Cours 2019-2020

Biologie générale [MBIOB130]

  • 9 crédits
  • 70h+10h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Français

Acquis d'apprentissage

A la fin du cours, l’étudiant doit être capable de/d’

  • Mémoriser et comprendre les concepts principaux, les techniques de base (microscopie et autres) et de fonctions biologiques fondamentales, en intégrant les différents niveaux d'organisation, de complexité et de diversité du vivant (molécule, organite, cellule, tissu, organe, organisme, population, ...)
  • Aborder la matière de manière transversale (biologie intégrative)
  • Maîtriser les connaissances de base de la biochimie descriptive, de la biologie cellulaire et de la génétique
  • Comprendre les origines de la vie, la diversification et la complexification croissante du monde vivant, avec la mise en place des principaux organes et systèmes chez les organismes pluricellulaires
  • Se familiariser avec un certain nombre de parasites, leurs cycles complexes et les symptômes qu’ils provoquent chez l’homme
  • Intégrer les processus évolutifs en y situant l'espèce humaine et ses origines
  • D’utiliser un microscope et de reproduire/décrire fidèlement les structures qu'il doit observer
  • Maîtriser le vocabulaire relatif à la matière

 

 

Objectifs

L’objectif du cours est de donner à l’étudiant une vision transversale du vivant de la molécule à l’organisme, en intégrant les différents niveaux d'organisation, de complexité et de diversité du vivant (molécule, organite, cellule, tissu, organe, organisme, population, ...) et les aspects évolutifs, tout en l’initiant aux techniques de base comme la microscopie. Le cours vise aussi une formation de base en biologie cellulaire et en génétique.

Contenu

  1. Faire connaître et reconnaître les principaux groupements fonctionnels, les principales biomolécules en terme de structure-fonction
  2. Comparer les différents types de communication cellulaire et voies de signalisation
  3. Etudier les phases des deux types de division cellulaire (mitose et méiose)
  4. Développer les concept d'hérédité, de transmission de gènes et rôle des chromosomes et de l'ADN
  5. Développer les concepts de membranes et compartiments cellulaires. Intégration des différents compartiments et de leurs fonctions dans différents types cellulaires
  6. Développer les concepts de génotype et phénotype (gènes et fonctionnement : transcription, traduction, et identifier les mécanismes du contrôle de l'expression génique)
  7. Etudier et comparer la complexification et diversification du monde animal d'un point de vue évolutif (Protistes, Helminthes, Insectes et Mammifères/Primates)
  8. Etudier certains cycles de parasites en reliant cycle et symptômes
  9. Développer les concepts de l'évolution et des origines des espèces (illustrés pour l'homme) avec les théories explicatives

Table des matières

Partie 1 : Introduction à la vie/base moléculaire du vivant

  • Chapitre 1 Raven : La biologie …une science/caractéristiques du vivant
  • Chapitre 2 (2.4) Raven : L’eau, un composé vital
  • Chapitre 3 Raven + autres supports : Les matériaux de construction de la matière vivante et les molécules de la vie : structure générale des macromolécules et de leurs monomères
    • Les glucides
    • Les acides nucléiques
    • Les protéines
    • Les lipides

Partie 2 : Biologie cellulaire

  • Chapitre 4 Raven + autres supports : Structure de la cellule

A. Introduction à la microscopie et aux préparations des cellules et tissus pour leurs analyses en microscopie optique et électronique YP 

  • LES PRINCIPAUX OUTILS DE L'ETUDE DES CELLULES (ET DES TISSUS)

1. Principes generaux de microscopie et microscopie optique

  • 1.1. Le microscope optique et ses variantes
  • 1.2.  La préparation des cellules et tissus pour la microscopie
  •            optique

2. La microscopie Electronique A transmission

  • 2.1.         Le microscope électronique à transmission (TEM)
  • 2.2.      Préparation des cellules et tissus pour la microscopie
               électronique à transmission
  • 2.3.  La préparation de répliques de surface
  • 2.4.      La cryofracture
  • 2.5   La coloration négative

3. La MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE

  • 3.1.       Le microscope électronique à balayage
  • 3.2. La préparation des tissus pour la microscopie électronique à balayage

4. La localisation specifique des macromolecules

  • 4.1.       Cytochimie enzymatique
  • 4.2.       Les immunomarquages
  • 4.3.  L'hybridation in situ

5. La culture cellulaire

6. Le fractionnement subcellulaire

 

B) Organisation cellulaire comparative chez les Procaryotes et chez les Eucaryotes [animaux, végétaux, champignons] (y  inclus les hypothèses sur les origines de la cellule eucaryote)

 

C) Description et fonctions des organites, du réseau membranaire interne et du cytosquelette  

LA CELLULE ET SES STRUCTURES.

1. La surface cellulaire

  • 1.1.  Les membranes biologiques et la membrane plasmique en particulier.

2. LE NOYAU CELLULAIRE

  • 2.1. Caractéristiques générales des noyaux
  • 2.2.  Structure et composition du noyau

3. RIBOSOMES ET SYSTEME CYTOMEMBRANAIRE.

  • 3.1.  Les ribosomes
  • 3.2.  Le système cytomembranaire

4. LES MITOCHONDRIES

  • 4.1.  Caractéristiques générales
  • 4.2.  Structure

5. LES PEROXYSOMES

  • 5.1.  Caractéristiques générales
  • 5.2.  Distribution et ultrastructure
  • 5.3.  Fonction et biogenèse des peroxysomes
  • 5.4.  Hypothèses sur l’origine et le rôle des peroxysomes

6. LE CYTOSQUELETTE

  • 6.1.  Les microfilaments d'actine
  • 6.2.  Les filaments intermédiaires
  • 6.3.  Les microtubules
  • Chapitre 5 Raven + autres supports : Structure et fonctions des membranes biologiques 
  • Transports passif et actif, endocytose et exocytose
  • Chapitre 9 Raven + autres supports : Interactions et communication cellulaires 
  • Morphologie et composition des jonctions intercellulaires et à la matrice extracellulaire
  • Communications  directe, locale et à distance, types de récepteurs, …
  • Parcours de l’information reçue dans la cellule : réception, notion de transduction, réponses cytoplasmiques et nucléaires 
  • Chapitre 10 Raven : Division cellulaire  chez les eucaryotes et procaryotes
  • L’ADN
  • Fonctions essentielles de la division cellulaire
  • Les chromosomes chez les eucaryotes
  • Mitose et cycle cellulaire animal/végétal
  • (Dé)Régulation et contrôle du cycle cellul            aire – cas des cancers

Partie 3 : Génétique et biologie moléculaire  

  • Chapitre 11 Raven : Reproduction sexuée et méiose
  • Introduction à l’hérédité
  • Rôle de la méiose dans  la reproduiction sexuée
  • La méiose 
  • Comparaison mitose-méiose 
  • Origines de la variation génétique
  • Chapitres 12 ET 13 Raven : Hérédité: gènes et les chromosomes
  • Introduction - Notions de gène codant et non codant, allèle, dominance, récessivité, dominance incomplète, codominance, polyallélie, monohybridisme, dihybridisme, gènes liés, gènes indépendants, crossing-over, backcross …
  • Expériences et lois de de Mendel
  • Transmission de gènes autosomiques et liés au sexe, hérédité extrachromosomique 
  • Anomalies chromosomiques de nombre et de structure des autosomes et des chromosomes sexuels
  • Chapitre 14 Raven : l'ADN: matériel génétique
  • L’ADN  comme matériel génétique
  • La double hélice de l’ADN
  • Réplication de l’ADN chez les Procaryotes et Eucaryotes
  • Mécanismes de correction et de réparation, réplication des télomères
  • Chapitre 15 Raven : Expression génique : les gènes et leur fonctionnement
  • Introduction
  • Synthèse des protéines - Transcription et traduction chez les Procaryotes et Eucaryotes 
  • ARN non codants 
  • Chapitre 16 Raven : Génomes et contrôles de l’expression génique
  • Structure de la chromatine
  • Régulation de l’expression génique
  • Organisation et évolution du génome eucaryote
  • Chapitre 28 Raven (point 28.4) : Génétique des Procaryotes  
  • Organisation du génome bactérien  et opérons
  • Transformation, conjugaison et transduction 
  • Chapitre 27 Raven : Génétique des Virus
  • Structure des virus
  • Caractéristiques générales des cycles de réplication
  • Chapitre 17 Raven : Biotechnologies
  • Manipulation de l’ADN et clonage
  • Le génie génétique – procédures
  • La biotechnologie : la base d’une révolution scientifique

Partie 4  Diversification du vivant et aspects évolutifs

4.1. Vue d’ensemble de la diversité du monde vivant – Les domaines et règnes (Raven chapitre 26)

4.2. Les protistes, leur diversité et leurs rôles en pathologie humaine (Raven  chapitre 29)

4.2.1. Présentation générale

4.2.2. Quelques exemples

4.3. Le passage à la pluricellularité – les hypothèses et apparition des 3 grands  règnes des organismes pluricellulaires: végétaux, eumycètes (ou champignons) et animaux

4.4. Le monde animal et les grandes transitions évolutives

- Le passage des diplo- aux triploblastiques et l’importance du coelome (Raven chapitre 32)

- Présentation générale des Plathelminthes (triploblastiques acoelomates) (Raven chapitre 33)

- Présentation générale des Némathelminthes (triploblastiques pseudocoelomates) (Raven chapitre 33)

- Présentation générale des coelomates : les protostomiens (cas des Arthropodes) et les deutérostomiens (cas des Mammifères)

- Introduction à la systématique (Raven chapitre 23)

4.5. L'émergence de l’Homme et sa place dans la diversité du vivant (Raven 35.9)

4.6. Concept et théories de l’évolution

  • Bref historique (avec le Lamarckisme)
  • Darwinisme (Raven 1.3) et Néo-Darwinisme  - Concept de la sélection naturelle
  • Les arguments en faveur de l’évolution (Raven chapitre 21)

4.7. Mécanismes de l’évolution et génétique des populations (Raven chapitre 20) 

  • Equilibre de Hardy-Weinberg
  • Facteurs responsables de la microévolution
  • Origine et intérêt de la variation génétique

4.8. Spéciation et macroévolution (Raven chapitre 22)

  • Définition de l’espèce
  • Modes de spéciation
  • Mécanismes d’isolement reproductif
  • Introduction à la macroévolution

 

Description des exercices

Y. Poumay: Une séance de TP portant sur la reconnaisance des organites fait partie de la matière du cours.

M. Raes: La présence aux séances de TP est obligatoire sauf pour les étudiants qui doivent représenter l'unité d'enseignement, mais qui ont déjà participé une fois aux séances de TP. L'étudiant doit apprendre à reproduire fidèlement les observations qu'il aura l'occasion de faire durant les 3 séances prévues (et non pas faire des schémas théoriques):

  1. Séance 1 – Introduction à l’utilisation d’un microscope et protistes
  2. Séance 2 – Vers parasites – plathelminthes et nématodes
  3. Séance 3 – Dissection de la souris

 

Disciplines

Biologie générale
Sciences exactes et naturelles

Méthodes d'enseignement

Cours magistraux utilisant supports PPT, tablette graphique et tableau. Lectures et ressources complémentaires mises à disposition. Les cours sont soutenus par des illustrations disponibles  sur Webcampus. Les N° de figures sont à chaque fois précisés pour que l'étudiant puisse facilement les retrouver dans le livre de référence et une table de matière est régulièrement projetée pour que l'étudiant puisse de situer par rapport à la matière, sans difficulté. Les liens avec les TP seront à chaque fois clairement précisés. La matière est tout ce qui est vu durant les cours.

Pour la partie de Yves Poumay, un texte de syllabus disponible sur Webcampus peut aider à la compréhension lors de l'étude. Son contenu déborde parfois de la matière.

Le cours théorique se complète par 4 séances de TPs:

Pour la partie BIO animale (M. Raes – assistante : Morgane Canonne) (présence obligatoire)

  • Séance 1 – Introduction à l’utilisation d’un microscope et protistes
  • Séance 2 – Vers parasites – plathelminthes et nématodes
  • Séance 3 – Dissection de la souris

Pour la partie CYTOLOGIE (Y. Poumay – assistante : Caroline Canon )

  • Séance – Reconnaissance des organites

Dans la mesure du possible et en fonction de la matière, des actualités scientifiques « grand public » seront évoquées au cours (par exemple la découverte d'un nouveau fossile ou d'une nouvelle espèce, le point sur le vaccin contre la malaria, ...).

Mode d'évaluation

L'examen est un examen intégré se présentant sous la forme d'un QCM. Le questionnaire reprendra 70 questions de théorie et 9 questions relatives aux TPs. La répartition des questions se fera au prorata de l'importance du volume horaire des différents intervenants dans le cours.

En cas d'absence non justifiée à une séance de TP la note globale sera affectée par un malus de -1 point/séance manquée. Une attitude inadéquate répétitive aux TP (pour les détails, voir les notes et les infos données en séance des TP) pourra également être sanctionnée par un malus. Le malus n'intervient qu'une seule fois  pour la session de janvier.

Les séances de TP feront aussi l'objet d'une évaluation continue. La grille avec les critères est intégrée dans les notes de TP. Cette évaluation comptera pour 2 points sur la note finale de 20 pour l'évaluation globale de l'unité d'enseignement.

Les modalités exactes de l’évaluation sont susceptibles d’être modifiées lors de l’élaboration des horaires d’examens, en fonction des contraintes pratiques auxquelles l’administration facultaire peut être confrontée, ou en cas de maladie/cas de force majeure/empiètement avec un stage, empêchant l’étudiant de présenter son examen à la date initialement prévue.

Sources, références et supports éventuels

Biologie (Raven, dernière édition), Biologie (Campbell, dernière édition), Supports de cours PPT (WEBCAMPUS)

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté de médecine
rue de Bruxelles
61
5000 NAMUR
T. 081724347
F. 081724327
administration-medecine@unamur.be

Cycle

Etudes de 1er cycle
BlocCrédits
Bachelier en médecine19