ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT

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1 ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT Thème : Organisation moléculaire du vivant MICRO-APP Prof: Ali Bayané

2 ÉVOLUTION ET DIVERSITÉ DU VIVANT Troisième partie: La Cellule, Unité Fondamentale du Vivant Organisation moléculaire de la matière vivante 9 heures de cours théorique Chimie du vivant La cellule: Reproduction cellulaire: ADN, mitose et méiose Énoncé de la compétence Analyser l'organisation du vivant, son fonctionnement et sa diversité. Éléments de la compétence Distinguer les relations entre les structures et les fonctions de certains niveaux d'organisation du vivant. Analyser les mécanismes responsables de la variation génétique du vivant. Apprécier l'action des mécanismes d'évolution sur la diversité et les niveaux de complexité du vivant. Analyser l'intégration du vivant dans son milieu. Expliquer les processus de transformation de la matière et de l'énergie.

3 Micro - APP Durée approximative : 30 min Discipline : Biologie Cours : 101-NYA-05 Démarche proposée (en équipe de 4-5) Un(e) horloger Un(e) chef d'équipe (voit à ce que tout le monde prenne la parole) Un(e) scribe Un(e) porte parole Prosit (situation-problème) En vous appuyant sur les connaissances actuelles sur l'organisation et le fonctionnement du vivant, dites ce que vous pensez de cette idée qui été longtemps véhiculée dans le monde scientifique et qui voudrait que l'apprentissage de la chimie organique soit placée au même titre que celui de la lecture. Est-il raisonnable de nos jours de penser (comme certains des scientifiques) que : «Tout honnête homme du 21 ème siècle se doit d'avoir des notions de chimie organique»? Matériels didactiques nécessaires Cours 101-NYA-05 - Chimie du vivant, Prof. Ali Bayané Campbell, N. A. et J. B. Reece Biologie. 3 e édition. ERPI, Saint-Laurent. Page pages Synthèse et question (s) de relance -Trouver les molécules chimiques constituants la structure des organismes vivants - Trouver les structures et les rôles des électrolytes dans le fonctionnement du vivant - Connais-toi, toi-même (Socrate), quel impact la connaissance de toi peut avoir sur ta vie? Temps total alloué à l'activité Lecture du prosit (situation-problème) Clarification des termes Lecture individuelle Retour en équipe et discussion autour des hypothèses Synthèse et compléments en grand groupe 30 minutes 2 min 2 min 2 min 10 min 14 min

4 L'EAU ET LES SELS MINÉRAUX LES MACROMOLÉCULES: Glucides, Protéines, Lipides, Acides Nucléiques

5 CONSTITUTION CHIMIQUE DU VIVANT Eau, Minéraux, Proteines, Lipides, Carbohydrates, Acides Nucléiques

6 L'EAU Propriétés et Rôles

7 L EAU ET SES PROPRIÉTÉS Rôle de solvant pour de nombreuses molécules : Les molécules solubles dans l eau dites hydrosolubles* forment avec l eau un mélange homogène appelé solution (ex : glucides (sucre en morceau qui se dissout dans le thé, le café attention plus facile si eau chaude, protéines, éléments minéraux, certaines vitamines et certains gaz) Les molécules insoluble dans l eau dites hydrophobes* (peur de l eau) forment avec l eau des émulsions (ex : lipides)

8 L EAU ET SES PROPRIÉTÉS Rôle dans le transport des molécules : elle véhicule les nutriments, les gaz respiratoires et les déchets. Rôle de réactif, elle participe à de nombreuses réactions chimiques : hydrolyse*, hydratation Rôle de régulateur thermique essentiel de l organisme (diminution de la T C du corps par sudation) Rôle d amortisseur en cas de choc ex : le liquide céphalo rachidien qui protège le cerveau des chocs

9 L EAU ET SES PROPRIÉTÉS Besoin en eau 2.5 litres d eau dont 1.5 litre d eau et 1 litre d aliment Activité métabolique (ex : activité physique) Environnement (ex : climat) Perte en eaux Transpiration, Respiration, Excrétion urinaire et fécale

10 MINÉRAUX Propriétés et Rôles

11 LES ELEMENTS MINERAUX Les Macro-éléments: calcium, phosphore, sodium, potassium, magnésium, fer et chlore Les Micro-éléments ou oligo-éléments Chrome, zinc, cobalt, cuivre, fluor, iode, sélénium, manganèse

12 LES ELEMENTS MINERAUX Rôles Carence Macroéléments Oligo-éléments Calcium: Ca 2+ / Phosphore: P Sodium: Na / Potassium: K Fer : Fe Iode : I Construction et rigidité des os et des dents, régulation de contraction musculaire, etc. Transport membranaire, circulation de l eau et des minéraux dans les cellules Transport de l oxygène dans les globules rouges Essentiel à la fabrication de la TSH (thyroid-stimulating-hormone) Iode + tyrosine = Tyroxine Trouble de croissance, fragilité squelettique, crampes (hyperexcitabilité neuromusculaire), risques hémorragique Déshydratation Anémie : baisse du nombre de globules rouges. Déficience thyroïdienne : Fatigue, mains et pieds froids, trous de mémoire, faiblesse musculaire Fluor : F Solidité des os et dents Altération de l émail des dents, fragilité des os Zinc : Zn Participe à la croissance et au défenses immunitaires Trouble de croissance chez enfant, retard de puberté, infections à répétition

13 EAU ET MINÉRAUX Consolidation EAU Pourcentage du poids du corps d un adulte : 60 à 70 % de la masse totale de l adulte Besoins quotidien en eau : 2.5 litres d eau dont 1.5 litre d eau et 1 litre d aliment Rôles: transport, régulateur thermique, amortisseur; réactif. Pertes: transpiration, respiration, excrétion, urinaire, et fécale ELÉMENTS MINERAUX Oligo-éléments: Rôle fonctionnel : Iode, Fluore, Zinc, Cuivre Macro-éléments : Rôle fonctionnel et structurel: Calcium, Sodium, Magnésium, Fer Role des minéraux : plastique et fonctionnel Le rôle principal du calcium est : Minéralisation des os et les dents, contraction musculaire

14 GLUCIDES Propriétés et Rôles

15 GLUCIDES Glucide: désigne les sucres et leurs polymères. Monosaccharide 3 à 6 atomes de carbone. Monosaccharide Polysaccharides: Amidon, Glycogène, Cellulose Disaccharide

16 GLUCIDES Source d énergie Le glucose est le principal composé nutritif de la cellule Participent à la formation d autres molécules o Associés à des bases azotées cycliques et à des groupements phosphate ils forment les nucléotides qui eux-mêmes conduiront aux acides nucléiques (ADN et ARN) o Associés à des lipides (glycolipides) et des protéines (glycoprotéines) pour former des: Constituants de la membrane cellulaire Molécules de reconnaissance de soi (complexe majeur d'histocompatibilité); Molécules d adhérence cellulaire; Molécules circulant dans le sang (ex : facteur de coagulation)

17 LIPIDES Propriétés et Rôles

18 LIPIDES Molécules biologiques insolubles dans l'eau (hydrophobes) Esters d'acides gras et de différents alcools : glycérol, cholestérol, Constituants essentiels des membranes biologiques. Par leur imperméabilité ils permettent de limiter les différents compartiments des cellules.

19 LIPIDES

20 LIPIDES Source d énergie: 2 fois plus énergétique que les glucides Constituants essentiels des membranes biologiques Les phospholipides Les glycolipides Constituants des hormones stéroïdes : testostérone, oestrogènes, hormones thyroïdiennes, etc. Vitamines: D, A, E, etc. Imperméabilité permettant de limiter les compartiments des cellules.

21 1. Activité de consolidation: Eau; Minéraux; Glucides; Lipides 2. Suite Macromolécules : - Protéines; Acides Nucléiques 3. La Cellule FIN