Biologie – Module I
Partie I : Unicité du monde vivant - Origine de la vie et molécules de la vie
I. Introduction générale
A. Introduction à la biologie – Définition
Biologie :
• « bios » signifiant la vie, les êtres vivants
• « logos » signifiant « l’étude de »
• La biologie est donc l’étude de la vie et des êtres vivants.
Un organisme vivant :
• Constitué d’une ou de plusieurs cellules organisées.
• A besoin d’énergie
• Capable de se reproduire et de grandir (croissance).
® Tout être vivant à la capacité de se reproduire, c’est-à-dire de donner des descendants
viables capables eux aussi de se reproduire entre eux afin de perpétuer l’espèce.
® Tout être vivant à la capacité de grandir, c’est-à-dire de se développer afin de survivre et
de se reproduire.
Les organismes vivants ont donc besoin d’énergie et cette énergie est produites par des fonctions
physiologiques essentielles (tant au niveau cellulaire qu’au niveau de l’organisme dans son
entièreté) :
• La nutrition :
La cellule respire (mitochondrie), se nourrit, digère (transport membranaire, phagocytose,
exocytose). ® Fonctionnement de la cellule ® Fonctionnement de l’organisme
• La digestion :
o Au niveau de la cellule :
® Transport membranaire
¨ Par phagocytose (assimilation de la nourriture)
¨ Digestion (fusion des particules avec les lysosomes)
¨ Exocytose (élimination des déchets en sortant de la cellule).
! Phagocytose : déformation de la membrane et entrée des particules. Mécanisme permettant
aux cellules d’internaliser des particules et des micro-organismes et de les digérer.
! Exocytose : mécanisme durant lequel les substances contenues dans le cytoplasme de la
cellule sont enveloppées par la membrane de cette cellule pour être éjectées vers
l’extérieur.
o Au niveau de l’organisme :
® Le système digestif
, • L’excrétion
o Au niveau de la cellule :
Exemple : la paramécie,
! Paramécie : un eucaryote unicellulaire, qui se contracte pour
éliminer les déchets par des petites vacuoles pulsatiles. Ces petites
vacuoles permettent de contrôler la quantité d’eau et d’ions au
sein de la paramécie.
o Au niveau de l’organisme :
Le système urinaire/excréteur (reins) qui permet d’éliminer les déchets azotés.
• La respiration et la circulation :
La respiration et la circulation sont étroitement liées.
o Au niveau de la cellule :
La respiration se fait par diffusion simple
! Diffusion simple : par transport membranaire des gaz respiratoires (O2
et CO²) dans tous types de cellules.
o Au niveau de l’organisme :
Le système respiratoire et le système circulatoire.
Les rôles de l’énergie :
• Locomotion : l’énergie permet de se déplacer
• Catabolisme (réaction de dégradation) : l’énergie permet de dégrader, de brûler des
composés
• Anabolisme (réaction de synthèse) : l’énergie permet la synthèse de nouvelles
structures
Þ Toutes ses fonctions physiologiques sont assurées par des réactions qui constituent le
métabolisme.
! Le métabolisme : est l’ensemble des réactions chimiques au sein d’un organisme ou une
cellule.
Le métabolisme peut se subdiviser en deux catégories de réactions : l’anabolisme et le catabolisme.
Þ L’anabolisme : est la synthèse des composés complexes à partir de composés simples
; consommation d’énergie. (« anabolê » = ascension)
Þ Le catabolisme : est la dégradation de composés complexes en composés simples.
(« kata » = en arrière)
Pourquoi étudier la cellule, le lien cellule-organisme ?
L’étude du fonctionnement de la cellule permet
® Une extrapolation vers l’étude du fonctionnement de l’organisme entier (état sain ou
pathologique).
® Faire des parallèles entre le fonctionnement de la cellule et le fonctionnement de
l’organisme.
, La vie et la biologie :
! La vie : la propriété propre aux êtres vivants de pouvoir accomplir les fonctions
physiologiques nécessaires à leur bon fonctionnement.
! La biologie : est la science qui étudie ces organismes vivants et comment ils interagissent
entre eux et avec leur environnement.
Les organismes vivants :
! Un organisme pluricellulaire / cellules : est un ensemble de cellules ;un ensemble de petites
unités structurales, fonctionnelles (fonctions assurées par le métabolisme) et délimitées par
une membrane plasmique, capables de survivre, de reproduire de manière autonome
(autoreproduction), de s’adapter à leur environnement et de mourir
Les grands principes des caractéristiques de la vie :
• Ordre et hiérarchie : tout être vivant possède une structure, une organisation
o Chaque structure possède une fonction propre
§ La structure est modifiée ® la fonction l’est aussi
® Ce sont deux aspects fortement liés.
• Capacité de reproduction : génération d’individus semblables avec les mêmes structures
fonctionnelles afin de perpétuer l’espèce.
o Contre-exemple : les virus doivent infecter une cellule pour pouvoir se
reproduire/survivre.
• Capacités de croissance et de développement : permettant aux individus d’être aptes à
survivre et à perpétuer l’espèce.
• Capacité à produire et à utiliser de l’énergie.
• Capacité d’homéostasie : les êtres vivants peuvent utiliser des matériaux afin de se maintenir
dans des conditions physiologiques de survie et pour s’adapter à son environnement.
o Cette capacité est assurée par les systèmes nerveux et endocrinien.
• Capacité d’adaptation (au milieu) et d’évolution (afin de survivre) : les êtres vivants
s’adaptent et évoluent grâce à des interactions avec d’autres organismes et d’autres
milieux/environnements.
Partie I : Unicité du monde vivant - Origine de la vie et molécules de la vie
I. Introduction générale
A. Introduction à la biologie – Définition
Biologie :
• « bios » signifiant la vie, les êtres vivants
• « logos » signifiant « l’étude de »
• La biologie est donc l’étude de la vie et des êtres vivants.
Un organisme vivant :
• Constitué d’une ou de plusieurs cellules organisées.
• A besoin d’énergie
• Capable de se reproduire et de grandir (croissance).
® Tout être vivant à la capacité de se reproduire, c’est-à-dire de donner des descendants
viables capables eux aussi de se reproduire entre eux afin de perpétuer l’espèce.
® Tout être vivant à la capacité de grandir, c’est-à-dire de se développer afin de survivre et
de se reproduire.
Les organismes vivants ont donc besoin d’énergie et cette énergie est produites par des fonctions
physiologiques essentielles (tant au niveau cellulaire qu’au niveau de l’organisme dans son
entièreté) :
• La nutrition :
La cellule respire (mitochondrie), se nourrit, digère (transport membranaire, phagocytose,
exocytose). ® Fonctionnement de la cellule ® Fonctionnement de l’organisme
• La digestion :
o Au niveau de la cellule :
® Transport membranaire
¨ Par phagocytose (assimilation de la nourriture)
¨ Digestion (fusion des particules avec les lysosomes)
¨ Exocytose (élimination des déchets en sortant de la cellule).
! Phagocytose : déformation de la membrane et entrée des particules. Mécanisme permettant
aux cellules d’internaliser des particules et des micro-organismes et de les digérer.
! Exocytose : mécanisme durant lequel les substances contenues dans le cytoplasme de la
cellule sont enveloppées par la membrane de cette cellule pour être éjectées vers
l’extérieur.
o Au niveau de l’organisme :
® Le système digestif
, • L’excrétion
o Au niveau de la cellule :
Exemple : la paramécie,
! Paramécie : un eucaryote unicellulaire, qui se contracte pour
éliminer les déchets par des petites vacuoles pulsatiles. Ces petites
vacuoles permettent de contrôler la quantité d’eau et d’ions au
sein de la paramécie.
o Au niveau de l’organisme :
Le système urinaire/excréteur (reins) qui permet d’éliminer les déchets azotés.
• La respiration et la circulation :
La respiration et la circulation sont étroitement liées.
o Au niveau de la cellule :
La respiration se fait par diffusion simple
! Diffusion simple : par transport membranaire des gaz respiratoires (O2
et CO²) dans tous types de cellules.
o Au niveau de l’organisme :
Le système respiratoire et le système circulatoire.
Les rôles de l’énergie :
• Locomotion : l’énergie permet de se déplacer
• Catabolisme (réaction de dégradation) : l’énergie permet de dégrader, de brûler des
composés
• Anabolisme (réaction de synthèse) : l’énergie permet la synthèse de nouvelles
structures
Þ Toutes ses fonctions physiologiques sont assurées par des réactions qui constituent le
métabolisme.
! Le métabolisme : est l’ensemble des réactions chimiques au sein d’un organisme ou une
cellule.
Le métabolisme peut se subdiviser en deux catégories de réactions : l’anabolisme et le catabolisme.
Þ L’anabolisme : est la synthèse des composés complexes à partir de composés simples
; consommation d’énergie. (« anabolê » = ascension)
Þ Le catabolisme : est la dégradation de composés complexes en composés simples.
(« kata » = en arrière)
Pourquoi étudier la cellule, le lien cellule-organisme ?
L’étude du fonctionnement de la cellule permet
® Une extrapolation vers l’étude du fonctionnement de l’organisme entier (état sain ou
pathologique).
® Faire des parallèles entre le fonctionnement de la cellule et le fonctionnement de
l’organisme.
, La vie et la biologie :
! La vie : la propriété propre aux êtres vivants de pouvoir accomplir les fonctions
physiologiques nécessaires à leur bon fonctionnement.
! La biologie : est la science qui étudie ces organismes vivants et comment ils interagissent
entre eux et avec leur environnement.
Les organismes vivants :
! Un organisme pluricellulaire / cellules : est un ensemble de cellules ;un ensemble de petites
unités structurales, fonctionnelles (fonctions assurées par le métabolisme) et délimitées par
une membrane plasmique, capables de survivre, de reproduire de manière autonome
(autoreproduction), de s’adapter à leur environnement et de mourir
Les grands principes des caractéristiques de la vie :
• Ordre et hiérarchie : tout être vivant possède une structure, une organisation
o Chaque structure possède une fonction propre
§ La structure est modifiée ® la fonction l’est aussi
® Ce sont deux aspects fortement liés.
• Capacité de reproduction : génération d’individus semblables avec les mêmes structures
fonctionnelles afin de perpétuer l’espèce.
o Contre-exemple : les virus doivent infecter une cellule pour pouvoir se
reproduire/survivre.
• Capacités de croissance et de développement : permettant aux individus d’être aptes à
survivre et à perpétuer l’espèce.
• Capacité à produire et à utiliser de l’énergie.
• Capacité d’homéostasie : les êtres vivants peuvent utiliser des matériaux afin de se maintenir
dans des conditions physiologiques de survie et pour s’adapter à son environnement.
o Cette capacité est assurée par les systèmes nerveux et endocrinien.
• Capacité d’adaptation (au milieu) et d’évolution (afin de survivre) : les êtres vivants
s’adaptent et évoluent grâce à des interactions avec d’autres organismes et d’autres
milieux/environnements.
