Biochimie structurale et métabolique

1. Biochimie structurale et métabolique L’enseignement de Biochimie Structurale et Métabolique se divise en 2 modules : L'organisation cellulaire Structure et fonctions des organites cellulaires au sein de la cellule végétale en approfondissant la paroi, la membrane et la vacuole. Le métabolisme cellulaire Les principes de base de la photosynthèse (photophosphorylation, cycle de Calvin etc.) et de la respiration cellulaire (glycolyse, cycle de Krebs, chaîne de transport des électrons). Enfin, une synthèse est réalisée par l’étude de la bioénergétique où la production et l’utilisation de l’énergie est mis en évidence. Chaque module comprends 2 niveaux : : les fondamentaux. Vue synthétique et globale. Des mécanismes importants détaillés. A savoir : les approfondissements. Ils ne sont pas indispensables en 1ère lecture mais permettent d’acquérir une vision plus complète du module proposée, soit les mécanismes sont détaillés au niveau biochimique, soit des formules développées. Module 1 Module 2 Niveau 1 Niveau 2 J. RAYNAL Mise à jour : février 2005

2. Biochimie structurale et métabolique Module 1 : L'organisation cellulaire Les différences entre une cellule procaryote et une cellule eucaryote, entre une cellule animale et végétale. Structures et fonctions des organites cellulaires. Les structures et fonctions des plastes, de la membrane cellulaire et de la paroi seront aussi détaillées. Module 2 : Le métabolisme cellulaire Les principes de base de la photosynthèse (photophosphorylation, cycle de Calvin etc.) et de la respiration cellulaire (glycolyse, cycle de Krebs, chaîne de transport des électrons). Notions de bioénergétique et vue d’ensemble du métabolisme des différents composés. Dans chaque module, nous nous intéresserons principalement aux composés et au fonctionnement cellulaire de la cellule végétale. • Ouvrages recommandés • J.H. Weil, 2001 (9è ed). Biochimie générale. Dunod. • C. ALAIS et G. LINDEN, 1987. Biochimie alimentaire. Masson. KEGG PATHWAY Database : Current knowledge on molecular interaction networks,including metabolic pathways, regulatory pathways, and molecular complexes http://www.genome.jp/kegg/pathway.html

3. Biochimie structurale - Aide à la Navigation Utilisation des sigles (1) Définition ou Information Affichage d’un texte Affichage d’une animation de texte indique des précisions (expériences, équation, …) ou des principes de chimie ou de physique indispensables Retour au plan détaillé du module et passage à un autre module Passage au niveau 2 Vous êtes dans ce module Les fondamentaux Pour aller plus loin Niveau 2 Retour au Niveau 1 ou de la Définition Module 1 Niveau 1 Niveau 2

4. La Biochimie - Définition La Biochimie : C'est d'une part l'étude des molécules qui constituent les êtres vivants, plus précisément l'étude de leur structure ou conformation. C'est d'autre part, l'étude de la transformation de ces molécules, c'est-à-dire l'étude des réactions chimiques au sein de la cellule et des organismes, notamment :      - les réactions de dégradation (ou catabolisme) des aliments qui fournissent l'énergie nécessaire aux organismes      - les réactions de biosynthèse (ou anabolisme) des composés dont les cellules ont besoin. Enfin, le but de la biochimie est d'intégrer les données obtenus à l'échelle moléculaire à un niveau de complexité supérieure, celui de la cellule, puis celui de l'organe et enfin celui de l'organisme. Pour mener à bien leurs études, les biochimistes font appel à des techniques et des connaissances issues de nombreuses disciplines scientifiques autres que la biologie, par exemple :      - la nomenclature de chimie organique pour la dénomination des molécules biologiques;      - la cinétique chimique pour l'étude des réactions chimiques et celle des propriétés catalytiques des enzymes (enzymologie);      - la thermodynamique pour l'étude de l'évolution des réactions chimiques et des variations de l'énergie emmagasinée dans les biomolécules au cours de ces réactions (bioénergétique);      - la physique pour la détermination de structure tridimensionnelle de macromolécules (diffraction des rayons X, résonance magnétique nucléaire);      - l'informatique pour l'analyse de séquences nucléotidiques ou d'acides aminés (alignements, recherche dans les banques de données).

5. Plan du module 1 : Organisation cellulaire Module 1 : L'organisation cellulaire Objectif général : Comprendre la structure et le fonctionnement de la cellule végétale. Connaître en particulier la structure et les fonctions des plastes, de la vacuole, des membranes et de la paroi. La cellule Caractéristiques de la cellule Le cytoplasme et les organites Rôles et fonctions des constituants La membrane Structure chimique de la membrane Rôles de la membrane Les transports membranaires Transport passif Transport actif Transport des macromolécules Les plastes Structure du chloroplaste Fonction du chloroplaste Amyloplaste Chromoplaste Evolution et différenciation des plastes La paroi Constituants biochimiques Architecture biochimique Paroi et forme cellulaire Paroi et croissanceParoi et communications intercellulairesParoi et turgescenceParoi et spécialisation cellulaire La vacuole Vacuole et turgescence Evolution du système vacuolaire Fonctions des vacuoles Entrez dans le module Module 1 Module 2

6. Plan du module 2 : Métabolisme cellulaire Module 2 : Le métabolisme cellulaire Objectif général : Comprendre les transformations énergétiques qui ont lieu dans les cellules végétales et animales. Comprendre le métabolisme des différents composés d’une cellule. Connaître les principes de base de la photosynthèse. Connaître les principes de base de la respiration cellulaire. Introduction au métabolisme Notion d’autotrophie Bioénergétique Métabolisme des divers composés Métabolisme des glucides Métabolisme des lipides Métabolisme protéique Régulation du métabolisme La cellule chlorophyllienne Exportation du chloroplaste au hyaloplasme Métabolisme de la cellule chlorophyllienne Notion d’organisme photosynthétique La photosynthèse Réactions photochimiques Réactions biochimiques La respiration La glycolyse Le cycle de Krebs La phosphorylation oxydative Bilan énergétique Entrez dans le module Module 1 Module 2