Apprendre Biologie pour les examens d’entrée en soins infirmiers depuis zéro
1Les cellules et leurs parties
La théorie cellulaire dit que tous les êtres vivants sont faits de cellules, que la cellule est l’unité de base de la vie, et que toute cellule provient d’une cellule existante.
Les procaryotes (bactéries) n’ont pas de noyau : leur ADN se trouve dans le cytoplasme. Les eucaryotes (plantes, animaux, champignons) gardent leur ADN dans un noyau et possèdent des organites entourés d’une membrane.
- Noyau : stocke l’ADN et contrôle la cellule.
- Mitochondries : respiration aérobie, la majeure partie de l’ATP de la cellule.
- Ribosomes : fabriquent les protéines ; sur le réticulum endoplasmique rugueux, ils fabriquent des protéines destinées à l’exportation.
- Appareil de Golgi : modifie, trie et emballe les protéines.
- Lysosomes : digèrent les déchets avec des enzymes.
- Les cellules végétales ont aussi une paroi cellulaire (cellulose), des chloroplastes (photosynthèse) et une grande vacuole.
Auto-évaluation Quel organite serait le plus abondant dans une cellule musculaire qui consomme beaucoup d’énergie ?
- La paroi cellulaire
- Les chloroplastes
- Les lysosomes
- Les mitochondries
Réponse: Les mitochondries. Les mitochondries libèrent la majeure partie de l’ATP de la cellule. Les chloroplastes et les parois cellulaires appartiennent aux cellules végétales, et les lysosomes digèrent les déchets au lieu de fournir de l’énergie.
2Faire entrer et sortir des substances des cellules
La membrane cellulaire est une bicouche de phospholipides contenant des protéines. Elle est à perméabilité sélective.
- Diffusion : les particules vont de la concentration élevée vers la concentration faible, sans énergie.
- Osmose : diffusion de l’eau à travers une membrane, vers le côté qui contient le plus de particules dissoutes.
- Diffusion facilitée : dans le sens du gradient, par des protéines canal ou transporteuses, sans ATP.
- Transport actif : contre le gradient, en utilisant de l’ATP (par exemple la pompe sodium-potassium).
Un globule rouge dans une solution hypertonique (plus salée à l’extérieur) se ratatine ; dans une solution hypotonique (eau pure) il gonfle et peut éclater ; dans une solution isotonique il reste identique.
Auto-évaluation Une cellule est placée dans une solution qui contient plus de sel dissous que son cytoplasme. Que se passe-t-il ?
- Le sel quitte la cellule et elle gonfle
- L’eau entre dans la cellule et elle éclate
- L’eau quitte la cellule et elle se ratatine
- Rien ne se passe, car l’eau ne peut pas traverser les membranes
Réponse: L’eau quitte la cellule et elle se ratatine. L’eau se déplace par osmose vers le côté qui contient le plus de soluté, donc elle quitte la cellule. Le gonflement se produirait dans une solution hypotonique, la situation inverse.
3Division cellulaire et ADN
La mitose produit deux cellules diploïdes identiques pour la croissance et la réparation : prophase, métaphase (les chromosomes s’alignent au milieu), anaphase (les chromatides sont séparées), télophase. L’ADN est copié plus tôt, pendant la phase S de l’interphase.
La méiose produit quatre gamètes haploïdes génétiquement différents (23 chromosomes chez l’être humain) en deux divisions. Le crossing-over en prophase I mélange les allèles.
L’ADN est une double hélice de nucléotides avec les bases A, T, G et C. A s’apparie avec T et G avec C. L’ARN est monocaténaire et utilise l’uracile (U) à la place de la thymine.
Synthèse des protéines : la transcription copie un gène en ARNm dans le noyau ; la traduction au niveau du ribosome lit les codons de l’ARNm (trois bases chacun) et assemble des acides aminés.
brin matrice d’ADN TAC → ARNm AUG → anticodon de l’ARNt UAC
Auto-évaluation Quel processus produit les ovules et les spermatozoïdes à 23 chromosomes ?
- La mitose
- La méiose
- La scissiparité
- La transcription
Réponse: La méiose. La méiose divise par deux le nombre de chromosomes. La mitose conserve les 46, la scissiparité est la façon dont les bactéries se divisent, et la transcription fabrique de l’ARN, pas des cellules.
4Génétique et hérédité
Chaque personne possède deux allèles de chaque gène, un de chaque parent. Un allèle dominant (A) s’exprime même avec une seule copie ; un allèle récessif (a) ne s’exprime que sous la forme aa. AA et aa sont homozygotes ; Aa est hétérozygote. Le génotype correspond aux allèles ; le phénotype est le caractère que l’on observe.
Utilisez un tableau de Punnett. Aa × Aa donne 1 AA : 2 Aa : 1 aa, soit un rapport phénotypique de 3 : 1. Aa × aa donne 1 : 1.
Cas particuliers : la dominance incomplète donne un mélange (rouge × blanc → rose) ; la codominance montre les deux (groupe sanguin AB) ; les caractères récessifs liés à l’X comme l’hémophilie sont plus fréquents chez les hommes, qui n’ont qu’un X.
Exemple détailléDeux parents tous deux Aa ont un enfant. Quelle est la probabilité que l’enfant présente le caractère récessif ?
1Chaque parent transmet A ou a, chacun avec une probabilité de ½.
2Les quatre cases équiprobables sont AA, Aa, aA et aa.
3Seul aa présente le caractère récessif : 1 case sur 4.
5Molécules du vivant et micro-organismes
- Glucides : sucres (glucose) et polysaccharides (amidon, glycogène, cellulose) ; énergie rapide.
- Lipides : graisses, huiles, phospholipides, stéroïdes ; énergie à long terme (environ 9 kcal/g) et membranes.
- Protéines : chaînes d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques ; enzymes, structure, transport.
- Acides nucléiques : ADN et ARN, faits de nucléotides.
Les enzymes sont des catalyseurs protéiques qui abaissent l’énergie d’activation. Chacune s’ajuste à son substrat au niveau du site actif ; la chaleur ou un mauvais pH modifie sa forme (dénaturation) et l’empêche de fonctionner.
Les bactéries sont des cellules procaryotes qui se divisent par scissiparité et peuvent être traitées par des antibiotiques. Les virus sont de l’ADN ou de l’ARN dans une enveloppe protéique ; ils ont besoin d’une cellule hôte et ne sont pas touchés par les antibiotiques. Les champignons comprennent les levures et les moisissures.
Auto-évaluation Pourquoi les antibiotiques ne marchent-ils pas contre le rhume ?
- Le virus du rhume est un type de champignon
- Les antibiotiques ne fonctionnent que sur la peau
- Les rhumes sont causés par des bactéries trop petites pour être atteintes
- Les rhumes sont causés par des virus, qui n’ont pas les structures que les antibiotiques attaquent
Réponse: Les rhumes sont causés par des virus, qui n’ont pas les structures que les antibiotiques attaquent. Les antibiotiques ciblent les parois, les ribosomes et les enzymes des bactéries. Les virus n’ont rien de tout cela, donc les antibiotiques ne peuvent pas les arrêter.
6Raisonnement scientifique
Une hypothèse est une prédiction testable (« Si les plantes reçoivent plus de lumière, alors elles poussent plus haut »). La variable indépendante est ce que vous modifiez ; la variable dépendante est ce que vous mesurez ; les variables contrôlées restent identiques. Un groupe témoin fournit une référence.
Les bonnes expériences utilisent de grands échantillons, des mesures répétées, une répartition aléatoire et, dans les essais, des placebos et le double aveugle. Les résultats soutiennent une hypothèse mais ne la prouvent jamais de façon absolue.
Corrélation ne signifie pas causalité : deux choses peuvent augmenter ensemble parce qu’un troisième facteur agit sur les deux.
Auto-évaluation Des élèves testent l’effet de la quantité d’engrais sur la hauteur des plantes. Quelle est la variable dépendante ?
- La hauteur de la plante
- La quantité d’eau
- La quantité d’engrais
- Le type de sol
Réponse: La hauteur de la plante. La hauteur est mesurée, c’est donc la variable dépendante. L’engrais est la variable indépendante, et le sol et l’eau doivent être contrôlés.
7À quoi ressemblent les questions d’examen
- Facile (termes et faits clés) : les organites et leurs rôles, les bases de l’ADN, ce que sont la diffusion et l’osmose, les parties d’une expérience.
- Moyen (appliquer les concepts) : les cellules dans des solutions hypertoniques ou hypotoniques, les phases de la mitose, des tableaux de Punnett simples, la transcription et la traduction, les enzymes et la température.
- Difficile (cas et analyse) : croisements dihybrides et liés à l’X, groupes sanguins, règle de Chargaff, mutations par décalage du cadre de lecture, évaluation du plan et des conclusions d’une étude.
Lisez toutes les options avant de choisir : les mauvaises réponses sont souvent des énoncés vrais qui ne répondent pas à la question posée.
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