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Éléments de physiologie musculaire
Introduction
Généralités sur les cellules
Enzymes et voies métaboliques
Principes et mécanismes de conversion d’énergie dans la cellule
Le système nerveux
La transmission chimique endocrine
Atomes et principales molécules
PLAN DU COURS
1ère PARTIE
INTRODUCTION
GENERALE
1ère PARTIE : Introduction au cours
Met en rapport l’organisme avec le milieu extérieur.
NUTRITION :
Assure la vie des cellules et de l’organisme.
REGULATION :
Assure adaptation fonctionnelle et bon
fonctionnement des organes.
REPRODUCTION :
Assure la survie de l’espèce.
RELATION
LES GRANDES FONCTIONS DE L’ORGANISME
1ère PARTIE : Introduction au cours
ORGANISME = Ensemble des structures qui constituent l'être
vivant.
APPAREILS :Ensemble d'organes contribuant à la réalisation d’une même tâche ou à une même fonction de l'organisme.
1ère PARTIE : Introduction au cours
Appareil Digestif :
assure transformations mécanique et chimique des aliments.
Appareil Respiratoire :
assure l’apport d’oxygène et le rejet du gaz carbonique.
Appareil Excréteur :
assure élimination des déchets de la vie cellulaire.
Appareil Circulatoire :
transport de l’oxygène et des nutriments à toutes les cellules.
1ère PARTIE : Introduction au cours
Système nerveux :
commande la musculature
reçoit les informations sur l’environnement.
Système musculaire :
assure la mobilité du squelette.
Système squelettique :
forme l’ossature du corps.
1ère PARTIE : Introduction au cours
ORGANISME =
Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.
ORGANISME =
Ensemble des structures qui constituent l'être vivant. Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.
ORGANE : Contribue au fonctionnement de l'appareil auquel il appartient.
Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe.
APPAREIL
1ère PARTIE : Introduction au cours
OesophageEstomacIntestin grêle et côlonGlandes digestives (salivaires, foie, pancréas…)
Voies aériennes supérieures (fosses nasales, pharynx, larynx, trachée)PoumonsCage thoracique, muscles inspirateurs, plèvre
Appareil Circulatoire :
Appareil Respiratoire :
Appareil Digestif :
Appareil Excréteur :
CoeurVaisseaux sanguins (artères et veines, capillaires,…)
BouchePharynx
Rectum
BassinetsUretères
UrètreVessie
Reins
1ère PARTIE : Introduction au cours
TISSUS :Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques (même structure, même fonction).
APPAREILS :
ORGANISME :
ORGANES :
1ère PARTIE : Introduction au cours
Tissu vasculaire :
Tissu musculaire :
Tissu nerveux :
LES TISSUS :
strié
lisse
1ère PARTIE : Introduction au cours
ORGANISME :
CELLULES
Ensemble des structures qui constituent l'être vivant.
APPAREILS : Ensemble d'organes contribuant à la réalisation d’une même fonction de l'organisme.
ORGANES :
Contribuent au fonctionnement de l'appareil auquel ils appartiennent.
Organe = association de plusieurs tissus qui accomplissent chacun une fonction au sein de l'organe.
TISSUS : Regroupement de nombreuses cellules qui possèdent toutes les mêmes caractéristiques même structure, même fonction).
1ère PARTIE : Introduction au cours
Tissu vasculaire :
Tissu musculaire :
Tissu nerveux :
strié
lisse
LES TISSUS : LES CELLULES :
Cellule musculaire striée
Hématies
Neurone
1ère PARTIE : Introduction au cours
LA CELLULE
La cellule est la plus petite unité capable de
manifester les propriétés du vivant.
Elle synthétise l'ensemble de ses
constituants en utilisant les éléments du
milieu extracellulaire. Elle croît et se multiplie.
1ère PARTIE : Introduction au cours
En résumé :
2ème PARTIE
GENERALITES SUR LES
CELLULES
Les cellules procaryotes et eucaryotes
Principaux organites cellulaires
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …
Organites :
CELLULE :
Molécules : Une molécule est une entité chimique formée de plusieurs atomes liés entre eux.
Atomes : C'est le constituant essentiel de la matière.
1A°(10-10m) ; 1,7 . 10-27 kg.
• Compartiments cellulaires contenus dans le cytoplasme de chaque cellule eucaryote.
• Agissent dans la cellule comme les organes agissent dans le corps.
• Mesurent entre 1 et 5 µm.
Plus petite unité structurelle et fonctionnelle des êtres vivants.
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …
- les Bactéries,
- les Cyanophycées,
- les Mycoplasmes.
Les cellules procaryotes:
Cellules les moins évoluées
Structure interne très simple
Dimension de l’ordre du micron
On trouve parmi les Procaryotes:
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …
Elles ne possèdent pas de noyau !
Matériel génétique constitué d’un seul chromosome formé d'ADN.
Aucune enveloppe ne sépare le matériel génétique du cytoplasme.
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …
Exemple, les bactéries :
. Formes : sphérique ou en bâtonnet
. La Paroi :
- structure de protection
- confère la forme à la bactérie
- parfois recouverte d’une capsule
. Membrane plasmique :
. Division par scissiparité
délimite le compartiment cytoplasmique
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Procaryotes, eucaryotes …
Les cellules eucaryotes:
.
Le matériel génétique est contenu dans un organite limité par une enveloppe.
Niveau d’organisation complexe
Taille ~ 10 à 100 x celle des procaryotes.
- les Protozoaires formés par une seule cellule libre, souvent capables de se mouvoir (Amibes, Paramécies, Euglena)
On distingue:
- les Métazoaires (animaux, plantes) dont les cellules sont groupées en tissus
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites
Le noyau
Il comprend :
- Le nucléole
- Le nucléoplasme
- La membrane nucléaire
- Les pores nucléaires
- La chromatine (ADN)
Chromatine condensée
= CHROMOSOMES
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules
Les Mitochondries
Elles comprennent :
- La membrane externe
- L’espace intermembranaire
- La membrane interne
- La matrice
- Les crêtes
Leurs rôles :
. Responsables de la respiration cellulaire
. Fonction principale = production d’ATP
Matrice
Principaux organites
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules
Le réticulum endoplasmique
2 types de réticulum dans une même cellule :
- granulaire (rugueux) = avec ribosomes
- agranulaire (lisse) = sans ribosome
Leur rôle :
Le réticulum endoplasmique lisse sert au métabolisme des lipides
- RUGUEUX = sert à la synthèse des protéines
- LISSE = sert au métabolisme des lipides
Principaux organites
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites
L’appareil de Golgi
Structure de transition entre Réticulum endoplasmique et espace extracellulaire
Composé de saccules parallèles et de petites vésicules
Rôle :
Lieu de transit et d’élaboration
de plusieurs substances
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites
Les ribosomes
Formés dans le nucléole
Association de protéine et d’ARN
- synthétisent protéines à partir d'acides aminés
Rôle :
- utilisent l'information génétique envoyée des gènes du noyau par les molécules messagères
2ème PARTIE : Généralités sur les cellules Principaux organites
En RESUME …
Appareil de Golgi
Noyau
Mitochondrie
Réticulum endoplasmique
Ribosomes
3ème PARTIE
ATOMES ET PRINCIPALES
MOLECULES
Introduction Rappels Les liaisons chimiques Les acides et les bases Les groupements chimiques et leurs fonctions Les principaux composés biochimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction
99 % du poids
de la cellule.
4 Atomes Principaux:
Carbone : C12
Oxygène : O16
Azote : N14
Hydrogène : H1
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Introduction
Éléments peu représentés mais indispensables à la vie.
Oligoéléments
En particulier,
- Fer (F)
- Cuivre (Cu)
- Iode (I)
Hémoglobine
Cytochrome
H. thyroïdiennes
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels
STRUCTURE DES ATOMES
Le NUAGE ELECTRONIQUE
Proton : particule positive
Neutron : . particule non chargée
. pèse la même masse que le proton.
Electron : . particule négative
. tourne autour du noyau.
Le NOYAU
Composé de Nucléons :
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels
C6
12
A
Z
Symbole de l’élément chimique
L'atome, ou élément chimique, se définit par 2 éléments :
- son nombre de nucléons:
A - son nombre de protons (n°atomique) :
Z
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels
REPRESENTATION SPATIALE
Liaison dans le plan
Liaison en avant du plan
Liaison en arrière du plan
Par convention :
Carbone tétraédrique
C
X2
120 °
X1
X4
X3
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Rappels
LA VALENCE DES ATOMES
Si la valence est de 1 , l’atome est dit MONOVALENT.
‘ ‘ 2 , ‘ ‘ DIVALENT.
‘ ‘ 3 , ‘ ‘ TRIVALENT.
‘ ‘ 4 , ‘ ‘ TÉTRAVALENT.
détermine le nombre de liaisons qu’ un peut établir avec d’autres
atomes.
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les liaisons chimiques
LES LIAISONS CHIMIQUES
La liaison covalente
Un électron de chaque atome participe à laliaison.
Résulte de la mise en commun de 2électrons.
HC HC
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
L’organisation spatiale de la molécule est directement liée aux types de liaisons qu ‘elle comporte.
Plus le nombre d’électrons impliqués dans la liaison est grand :
plus la force de la liaison est importante.
plus l’énergie libérée lors de sa rupture est importante.
Méthane
C
H
HH
H
C CH H
Acétylène
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
LES LIAISONS CHIMIQUES
La notion de polarité
Dans une liaison covalente, chaque atome exerce une force d’attraction sur l’électron mis en commun dans la liaison.Cas de 2 atomes à même pouvoir attracteur :
A ALes électrons sont situés à la même
distance de leur atome d’origine
Molécule apolaire.
A A
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
Cas de 2 atomes à pouvoir attracteur différent :
L’atome ayant le pouvoir attracteur le plus grand devient électronégatif.
(faiblement chargé négativement : δ -)
L’atome ayant la pouvoir attracteur le plus faible devient électropositif.
(faiblement chargé positivement : δ +)
BA
A Bδ- δ+
Molécule polaire.
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
La liaison hydrogène
X Hδ- δ
+δ- δ
+Y Z
Liaison 20 fois plus faible qu’un liaison covalente.
S’établit entre :
- 1 atome d’Hydrogène lié à 1 atome électronégatif - 1 autre atome électronégatif.
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
Exemple de la molécule d’eau:
H
OO
2δ-
δ+
δ+
δ+
δ+
2δ-
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
Rôles de ce type de liaison :
- Cohésion entre les molécule d’eau- Géométrie des protéines
- Appariement des bases de l’ADN
Les liaisons chimiques
La liaison ionique
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules
- Résulte de l’attraction entre un cation et un anion
- La stabilité de la liaison est assurée par interaction
électrostatique
Exemple du chlorure de sodium:
Na Cl
1 e- 7 e-
Na+ Cl-
Cation : ion > 0
Anion : ion < 0
Les liaisons chimiques
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases
Définitions
LES ACIDES ET LES BASES
Acide :- Substance qui libère un proton (H+) en solution
- C’est un accepteur d’électrons
Base :
- Substance qui accepte un proton en solution
- C’est un donneur d’électrons
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases
Acide Base + Proton
AH A- + H +
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases
Notion de pH
L’acidité d’une solution :
- est d’autant plus grande que [H3O+] est grande
- est d’autant plus grande que le pH est faible
- est obtenue par mesure de sa concentration en H+ ou H3O+
- s’exprime en unité pH
pH = -log [H+] = -log [H3O+]
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases
7
14
1
ACIDE
NEUTRE
BASIQUE
Jus de citron 2.5Coca Cola 2.8
Salive 6.4Eau pure
Eau de Javel 11
Plasma sanguin 7.5
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les acides et les bases
Notion de Concentration
n : nombre de mole
m : masse en g
M : masse molaire atomique et/ou moléculaire
Concentration molaire : la mole par litre (mol/l ou M)
Nombre de moles : la mole (mol)
Volume : le litre (l)
LES GROUPEMENTS CHIMIQUES ET LEURS FONCTIONS
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions
Définitions
Carbone fonctionnel : atome de carbone de la chaîne
carbonée sur lequel est fixé le groupement chimique
Groupement chimique :
- association d’atomes liés les uns aux autres par des liaisons covalentes
- se caractérise par ses propriétés chimiques et physiques
- transmet ses propriétés à l’ensemble de la molécule
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions
Les noms des différentes molécules organiques, quels que soient les
groupements fonctionnels, dérivent du nom de l'alcane correspondant :
Groupement hydroxyle (-OH)
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions
Fonction ALCOOL
Partie à compléter
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Les groupements chimiques et leurs fonctions
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
LES PRINCIPAUX COMPOSES BIOCHIMIQUES
Répartition
Eau60%
Protéines17%
Lipides15%
Minéraux5%
Acides Nucléiques
2%
Glucides1%
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Les Glucides
Source principale de l’énergie nécessaire à la vie cellulaire
On distingue : - les monosaccharides
- les disaccharides
- les polysaccharides
Les monosaccharides
Formule générale:
(CH2O)n avec 3 < n < 7
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Aldohéxose- Le Glucose :
Hexose : sucre à 6 atomes de carbone
Aldose :
le 1er Carbone porte une fonction aldéhyde
les autres portent une fonction alcool
OH - C - H
H - C - OH
H - C - OH
CH2OH
H - C - OH
C
OH
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Cétohexose- Le Fructose :
Hexose : sucre à 6 atomes de carbone
Aldose :
le 1er Carbone porte une fonction Cétone
les autres portent une fonction alcool
OH - C - H
H - C - OH
CH2OH
H - C - OH
C O
CH2OH
réactions possibles avec d’autres molécules (glucides, base, etc..)
Propriétés des monosaccharides :
molécules polaires, donc solubles dans l’eau
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Les disaccharides
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Sucres composés de 2 monosaccharides
- SACCHAROSE = 1 GLUCOSE + 1 FRUCTOSE
- LACTOSE = 1 GLUCOSE + 1 GALACTOSE
- MALTOSE = 2 GLUCOSE
Les polysaccharides
3ème PARTIE : Atomes et principales molécules Principaux composés biochimiques
Sucres complexes (jusqu’à 100 monosaccharides)
Représentent une forme de stockage de l’énergie dans la cellule
Quelques exemples
Le Glycogène = forme de stockage du glucose dans les cellules animales
L’Amidon = équivalent du glycogène pour les cellules végétales
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