulement au microscope). Elle comprend plusieurs disciplines plus pointues : notamment la
bactériologie (la science des bactéries), la virologie (la science des virus) et la mycologie (la
science des champignons).

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d) L’anatomie
L’anatomie étudie la forme et la disposition des différents organes qui composent les êtres
vivants (aussi bien animaux que végétaux). Le mot vient du grec anatomê, qui veut dire
« dissection ».
e) La biologie cellulaire (cytologie)
La biologie cellulaire est la partie de la biologie qui étudie les cellules qui composent tous les
êtres vivants (leur forme, leur composition, leur fonctionnement, etc.).
f) La génétique
La génétique étudie le matériel génétique (les gènes) des êtres vivants, ainsi que la façon
dont les gènes et les caractères visibles des êtres vivants sont transmis à leur descendance
(c’est l’hérédité).
g) La biologie des organismes
La biologie de l’organisme est étroitement liée à la biologie cellulaire, car les fonctions
vitales des organismes multicellulaires sont gouvernées par le processus se déroulant dans
leurs cellules. L’étude des organismes implique l’étude de leur croissance, de leur
développement (biologie du développement) et de leurs fonctions (physiologie). Les
recherches sur le cerveau et sur le système nerveux (neurophysiologie), ainsi que sur les
comportements animaux (éthologie) sont particulièrement importantes.
h) La biologie moléculaire
La biologie moléculaire a contribué de manière fondamentale au développement de la
biologie moderne. On connaît maintenant la structure et le mode d’action des acides
nucléiques et des protéines, les molécules de base de la matière vivante. La découverte des
mécanismes biochimiques de l’hérédité fut un énorme progrès. Un autre grand pas fut
réalisé lorsqu’on comprit le rôle des molécules dans le métabolisme, mécanisme produisant
l’énergie nécessaire à la vie.
i) La biologie des populations
La biologie des populations est considérée comme une branche de la biologie depuis les
années soixante-dix. Le secteur de la biologie qui s’intéresse à l’évolution, à laquelle la
contribution de Charles Darwin a été pleinement reconnue après une longue période de
scepticisme, est essentiel dans ce domaine. La génétique des populations, qui correspond à
l’étude des modifications génétiques au sein des populations, qui correspond à l’étude des
populations dans leur milieu naturel, ont été reconnues comme des sciences à part entière
dès les années trente. Ces deux domaines ont été réunis dans les années soixante pour
former une nouvelle discipline, qui s’est rapidement développée et que l’on appelle biologie
des populations. Etroitement associée à cette discipline, la sociobiologie est un nouveau
domaine de l’étude des comportements animaux, qui traite de l’influence de l’hérédité sur les
interactions sociales dans les sociétés animales.

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j) La paléontologie
La paléontologie étudie les fossiles. Elle s’attache à reconstituer l’allure et le mode de vie
des anciennes formes de vie qui ont peuplé la terre pendant les temps géologiques. Elle
retrace ainsi l’histoire de la vie sur Terre depuis ses origines.
k) L’écologie
L’écologie étudie les relations entre les êtres vivants et les relations entre ces derniers et le
milieu dans lequel ils vivent.
l) La biochimie
La biochimie a pour objectif de déterminer la composition chimique de toutes les molécules
constituant les êtres vivants et de comprendre comment elles sont synthétisées ou
dégradées. A bien des égards, la cellule peut être comparée à une gigantesque usine
chimique fabriquant des composés au moindre coût énergétique.
m) La biophysique
La biophysique tente d’expliquer, par l’intermédiaire de lois physiques, certaines propriétés
des organismes vivants et de leur physiologie.
Il existe de nombreuses autres disciplines de la biologie, par exemple la taxinomie (qui
s’occupe de classer les êtres vivants les uns par rapport aux autres) et tant d’autres.
I.3. HISTORIQUE
I.3.1. Antiquité
Au cours de l’Antiquité, les débuts de la biologie se confondent avec les premières réflexions
sur la santé de l’homme et avec la naissance de la médecine. Aristote, avec ses
observations sur la reproduction et l’anatomie des animaux (exposées dans son traité
Histoire des animaux) et son essai de classification des êtres vivants, peut être considéré
comme l’un des premiers véritables zoologistes, tandis que son élève Théophraste est le
premier botaniste de l’histoire de la biologie.
I.3.2. Moyen âge et Renaissance
Pendant les premiers siècles de notre ère, les savants arabes, associant leurs
connaissances à celles de l’héritage grec, sont les seuls à faire progresser la pensée
biologique. Il faudra pratiquement attendre la Renaissance pour qu’un souffle nouveau, qui
gagne toutes les sciences, stimule les sciences de la vie. Cet essor des connaissances est
surtout marqué en anatomie (Léonard de Vinci, André Vésale) grâce au développement des
dissections, puis, plus tard, gagne la physiologie (avec William Harvey, considéré comme le
père de la physiologie moderne.
I.3.3. XVIIe et XVIIe siècles
Au XVIIe siècle, l’apparition des premiers journaux scientifiques permet une meilleure
diffusion des connaissances et une critique plus constructive entre savants. L’invention du
microscope vient aussi révolutionner le domaine naissant de la biologie : désormais, le

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monde de l’invisible se révèle aux yeux des observateurs (Marcello Malpighi, Antonie Van
Leeuwenhoek, Robert Hooke). Hooke, en particulier, choisit le mot « cellule » pour désigner
l’unité de base des êtres vivants. A partir du XIIIe siècle, de nombreuses expéditions
scientifiques sillonnent les terres et les océans à la recherche de nouvelles espèces
animales et végétales. Des scientifiques comme Joseph Banks, ou encore Robert Brown en
ont rapporté un nombre incalculable d’observations.
I.3.4. XIXe siècle
Vers 1800, le terme « biologie », introduit en Allemagne par Treviranus et vulgarisé par le
naturaliste français Jean-Baptiste de Lamarck, permet de regrouper le nombre croissant de
disciplines rattachées à l’étude des êtres vivants. Mais c’est le zoologiste et grand
vulgarisateur britannique Thomas Henry Huxley qui donne à la biologie l’élan dont elle a
besoin pour devenir une science. Huxley soutient que la distinction entre zoologie (science
des animaux) et botanique (science des plantes) est intellectuellement dénuée de sens et
que tous les organismes vivants doivent être étudiés de manière globale.
Le XIXe siècle est marqué par plusieurs développements majeurs : en Angleterre, Charles
Darwin propose sa théorie de l’évolution, pendant qu’en France Louis Pasteur met fin à la
notion de génération spontanée, e t qu’en Allemagne Robert Koch développe la culture des
micro-organismes. La théorie cellulaire, inaugurée par Hooke, est définitivement établie en
1938 par le botaniste allemand Mathias Schleiden, puis complétée par Theodor Schwann,
spécialiste d’histologie animale, qui affirme que toutes les structures biologiques dépourvues
de cellules sont néanmoins des produits de cellules. A la fin du XIX siècle, les organites
cellulaires (noyaux, plastes, mitochondries, etc.) sont identifiés. La biochimie, avec la
découverte des enzymes, connaît un essor sans précédent.
I.3.5. XXe siècle
Au milieu du XXe siècle, la découverte de la structure de l’ADN représente un tournant
majeur dans l’histoire de la biologie ; c’est la naissance d’une nouvelle discipline, la biologie
moléculaire. La fin du XXe siècle est également marquée par le développement exponentiel
de la génétique.