Notions fondamentales en biologie I. DEFINITIONS II.

Psychophysiologie L1S1
Notions fondamentales en biologie
I. DEFINITIONS
Biologie = c’est l’étude des êtres vivants, de la vie : Bio (grec) = vie / Logos (grec) = parole, discours
Etre vivant = être organisé qui a la capacité de ce : Nourrir (autotrophe ou hétérotrophe), se reproduire
(rapport asexuée et sexuée) et communiquer avec son environnement
Microscope photonique : basique, la source d’éclairage est la lumière, on peut analyser les GR, les ovules.
Microscope électronique : faisceau d’électron, permet d’analyser des choses extrêmement petites :
bactéries, pollen.
II. LES MOLECULES DU VIVANT
A. Des atomes aux molécules
Atome = plus petite unités du vivant. A = privatif / Tomos (grec) = divisible
Un atome est constitué d’un noyau (protons chargé positivement et neutrons neutre) et d’électrons (chargé
négativement) qui gravitent autour du noyau à la vitesse de la lumière.
Les électrons autour du noyau sont organisés sous forme de couche :
- 1ère couche : K, contient au max 2 électrons
- 2ème couche : L, contient au max 8 électrons
- 3ème couche : M, contient au max 18 électrons
Dans un atome, le nombre d’électrons qui gravitent autour du noyau correspond au nombre de protons à
l’intérieur du noyau = nombre atomique
Exemple : 15P donc 15 protons, 15 électrons
Tableau périodique des éléments ( Mendeleïev, 1869) :
Dans chaque colonne les éléments ont les mêmes propriétés.
 18 colonnes : les éléments d’une même colonne constituent une famille chimique :
o Colonne 1 : métaux alcalins
o Colonne 2 : métaux alcalino-terreux
o Colonne 17 : halogènes
o Colonne 18 : gaz rares
 7 périodes
Règles de l’Octet : tendance à arranger la dernière couche d’électrons de façon à atteindre la composition du
gaz rare qui est le plus proche.
Les ions positif = Cation, perte d’électron ; les ions négatif = Anion, gain d’électron
pH= quantité d’ions H+ dans une solution pH = -log [H+]
0< PH< 7 = acide, PH= 7= neutre, 7<PH<14 = basique
ATTENTION : Plus la solution est basique plus elle est corrosive.

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B. Les molécules organiques
Molécule organique = molécule qui possède au moins 1 atome de Carbone.
Le C peut accepter 4 liaisons avec d’autres atomes de C, H, O, N, P, S
Liaison = mise en commun d’électron entre 2 atomes
Le carbone ce lie avec 4H pour former le Méthane
a. Les glucides
Ce sont des sucres qui sont solubles dans l’eau, composés de C, H et O.
Petites molécules= elles sont sources d’énergie car facilement disponible, transportée dans le sang et
accessible par les cellules
Grosses molécules = réserves énergétique (amidon, glycogène)
Les glucides vont être dégradés soit en présence d’O2 = Respiration cellulaire, permet de fournir à la cellule
l’énergie dont elle a besoin, va donner du CO2, de l’H2O ou des déchets comme l’urée.
Ils peuvent aussi être dégradés en absence d’O2 =Fermentation.
Nomenclature des glucides :
Molécule unique = Monosaccharide (3 à 7 C) :
Hexose 6C (=glucose, galactose, mannose, fructose)
Pentose 5C (= ribose et désoxyribose)
2 molécules = Disaccharide : saccharose (= glucose + fructose), lactose (= galactose +glucose), maltose.
Nombreuses molécules = Polysaccharide : cellulose (= plusieurs glucose, c’est le principal constituant des
végétaux), amidon (= réserve énergétique chez les plantes), chitine, glycogène etc.
b. Les lipides
Ce sont des graisses, insolubles dans l’eau, composés de C, H, et O.
Propriétés hydrophobes : n’aime pas l’eau, ce sont des constituants importants des membranes cellulaires
Forme principale de stockage de l’énergie
Nomenclature des lipides :
Molécule unique = Acide gras, Cholestérol
3 acides gras + glycérol = Triglycéride
2 acides gras + glycérol + phosphate = Phospholipides
c. Les acides gras
Ce sont de longues chaines composés de C et H, saturés ou insaturés en fonction du nombre de
double liaison entre les atomes de C.
 Acides gras saturé
Etat solide à T° ambiante, peu assimilable, aucune double liaison
 Acide gras insaturé
Etat liquide à T° ambiante, facilement assimilable, plusieurs double liaison : mono insaturé
ou polyinsaturés
Les acides gras essentiels: fonction de la position de la première double liaison

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oméga 3 (1ère double liaison sur le C3) : on les retrouve dans l’alimentation, à plusieurs rôles :
approvisionnement en Oxygène des cellules, effet anti-inflammatoire, anti vieillissement.
oméga 6 (1ère double liaison sur le C6) en
d. Le cholestérol
On une structure cyclique, 4 cycles = stéroïdes
Ce sont les constituants des membranes cellulaires (stabilité et maintien)
Est un composé hydrophobe, transporté par des lipoprotéines :
Lipoprotéines à haute densité (HDL) : bon cholestérol, transporte le cholestérol jusqu’au foie ou il
sera dégradé et pourra être recyclé.
Lipoprotéines à basse densité (LDL) : mauvais cholestérol, transporte le cholestérol dans le sang
jusqu'à la cellule, si on a un défaut de captation par les cellules ont aura des plaques de cholestérol
dans les artères = athéromes, augmentent le risque de maladies vasculaires
e. Triglycérides
Il y a 3 acides gras + glycérol (= 3 C + 3 OH) = triglyceride (stockage, hydrolysable)
f. Phospholipides
2 acides gras + glycérol + phosphate = phospholipide
Le groupement phosphate forme une tête hydrophile et les deux AG forme la queue hydrophobe.
Principal constituant des membranes cellulaires = bicouche lipidique avec tête hydrophile en EC et les
queues Hydrophobe en IC.
C. Les protéines
Le constituant le plus important de l’organisme, elles sont composées d’atomes de C H O N S P.
Elles ont des fonctions multiples et sont très important pour le fonctionnement de l’organisme.
Fonctions
Exemple
Soutien
Collagène, kératine
Mvmts cellulaires
Actine tubuline
Transporteurs
Hémoglobine
Enzymes
Lactase
Stockage alimentaire
Ovalbumine
Immunité
Ac
Hormones
Insuline
Récepteurs
L’unité de base la protéine est l’acide aminé => peptide (2 à 50 Aa) => protéine (>50 Aa)
a. Les acides aminés
20 Aa dont 10 sont dit essentiels car non synthétisé par l’organisme.
Un Aa est composé d’une fonction acide -COOH, une amine –NH2et d’un radical dont la nature peut varier.
Il existe des radicaux apolaires (hydrophobes) ou polaire (hydrophile) qui peuvent être chargé + ou 6 ou
neutre.

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b. Le peptide, la protéine : La liaison peptidique
Une liaison covalente de très haute énergie qui s’établit entre la fonction acide d’un Aa et la fonction amine
d’un autre AA avec élimination d’une molécule d’eau. La séquence et la nature des Aa est très importante.
Il y plusieurs niveaux d‘organisation : structure primaire, secondaire, tertiaire, quaternaire.
- Primaire : la chaine d’Aa, la séquence.
- Secondaire : formation d’hélice (a) ou feuillet plié grâce à la formation de liaisons hydrogènes.
- Tertiaire : Attraction entre les structures secondaires.
- Quaternaire : assemblage de plusieurs chaines.
c. Les acides nucléiques
Support de l’information génétique, toutes les cellules d’un être vivant possède le même ADN qui
correspond au programme de cet être vivant. Grâce à cet ADN on peut faire un CLONE.
Ils sont composés d’unités appelés les nucléotides qui s’assemblent pour former des poly nucléotides : ADN
…désoxyribo… et ARN…ribonu...
 Nucléotides :
o base (A T -U- C G) : pyrimidine (A T U) et Thymine (C G)
o sucre (pentose) : ribose ou désoxyribose
o Phosphate
 Poly nucléotides : les nucléotides se lient entre sucre et phosphate pour former un brin
o ADN : A T C G, double brin en hélice.
Les bases de nucléotides s’apparient en paires (AT CG) une pyrimidine avec une thymine
o ARN : A U C G, monobrin
Il en existe 3 catégories : messager (copie d’une partie d’ADN ; plan des protéines), ribosomique
(constitue les ribosomes ; atelier de synthèse) et de transfert (adaptateur)
III. LA CELLULE
Unité fondamentale du vivant, le plus petit ensemble capable d’exercer des fonctions vitales essentielles.
Il existe 2 types de cellules :
Procaryote
Eucaryote
ADN
Une seule molécule
Plusieurs molécules formant
chacune un chromosome
Noyau
Diffus, pas de noyau
Délimité par une membrane
nucléaire
Organites
Absents
Nombreux
A. Cellule procaryote : la bactérie
Découverte par Pasteur et Koch au début du 19ème.
Organisme unicellulaire microscopique de forme variable qui peut être utile (flore intestinale,
agroalimentaire…) ou pathogène
Elles peuvent avoir une forme sphérique dite « coques » (staphylocoque, salmonelle…) ou bâtonnet
« bacilles » (Escherichia, bacille…)
NUCLEOSIDE

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Il existe une grande diversité de bactéries en fonction de leur source d’énergie, de leur besoin en oxygène,
de leur milieu de vie…
Elles se reproduisent par division simple, 2 cellules filles à partir 1 cellule mère.
- Allongement de la bactérie
- Duplication de l’ADN et des organites
- Formation d’un septum
- Séparation
Elles ont un fort pouvoir de prolifération puisqu’elles se divisent toutes les 30 min. L’ensemble de cellules
provenant d’une même lignée s’appelle une colonie.
Elles sont détruites par les antibiotiques, la pénicilline a été découverte par Fleming en 1928.
La cible des antibiotiques sont :
- Paroi des bactéries : pénicilline
- Duplication de l’ADN : actinomycine
- Formation des protéines : streptomycine
Mais les bactéries peuvent devenir résistantes, elle apparait lorsqu’une souche normalement sensible
devient résistante suite à une mutation spontanée avec une fréquence faible.
L’antibiotique ne provoque pas les mutations mais sert à sélectionner les souches résistantes.
B. Le virus
C’est un parasite de cellule, ce n’est pas une cellule ! Il est 10 fois plus petit que les bactéries.
Ils sont formés d’un acide nucléique et d’une enveloppe de protéines appelée capside.
Virus a ADN : Verrues, herpès, varicelle, myxomatose…
Virus à ARN : rhume, fièvre jaune, grippe, oreillons, rougeole, rage, VIH…
Pour se reproduire ils utilisent la machinerie de la cellule.
Exemple : VIH (Syndrome d’immunodéficience acquise)
Il s’attaque aux globules blancs, entre le moment où on attrape le virus et ou la maladie se déclare il peut y
avoir 10 ans…
Les virus sont détruits par les défenses de l’organisme stimulées par les vaccins. Le principe du vaccin est
d’injecter un virus atténué ou tué qui entraine la formation d’Ac spécifiques et en grand nombre. Ce
conditionnement permet à l’organisme une défense importante et rapide lors d’une véritable infection.
Cependant il arrive que de nouvelles souches plus virulentes apparaissent, il faut donc créer un nouveau
vaccin car l’ancien n’est plus efficace.
C. Cellule eucaryote
Caractéristique des protiste, animaux, plantes et champignons. Elle est composée de nombreuses structures
fonctionnelles différentes appelées organites.
Elle est délimité par une bicouche phospholipidique appelé membrane plasmique. Elle contient un noyau
délimité par une membrane, il renferme les chromosomes. Les organites sont situés dans le cytoplasme, ils
sont également délimités par une membrane.
a. La membrane plasmique
Elle est associée à des protéines impliquées dans la communication avec le milieu extérieur et à des glucides
impliqués dans la protection.