Principes unificateurs de la biologie

Transcription

1 Qu'est-ce qu'un principe biologique? Un principe de biologie est un concept fondamental qui est tout aussi vrai pour une abeille ou un tournesol comme il est pour nous. Toute vie, y compris celle de tournesol et d'abeille, est faite d'au moins une cellule, les traits de cet organisme sont noyées à l'intérieur de ses gènes, cet organisme doit maintenir l'homéostasie de survivre, et que l'organisme a évolué à partir d'espèces qui existent déjà. Principes unificateurs de la biologie Il y a quatre principes unificateurs de la biologie qui sont importantes pour toute la vie et constituent le fondement de la biologie moderne. Ce sont: 1. la théorie de la cellule, 2. la théorie du gène, 3. homéostasie, 4. théorie de l'évolution. La théorie cellulaire La cellule est l'unité fondamentale de la structure et la fonction de tous les organismes. Leur polyvalence est étonnante. Une seule cellule peut être un organisme entier complet en soi, ou des millions de cellules hautement spécialisées peuvent travailler ensemble dans l'harmonie et le but de créer un être unique. (ou les sécrétions de ces cellules). Par exemple, la coquille et les os sont construits par des substances que les cellules sécrètent dans leur environnement. Les cellules proviennent de cellules qui existent déjà, elles n'apparaissent pas soudainement de nulle part. Dans les organismes qui sont faits de plusieurs cellules

2 (appelés les organismes pluricellulaires), chaque cellule dans le corps de l'organisme dérive de la cellule unique qui résulte d'un ovule fécondé. Diatomées minuscules et les requins-baleines sont tous faits de cellules. Les diatomées sont environ 20 micromètres de diamètre et sont constitués d'une seule cellule (unicellulaire), alors que les requins-baleines peuvent mesurer jusqu'à 12 mètres de longueur, et sont constitués de milliards de cellules. Avec les avancées technologiques, la théorie cellulaire est devenue plus précise avec le temps. Maintenant, on considère important que les informations héréditaires soient données aux descendants via la cellule. Dans le cas des êtres pluricellulaires, ces informations sont habituellement transmises à l aide de cellules spécialisées, les cellules sexuelles (gamètes). De plus, la recherche a démontré que toutes les cellules sont constituées des mêmes composés chimiques. Enfin, toutes les réactions biochimiques du vivant se font à l intérieur des cellules. Théorie génique Les traits de l'organisme sont codés dans leur ADN, la grande molécule ou macromolécule, qui contient les instructions nécessaires pour construire des cellules et des organismes. L ADN constitue les gènes d'un organisme. Les traits sont transmis d'une génération à l'autre par le biais de ces gènes. Les informations pour la façon dont l'organisme apparaît et comment ses cellules fonctionnent proviennent des gènes de l'organisme. Bien que l'apparence et la fonction des cellules de l'organisme puissent changer en raison de l'environnement de l'organisme, l'environnement ne change pas ses gènes. La seule façon que les gènes peuvent changer en réponse à un environnement particulier est à travers le processus de l'évolution dans les populations d'organismes. Homéostasie L'homéostasie est la capacité d'un organisme à contrôler ses fonctions corporelles afin de préserver un environnement intérieur stable même lorsque ses changements de l'environnement extérieur. Tous les organismes vivants effectuent homéostasie. Quand un équilibre homéostatique est atteint, les processus physiologiques peuvent procéder efficacement. Lorsque l'homéostasie échoue, la maladie ou le décès survient.

3 Les organismes unicellulaires sont complètement immergés dans leur environnement et doivent déplacer les substances nécessaires à travers leur membrane cellulaire afin de réglementer les conditions internes. Les organismes multicellulaires, eux, sont enfermés dans de multiples couches de protection, et la plupart des cellules sont très éloignées du monde extérieur. Ils maintiennent l'homéostasie par l'étroite coordination des organes et systèmes d'organes. Comment votre corps réagit au froid? Ces personnes s'amusent dans l'eau glacée, mais leurs corps ont du mal à réagir au froid. Par exemple, ils peuvent commencer à trembler. Le tremblement aide le corps à revenir à une température stable. Le corps travaille toujours pour atteindre la stabilité ou l'homéostasie. Quand vous marchez à l'extérieur par une journée froide, votre température corporelle baisse-t-elle? Non, la température de votre corps reste stable à environ 37,5 degrés Celsius. Même lorsque la température autour de vous change, votre température interne reste la même. L'homéostasie ne s occupe pas que de la protection contre les variations de température. Grâce à elle, d'autres aspects de votre environnement interne restent également stables. Par exemple, votre corps régule étroitement votre équilibre hydrique. Vous avez sans doute remarqué que si vous êtes légèrement déshydraté, votre urine est foncée. C'est parce que l'urine est plus concentrée et moins d'eau est mélangée avec elle. Il existe un grand nombre de composants physiques et chimiques internes que les organismes doivent isoler de l'environnement. Les conditions qui sont particulièrement crucial comprennent la température, le ph, la pression artérielle et le volume, et la concentration de l'oxygène, du dioxyde de carbone, des électrolytes, des nutriments, des déchets et de l'eau. Évolution

4 L évolution par sélection naturelle est la théorie qui soutient que les traits héréditaires d'une population peux changer au fil du temps, et que tous les organismes connus ont une origine commune. La théorie de l'évolution peut expliquer comment des fonctions spécialisées, comme les geckos coussinets collants présentés dans la figure ci-dessous, se développent dans différentes espèces. Un Tokay Gecko. Les plaquettes à la pointe du pied de la Tokay gecko sont couvertes de poils microscopiques, chacun divisé en centaines de conseils qui mesurent environ 200 nanomètres de diamètre. En utilisant ces petits poils qui peuvent s'accrocher aux surfaces lisses, les geckos sont capables de supporter la totalité de leur poids corporel en escaladant les murs, sans aucun doute un produit de l'évolution. [3] Vocabulaire cellulaire : L'unité de base de la structure et la fonction de tous les organismes vivants. ADN (acide désoxyribonucléique) : acide nucléique double-brin qui compose les gènes et les chromosomes; du matériel héréditaire. évolution : L'évolution des caractéristiques des organismes vivants au fil du temps, le changement d'espèce au fil du temps. gène : Un segment d'adn qui contient l'information pour coder une molécule d'arn ou un polypeptide unique. homéostasie : Le processus de maintenir un environnement stable à l'intérieur d'une cellule ou d'un organisme entier. la sélection naturelle : processus évolutif par lequel certains traits bénéfiques deviennent plus fréquente dans une population, en changeant les caractéristiques (traits) d'une espèce au fil du temps.

5 Pratique 1. Quelle est la théorie cellulaire? 2. Quels sont les trois principes de base de la théorie cellulaire? 3. Ce qui a conduit à la «modernisation» de la théorie cellulaire? 4. Quels sont les trois principes supplémentaires de la théorie moderne? 5. Qu est-ce qui permet l homéostasie de la cellule? Passez en revue 1. Identifier et décrire les quatre principes unificateurs de la biologie moderne. 2. Écrire un exemple qui illustre chacun des 4 concepts. 1

6 Pourquoi croyez-vous que les quatre principes unificateurs de forme moderne de la biologie sont le fondement de la biologie moderne. 4. Quels sont les 3 exemples de l'homéostasie que vous pouvez trouver dans votre environnement? 5. Comment la théorie du gène est-elle liée à la théorie de l'évolution? 6. Comment les gènes sont-ils liés aux chromosomes?

7 7. Comment la théorie du gène lié à la théorie de l'évolution? Les caractéristiques des êtres vivants sont contrôlées par des gènes qui sont transmis des parents aux enfants. Ce sont ces caractéristiques qui évoluent au fil du temps. 8. Comment les gènes liés aux chromosomes? Les gènes sont un composant plus petit des chromosomes. Les chromosomes sont constitués de brins d'adn.