Origine de la vie

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Laboratoire d’Enseignement de la Biologie

Biologie Cellulaire, Animale et Végétale

1er Bachelier Faculté de MédecineBIME1-DENT1-VETE1

Année académique 2009-2010

Prof. Laurence Ladrière – ULB

-e-mail : laurence.ladriere@ulb.ac.be

-Service de Biologie : Bâtiment GE – partie G2 – Niv 3

-Téléphone : 02/5556787 – 6788

Coordonnées :

• -Site Web : université virtuelle ULB – cours en ligne : • http://uv.ulb.ac.be

Login : …(initiales nom prénom numéro de matricule)

Mot de passe : … (numéro de matricule)

-Cours théoriques :

-Cours à l’Auditoire Bremer – le lundi et vendredi matin de 8h à 10h-Séance d’exercices de génétique : petit auditoire à préciser, bât F

-Séminaires : exposés en auditoire (Bremer ou autre)

-Cours pratiques :Microscopie, dissection, démonstrations : salle de travaux pratiques de biologie – Bâtiment GE – Niv 3 (power point, syllabus, synopsis)

Par groupe de 50 étudiantsTous les jours de la semaine (horaire aux valves) : A, B (Bime, Dent), V (Vete)

-Guidances : Lundi 12h à 14h (petit auditoire à préciser, bât F)

-Tutorat : à préciser (soirée)

Présentation du staff de biologie :

Dr Laurence Ladrière,

Titulaire du Cours de Biologie

BIME1-DENT1-VETE1

Mme Martine Willekens,

Chargée d’Exercices; responsable de guidance

Dr Aouatif Laghmich,

Chargée d’Exercices; responsable de guidance

Mr Zoheir Rachidi,

Chef Technicien; responsable technique

de la salle de TP

Mme Alexandra Geeurrickx,

Secrétaire

GUIDANCE : SECRETARIAT/LOGISTIQUE :

Dr Marie-Claire Tricot,

Chef de Travaux

Temps plein

Mr Geoffrey Gosset,

Assistant

Temps plein

Dr Anne Lambert,

Assistante Chargée

d’exercices 40%

Mr Christian Aimé Kayath,

Assistant Chargéd’exercices 40%

Mme Ielham Hadad,

Assistante Mi-temps

Dr Yves Scailteur,

Assistant Chargéd’exercices 20%

ASSISTANTS :

Objectifs du cours :

-Introduction générale aux concepts fondamentaux de la biologie : Compréhension de ce qu’est une cellule, de sa structure et de son fonctionnement –assise scientifique !

Vous devrez être capable :-d’étendre les notions acquises sur des structures biologiques

simples à des organismes plus complexes,-de dégager et de maîtriser les notions essentielles de biologie

générale qui seront utiles pour aborder des cours plus spécialisés et dans le monde professionnel où vous serez

confronté à la recherche ou au traitement de l’organisme humain ou animal

-dans un futur proche, de mieux comprendre les mécanismes des maladies (pathologiques), à partir notamment des

connaissances de base acquises en biologie.

Pré-requis :

Notions de biologie de base enseignées dans le secondaire.

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage :

-Cours Ex Cathedra avec présentation Power Point et représentations au tableau

-Cours en ligne site UV (ULB)-Cours complet format papier (avec diapositives projetées). -Apprentissage également de la prise de notes (compléments

d’informations donnés lors du cours afin d’annoter certaines diapositives).

Travail personnel requis :

Etude des notes distribuées, des notes prises au cours et documents/illustrations projetés. Complément d’informations

dans la bibliographie suggérée

Evaluation :

Examen écrit (questions ouvertes et/ou à choix multiples) et/ou oral (questions à développement et questions rapides sur

l’ensemble du cours).

Lectures conseillées :

-Dico de BioRomaric Foret, Editions De Boeck Université

-BiologieRaven, Editions De Boeck Université

-BiologieCampbell, Editions De Boeck Université

-Biologie générale – Van Gansen P, Alexandra P – 4è édition Dunod

-Biologie cellulaire et moléculaireKarp, 2ème édition en français (traduit de la 3ème édition), 2007; Editions De Boeck Université

Matières abordées au cours de Biologie :

Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie

Partie II – La Biologie cellulaireII. A. – Les ProcaryotesII. B. – Introduction aux VirusII. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulaires

Partie III - La Génétique mendélienne et Biotechnologie

Partie IV – EvolutionIV. A. – Introduction au Darwinisme et La Génétique évolutive/des populationsIV. B. – Preuves de l’évolutionIV. C. – L’origine des espèces

Matières abordées au cours de Biologie :

Partie V – Diversité de la vie terrestreV. A. Virus et ProcaryotesV. B. – Eléments de Biologie végétale et BotaniqueV. C. – Les Fungi ou champignonsV. D. – Les ProtistesV. E. – Les InvertébrésV. F. - Embryologie des CordésV. G. - Phylum des Cordés

Partie VI – Anatomo-physiologie comparée

Matières abordées au cours de Biologie :

Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie

• 1. Introduction générale au cours de biologie ; notion de cellule et hiérarchisation ; introduction sur les molécules et macromolécules de base (présentées plus en détail dans les différents chapitres ci-dessous en fonction des thèmes concernés)

• 2. Origine de la vie et évolution-Evolution prébiotique : biomonomères, biopolymères, protobiontes, hypothèses d’Oparin, information sur Darwin ; expérience de Miller et Urey-Evolution biologique : apparition de l’information génétique et de la photosynthèse

• 3. Classification des organismes vivants-La notion d’espèce-La nomenclature binomiale-La hiérarchie de la classification-La phylogénie/la systématique biologique

Partie II – La Biologie cellulaire

II. A. – Les Procaryotes

• 1. Introduction• 2. Classification des Procaryotes• 3. Types de bactéries et utilisation• 4. Structure d’une bactérie : description des différentes parties et

fonctions : paroi, capsule, membrane cytoplasmique, ribosome, ADN bactérien, hyaloplasme, flagelles, pili, plasmides

• 5. Synthèse des protéines chez les Procaryotes :

• Présentation générale : caractéristiques et fonctions• Structures des protéines : notion d’acide aminé, de lien peptidique, de

structures primaires à quaternaires• Fonctions cellulaires :

– transformation bactérienne – les différentes étapes de la transcription– application : antibiotiques inhibiteurs de la transcription– notion de code ou dictionnaire génétique– les différentes étapes de la traduction : notion d’ARNm, de ribosome et

d’ARNt– application : antibiotiques inhibiteurs de la traduction

• 6. Génétique des procaryotes :

• Réplication de l’ADN : caractéristiques et principe• Les mutations :

– définition, causes– les différents types de mutations– application : maladies typiques découlant des différents types de mutations– division et caractéristiques de la croissance d’une bactérie

• La culture bactérienne : notions générales et composition des milieux• L’analyse génétique :

– définition– notion de marqueur génétique– notion de recombinaison génétique : transformation, conjugaison,

transduction; notion de complémentation et cistron• La régulation de la synthèse des protéines – adaptation

enzymatique :– la régulation de l’opéron LAC– la régulation du gène tryptophane, …

II. B. – Introduction aux Virus

• structure (acide nucléique, capside, enveloppe) et particularités• classification• multiplication virale• présentation de quelques virus responsables de maladies

humaines• prévention et traitement ; moyens de défense• application en recherche médicale

• II. C. – La cellule Eucaryote : les organites cellulaires et fonctions cellulaires

• 1. Introduction générale• 2. La membrane cytoplasmique

Composition, différents types de transports transmembranaires, endocytose(phagocytose, pinocytose), exocytose, microvillosités, glycocalyx, matrice extracellulaire, différents types de jonctions cellulaires (desmosomes, jonctions adhérentes, tight Junction, gap Junction, plasmodesmes)

• 3. Les lysosomes-généralités-aspects pathologiques

• 4. Le réticulum endoplasmique-le REG-la traduction-le REL

• 5. L’appareil de Golgi : structure et fonctions

• 6. Les mitochondriesStructure; respiration cellulaire : glycolyse, cycle de Krebs, phosphorylation oxydative; application : inhibiteurs du fonctionnement des mitochondries

• 7. Les chloroplastesStructure; photosynthèse : phase claire, phase sombre (cycle de Calvin)

• 8. Le cytosquelette et motilité cellulaireMicrotubules (centrioles, cils, flagelles); Microfilaments (actine, myosine, filaments intermédiaires); Application : inhibiteurs du cytosquelette

• 9. Le noyau en intercinèseDescription : enveloppe nucléaire, chromatine, ADN répétitif, nucléole; Description d’un chromosome; Transcription; Caryotype; amniocentèse

• 10. La régulation de l’expression des gènes-au niveau de l’ADN : méthylation, acétylation, micro ARN-au niveau de la transcription-au niveau de la traduction

• 11. La mitose-description des différentes étapes-mitose dans les cellules végétales

• 12. Le cycle cellulaire-description des phases de l’intercinèse-rôle des cyclines-notion de télomère et télomérase-protéine P53 et mutation de cette protéine

• 13. La méiose• 14. Interactions et communications cellulaires

Partie III - La Génétique mendélienne et biotechnologie

III. A. La Génétique mendélienne• 1. Définitions• 2. Transmission de gènes non liés• 3. Transmission de gènes liés• 4. Les mutations chromosomiques• 5. Les mutations génomiques• 6. La notion d’allèles multiples• 7. Les gènes pléiotropes• 8. Les gènes quantitatifs ou polygéniques• 9. L’hérédité liée au sexe

III. B. – Le Génie génétique/Biotechnologie• 1. Les instruments• 2. Les applications médicales et autres

Partie IV – Evolution

IV. A. – Introduction au Darwinisme et La Génétique évolutive/des populations

• 1. Définitions et Modèle de Hardy/Weinberg : définitions, application, validité, limites

• 2. Influence de la sélection sur le coefficient de survie de quelques populations naturelles : cas de la phalène du bouleau, Drosophile, Drépanocytose et Paludisme

IV. B. – Preuves de l’évolution

IV. C. – L’origine des espèces

Partie V – Diversité de la vie terrestre

V. A. Virus et Procaryotes : voir partie II – Biologiecellulaire

V. B. – Eléments de Biologie végétale et Botanique :

• 1. Eléments de Biologie végétale : structures et transport de la sève• 2. Classification des Organismes vivants : rappel sur la notion

d’Espèce, de Genre• 3. Eléments de botanique :

-Algues-Plantes inférieures : Bryophytes (Mousses) et Ptéridophytes-Plantes vasculaires (Ptéridophytes, Gymnospermes, Angiospermes)-Importance économique et humaine

V. C. – Les Fungi ou champignons

V. D. – Les Protistes

• 1. Phylum des Mastigophores (Phyto- et Zooflagellés)• 2. Phylum des Rhizopodes• 3. Phylum des Ciliés• 4. Phylum des Sporozoaires• 5. Phylum des Acrasiales

V. E. – Les Invertébrés

• 1. Les Diploblastiques (Acoelomates)• 2. Phylum des Plathelminthes• 3. Phylum des Nématodes (Pseudocoelomates)• 4. Phylum des Annélides (Coelomates)• 5. Phylum des Arthropodes

V. F. - Embryologie des Cordés

• 1. La Gamétogenèse• 2. La Fécondation• 3. L’Embryologie des Amphibiens (segmentation, gastrulation,

neurulation)• 4. L’Embryologie expérimentale• 5. Annexes embryonnaires des Vertébrés (Anamniotes, Amniotes,

type Mammifères)

V. G. - Phylum des Cordés

• 1. Les Procordés (Céphalo- et Urocordés)• 2. Les Vertébrés

– Classe des Agnathes– Classe des Placodermes– Classe des Chondrichtyens– Classe des Ostéichtyens– Classe des Amphibiens– Classe des Reptiles– Classe des Oiseaux– Classe des Mammifères (Evolution squelette crânial, mâchoires et

ceintures)

Partie VI Anatomo-physiologie comparée

Laboratoire d’Enseignement de la Biologie

Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie

1er Bachelier Faculté de MédecineBIME1-DENT1-VETE1

Année académique 2009-2010

Prof. Laurence Prof. Laurence LadriLadrièèrere –– ULBULB

• 1.1. Introduction générale :1.1.a. Introduction à la biologie1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation

• 1.2. Origine de la vie - Evolution

Partie I Partie I –– UnicitUnicitéé du monde vivant du monde vivant --Origine de la vieOrigine de la vie

• 1.1. Introduction générale :1.1.a. Introduction à la biologie

Partie I Partie I –– UnicitUnicitéé du monde vivant du monde vivant --Origine de la vieOrigine de la vie

Pourquoi vous donner des cours fondamentaux

en Faculté de Médecine ???

Cours de BA1

Cours spécialisés

Pourquoi vous enseigner la Biologie

en Faculté de Médecine ???

La Biologie-fait partie de la vie de tout un chacun; culture générale

-tout ce qui nous entoure soulève des questions !!!

Comment cette maladie a-t’elle pu se développer ?

Comment se fait-il que j’ai des cheveux blonds et que mes parents ont les cheveux châtains ?

Comment se forme une plaque dentaire ? Qu’est-ce qu’une inflammation de la gencive ?

Comment maîtriser des maladies animales transmissibles à l’homme ? Qu’est-ce que la rage, la

tuberculose, … ?

Quels sont les produits animaux qui interviennent dans notre alimentation et comment contrôler ces

produits ?

Comment se fait-il que des bactéries deviennent résistantes à un antibiotique ?

⇒ Interaction entre tous ces métiers

Seul but : santé humaine

Biologie

Bios LogosVie Etude

Mais qu’est-ce que la vie

???

Qu’est-ce que la vie ???

Organisme vivant

Croissance Reproduction

⇓Energie

Energie produite par :

Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation

Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation

Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation

Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation

Nutrition, digestion, excrétion, respiration, circulation

MétabolismeAnabolisme

Synthèse(anabolê = ascension)

CatabolismeDégradation

(kata = en arrière)

La Vie« propriété propre aux êtres vivants de pouvoir

accomplir les fonctions physiologiques nécessaires à leur bon fonctionnement »

La Biologie« science qui étudie ces organismes vivants et

comment ils interagissent entre eux et avec leur environnement »

• 1.1. Introduction générale :1.1.a. Introduction à la biologie1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation

Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie

Organismes trop complexes pour être étudiés dans leur

globalité

↓Assemblage de petites unités

appelées

Cellules

Cellules↓

Caractéristiques de la vie

(fonctionnement)

Fonctionnement du reste du vivant

L’organisation de ce monde vivant est hiérarchisée :

Cellule, unité de base de la vie (atome, molécules, organites)

↓Organe

↓Système

↓Organisme

↓Biosphère

Hiérarchisation du monde vivant :

Exemple : le monde animal

The biosphere

Communities

Populations

Organisms

Ecosystems

Organs and organ systems

Cells

Cell

Organelles

Atoms

MoleculesTissues

10 µm

1 µm

50 µm

Hiérarchisation du monde vivant :

Exemple : le monde végétal

KératineCaillot de sang : fibrine

--Les acides aminLes acides aminéés : s : briques de briques de construction des protconstruction des protééinesines

Boyau pour cordage : collagène

Toile araignée : soie Kératine

Hiérarchisation du monde vivant : niveau molmolééculescules (1) :

--Les acides nuclLes acides nuclééiques : iques : molmoléécules de cules de ll’’information ginformation géénnéétiquetique

Structure d’un nucléotide

Structure de l’ADN

Hiérarchisation du monde vivant : niveau molmolééculescules (2) :

--Les lipides : Les lipides : molmoléécules participant cules participant àà la formation la formation de membranes et au stockage dde membranes et au stockage d’é’énergienergie

Formation des membranes : les phospholipides

Hiérarchisation du monde vivant : niveau molmolééculescules (3) :

--Les glucides : Les glucides : molmoléécules de cules de transport, de rtransport, de rééserve et de structureserve et de structure

Les Monosaccharides ou sucres simples

Hiérarchisation du monde vivant : niveau molmolééculescules (4) :

Les Polysaccharides : l’amidon (sucre de réserve des plantes, la cellulose (constituant de la paroi des cellules végétales)

Hiérarchisation du monde vivant : niveau organitesorganites :

Quelques exemples :Quelques exemples :

Le noyau et le REG

L’appareil de Golgi

La mitochondrie …

Origine de la vie ?

Origine de l’homme ?

• 1.1. Introduction générale :1.1.a. Introduction à la biologie1.1.b. Notion de cellule et hiérarchisation

• 1.2. Origine de la vie - Evolution

Partie I – Unicité du monde vivant - Origine de la vie

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. IntroductionII.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse

d’Oparin : les biomonomèresII.3. Preuve expérimentale : expérience de

Stanley Miller et Harold Urey, 1953II.4. Les biopolymères : la copolymérisation :

expérience de Sidney FoxII.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes

1.2. Origine de la vie 1.2. Origine de la vie -- EvolutionEvolution

III. Evolution biologiqueIII.1. Apparition de l’information génétiqueIII.2. Apparition de la photosynthèse

IV. Classification des organismes vivantsIV.1. La notion d’espèceIV.2. La nomenclature binomialeIV.3. La hiérarchie de la classificationIV.4. La phylogénie/la systématique biologique

I. Introduction à l’origine de la vie

1.2. Origine de la vie 1.2. Origine de la vie -- EvolutionEvolution

Origine de la vie ?

Quelle est l’origine de l’homme ?

HypothHypothèèses concernant lses concernant l’’origine de la vieorigine de la vie ::

1) Hypothèse la plus ancienne : Créateur spécial (Dieu) …

2) Origine extraterrestre : PANSPERMIEPANSPERMIE = apport de molécules organiques sur terre par des météores ou poussières cosmiques, amorces de l’évolution de la vie …

3) Origine spontanOrigine spontanééee : associations spontanées de plus en plus complexes de molécules. Moteur de ces associations : la SELECTIONSELECTION(amélioration de la longévité, …)

⇒⇒ HypothHypothèèses 2 et 3 : sur base de ses 2 et 3 : sur base de donndonnéées scientifiqueses scientifiques; ; hypothhypothèèses pouvant être testses pouvant être testéées afin des afin d’’être être validvalidééeses ou ou excluesexclues !!

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. Introduction

1.2. Origine de la vie - Evolution

Condensation d’un nuage cosmique en étoile :Le SOLEILLe SOLEIL 5.105.1099 annannééeses

Formation de la terreFormation de la terre(eau liquide, atmosph(eau liquide, atmosphèère gazeuse)re gazeuse)

ExplosionsExplosions

4,6.104,6.1099 annannééeses

Apparition de la vieApparition de la vie(microfossiles)(microfossiles) 3,8.103,8.1099 annannééeses

Phase intermPhase interméédiaire :diaire :EVOLUTION EVOLUTION

PREBIOTIQUE ?PREBIOTIQUE ?

Progression dans la connaissance de lProgression dans la connaissance de l’’histoire primitive de la viehistoire primitive de la vie ::

EVOLUTION PREBIOTIQUEEVOLUTION PREBIOTIQUE

= Evolution physicoEvolution physico--chimique de chimique de structurationstructuration et de et de complexificationcomplexification :

Particules élémentaires → atomes → molécules → monomères →polymères → protobiontes

(Déjà envisagé en 1871; Voir hypothèse de Darwin)---------------------------------------------

Vu l’absence de fossiles et modifications environnement↓

Analyse de molécules, examen de météorites et molécules de l’espace (témoins privilégiés), simulations expérimentales, …

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. IntroductionII.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse

d’Oparin : les biomonomères

1.2. Origine de la vie - Evolution

HypothHypothèèse dse d’’OparinOparin (russe, 1924)(russe, 1924) et Haldane et Haldane (anglais, 1929)(anglais, 1929)

Composition de l’atmosphère primitiveprimitive (dégazéification du noyau terrestre) :

HH22O O (vapeur d(vapeur d’’eau)eau)

COCO

COCO22

HH22

HH22SS

CHCH4 4 (m(mééthane)thane)

Pas dPas d’’OO22 (ou tr(ou trèès peu) : s peu) : O2 = oxydant →décomposition spontanée des acides aminés, sucres → pas de molécules complexes

Pas dPas d’’ozoneozone

⇒⇒ AtmosphAtmosphèère re rrééductriceductrice : : riche en H et électrons; très peu d’énergie nécessaire pour former molécules carbonées à l’origine de la naissance de la

vievie !

AtmosphAtmosphèère primitivere primitive

Bombardement par rayonnement du soleilrayonnement du soleil(pas d’écran d’ozone)

Formation de molmoléécules plus complexescules plus complexes :

Aldéhyde Cyanure d’hydrogène

HH22OO

Formation d’un grand nombre de molmoléécules organiques simplescules organiques simples

Protéines (Acides aminés), sucres, nucléotides, lipides (acides gras)

En lEn l’’absence dabsence d’’OO22 et en dehors det en dehors d’’êtres vivants !êtres vivants !

= Mol= Moléécules organiques essentielles, fabriqucules organiques essentielles, fabriquéées es exclusivement par les êtres vivants !exclusivement par les êtres vivants !

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. IntroductionII.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse

d’Oparin : les biomonomèresII.3. Preuve expérimentale : expérience de

Stanley Miller et Harold Urey, 1953

1.2. Origine de la vie - Evolution

ExpExpéérience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 rience de Stanley Miller et Harold Urey, 1953 (1(1èèrere éétape)tape)

Ballon de labo : eau chauffée 99°C(mer primitive)

↓Echantillons =

Ballon de labo : mélange gazeux (atmosphère primitive riche en H)

Electrodes : décharges électriques (orage, foudre)

Tube réfrigérant : condensation de l’atmosphère (pluie ramenant des composés dissouts sur terre)

Formation de composés carbonés : urée, sucres, acides aminés, …= = BiomonomBiomonomèèresres = = ééllééments constitutifs majeurs de ments constitutifs majeurs de

macromolmacromoléécules biologiques (ADN) !cules biologiques (ADN) !

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. IntroductionII.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse

d’Oparin : les biomonomèresII.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley

Miller et Harold Urey, 1953II.4. Les biopolymères : la copolymérisation :

expérience de Sidney Fox

1.2. Origine de la vie - Evolution

ExpExpéérience de Sidney Fox (2rience de Sidney Fox (2èèmeme éétape)tape)

Monomères organiques

Copolymérisation grâce à-chaleur

-radiations énergétiques-favorisée par l’absorption sur argile, lave

Proténoïdes(formé d’une centaine d’acides aminés)

~ protéines= BIOPOLYMERESBIOPOLYMERES

planet-terre.ens-lyon.frEvaporation de l’eau sous l’effet de la chaleur → stabilité des biopolymères

I. Introduction à l’origine de la vieII. Evolution prébiotique

II.1. IntroductionII.2. Oparin 1924, Haldane 1929 : 1ère hypothèse

d’Oparin : les biomonomèresII.3. Preuve expérimentale : expérience de Stanley

Miller et Harold Urey, 1953II.4. Les biopolymères : la copolymérisation :

expérience de Sidney FoxII.5. 2ème hypothèse d’Oparin : les protobiontes

1.2. Origine de la vie - Evolution

22èèmeme hypothhypothèèse dse d’’OparinOparin : les : les protobiontesprotobiontes (3(3èèmeme éétape)tape) ::

BiopolymBiopolymèèresresAgrégation dans l’eau

Microgouttelettes = protobiontesprotobiontes ou

coacervats coacervats (micelles de lipides)

Hypothèse :Microsphère à enveloppe lipidique contenant un ARN

(à activité enzymatique)↓

Remplacement par de l’ADN double brin plus stable

ThThééorie de orie de ll’’abiogenabiogenèèse originellese originelle : formation de la 1: formation de la 1èèrere cellule en scellule en s’’isolant de son isolant de son environnement par une membrane cellulaire et concentrant des molenvironnement par une membrane cellulaire et concentrant des moléécules ! cules !

III. Evolution biologiqueIII.1. Apparition de l’information génétiqueIII.2. Apparition de la photosynthèse

Apparition de lApparition de l’’information ginformation géénnéétiquetique

Et transmission de l’information génétique

(transmission de propriétés)

~ Cellules filles

-reproduction-ayant reçu un assortiment de l’information génétique

-similitude fonctionnelle-similitude métabolique

Agrégats moléculaires organisés ou microgouttelettes (~ cellule ‘mère’ vivante)

Croissance, bourgeonnement,

division

⇒⇒ DDéébut de lbut de l’’hhéérrééditditéé et de la vie et de la vie

III. Evolution biologiqueIII.1. Apparition de l’information génétiqueIII.2. Apparition de la photosynthèse

Apparition de la photosynthApparition de la photosynthèèsese

1ers protobiontes ~ type bactérieHétérotrophe

(consommateur de matière organique du milieu; produite par décharges et UV)

-milieu appauvri en matière organique-rejet de COCO22

AVANTAGE SELECTIF DES 1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES

= autotrophes

Formes filamenteuses fossiles ~ cyanobactéries (algues bleues)

Traces de voiles bactériens

1ers ORGANISMES PHOTOSYNTHETIQUES

Utilisation de CO2 et de H2O;Formation de molécules organiques et libération et accumulation

dd’’OO22 dans ldans l’’atmosphatmosphèèrere

Formation d’une couche d’ozoneozone (O3) dans haute atmosphère →protection contre UV

DDééveloppement de la vie sur terreveloppement de la vie sur terreConquête du milieu terrestre (autres hConquête du milieu terrestre (autres hééttéérotrophes rotrophes aaéérobiquesrobiques

(mitochondries), pluricellulaires, (mitochondries), pluricellulaires, ……))

Modification de la composition de l’atmosphère → atmosphère oxydanteoxydante → il n’est plus possible de former des molécules

organiques en dehors d’êtres vivants !

IV. Classification des organismes vivantsIV.1. La notion d’espèceIV.2. La nomenclature binomialeIV.3. La hiérarchie de la classificationIV.4. La phylogénie/la systématique biologique

= Groupe d’organismes vivants capables de se reproduirereproduire entre eux et de donner naissance à une descendancedescendance elle-même capable de se reproduire

Que signifie la notion d’espespèècece ?

-Individus à traits morphologiques semblables, mais non identiques-Variabilité intra-spécifique (morphologie, physiologie)

IV. Classification des organismes vivantsIV.1. La notion d’espèceIV.2. La nomenclature binomiale

Carl Von Linné (XVIIIè siècle) :

Attribution à chaque espèce de deux noms (nom du genregenre, suivi du nom de l’espespèècece)

HomoHomo sapienssapiens : l’homme (homme savant)

CanisCanis caniscanis : le chien

QuercusQuercus ruberruber : le chêne

Système de classification des espèces :La nomenclature binomiale

IV. Classification des organismes vivantsIV.1. La notion d’espèceIV.2. La nomenclature binomialeIV.3. La hiérarchie de la classification

Règne

phylum

classe

ordre

famille

genre

espèce

animal

vertébrés

mammifères

primates

hominidae

homo

sapiens

La hiérarchie de la classification : exemple : la classification de l’homme :

⇒ 6 rrèègnesgnes : Archéobactéries, Eubactéries, Protistes, Fungi, Plantes, Animaux

IV. Classification des organismes vivantsIV.1. La notion d’espèceIV.2. La nomenclature binomialeIV.3. La hiérarchie de la classificationIV.4. La phylogénie/la systématique biologique

Cladogramme ou arbre phylogCladogramme ou arbre phylogéénnéétiquetique : établissement d’une arborescence avec caractères dérivés et

communs à partir d’un ancêtre commun

La phylogénie/la systématique biologique :la méthode cladistique

Principe de parcimonie :Phylogénie la plus

probable =le plus petit nombre de

changement évolutif

HiHiéérarchisation du monde vivantrarchisation du monde vivant ::La diversitLa diversitéé du du monde vivantmonde vivant ::

3 DOMAINES :

-Procaryotes (BactBactééries, ries, ArchArchééobactobactéériesries) : unicellulaires -Eucaryotes (unicellulaires complexes et pluricellulaires)

Domaine des Eucaryotes : 4 REGNES :

--ProtistesProtistes(unicellulaires eucaryotes, algues pluricellulaires),

--Plantes,Plantes,

--ChampignonsChampignons(fungi),

--AnimauxAnimaux

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