Objectifs liés au Module 1 du cours de Biologie cellulaire (101

PISTES D’ÉTUDE pour l’examen 2 sous forme d’OBJECTIFS
Au terme du Module 2, l’étudiant(e) devrait être en mesure de/d’ :
Enzymes (rappels & compléments) et Métabolisme (intro + éléments généraux) :
1.
Décrire la nature chimique des enzymes ; établir qu’il y a un lien entre enzymes et gènes.
2. Décrire le rôle général des enzymes et leur importance pour les êtres vivants
3. Associer certains types d’enzymes (et coenzymes) au type de réaction qu’elles catalysent.
4. Définir et distinguer Métabolisme, Catabolisme et Anabolisme
5. Associer le catabolisme et l’anabolisme à leurs caractéristiques propres (ex. : lequel permet de
produire de l’énergie) et à des exemples de réactions biochimiques (ex. : à laquelle de ces catégories
appartient la réaction de synthèse d’un polypeptide).
6. Décrire la structure moléculaire et la fonction de la molécule d’ATP (adénosine triphosphate), ainsi
que son recyclage au travers des réactions cataboliques et anaboliques
7. Appliquer le concept d’électronégativité au contexte des chaînes de transport des électrons (dans la
respiration cellulaire et la photosynthèse) : quels transporteurs sont les plus électronégatifs (début
ou fin de la chaîne?).
8. Caractériser une réaction d’oxydoréduction (définir ce type de réaction).
9. Appliquer les notions liées à l’oxydoréduction aux équations générales de la respiration cellulaire et de
la photosynthèse : pouvoir identifier la réaction d’oxydation et la réaction de réduction, le donneur et
l’accepteur d’électrons, l’agent réducteur et l’agent oxydant.
10. Appliquer les notions liées à l’oxydoréduction à différentes étapes de la respiration, de la
fermentation et de la photosynthèse : identifier la réaction d’oxydation et la réaction de réduction,
identifier les principaux transporteurs d’électrons (NAD+, FAD+, NADP+ et accepteurs finaux) et
distinguer les formes réduite et oxydée de chacun de ces transporteurs.
11. Utiliser correctement les concepts d’électronégativité, de niveau d’énergie d’un électron, de chaîne de
transport et d’oxydoréduction pour décrire un processus du métabolisme énergétique.
Catabolisme du glucose (et d’autres nutriments) :
12. Établir le lien entre les molécules organiques ingérées (ex. : animaux) ou produites (ex. : végétaux) et
l’énergie disponible pour effectuer les travaux cellulaires de toutes les cellules de l’organisme.
13. Associer aux principaux acteurs du catabolisme des glucides leurs rôles respectifs.
14. Distinguer phosphorylation au niveau du substrat et phosphorylation oxydative.
15. Comparer les processus fermentation lactique, fermentation alcoolique et respiration cellulaire
aérobie : dans quelles conditions se produisent-ils, quels sont leurs points semblables et qu’est-ce qui
les distingue (notamment le rendement énergétique), dans quels types de cellules ou d’organismes se
produisent-ils (Eucaryotes végétaux, Eucaryotes animaux, Procaryotes (bactéries))?
16. Décrire les principales réactions (réactifs, enzymes et produits) des grandes étapes du métabolisme
des glucides et les associer à leurs caractéristiques :
− Première étape : la glycolyse
− Deuxième étape – en absence d’O2 : « fin de la fermentation » = conversion du pyruvate
en lactate  …lactique OU en éthanol  …alcoolique)
− Deuxième étape – en présence d’O2 : la formation d’acétyl-CoA et le cycle du citrate (de Krebs)
− Troisième étape – en présence d’O2 : chaîne de transport d’e- et phosphorylation oxydative
jl-a13-ne1-obj-modul2.doc
1
17. Localiser dans la cellule (et encore plus précisément à l’intérieur de la mitochondrie s’il y a lieu), les
étapes du métabolisme des glucides ; expliquer les raisons pour lesquelles ces étapes ont lieu
précisément à ces endroits (ex. : présence d’enzymes, présence de chaîne de transport d’e- à cet endroit).
18. Expliquer de quelle façon la structure de la mitochondrie est bien adaptée à sa fonction (au moins 2
éléments).
19. Nommer la différence entre respiration cellulaire aérobie et anaérobie.
20. Décrire le trajet des électrons d’une molécule de glucose à une molécule d’O 2, dans le processus
d’oxydation du glucose par respiration cellulaire aérobie.
21. Démontrer le recyclage de matière et d’énergie aux différentes étapes du catabolisme des glucides
(ex. : NADH vs NAD+, ADP + Pi vs ATP).
22. Calculer des bilans détaillés, (étape par étape & totaux), obtenus par une ou plusieurs des étapes du
catabolisme du glucose (fermentation ou respiration cellulaire) à partir d’une ou plusieurs molécules
organiques (glucose, pyruvate, acétyl-CoA ou acides gras à x atomes de C).
Cela implique de déterminer le nombre de molécules d’ATP produites (et par quel mode de
phosphorylation), le nombre de CO2 perdus, le nombre d’électrons transportés (sous forme de NADH,
de FADH2), et ce, pour chacune des étapes ; pour les molécules d’O2 et d’H2O, indiquer leur
consommation et libération (à quelle étape), mais sans les dénombrer.
23. Expliquer précisément comment la nécessité des échanges gazeux à l’échelle de l’organisme (animal ou
végétal) est liée au processus de respiration cellulaire (qui implique une consommation d’O2 et un rejet
de CO2).
24. Établir que le métabolisme principal de la dégradation du glucose est «connecté» à de nombreuses
autres voies métaboliques permettant de dégrader les nutriments autres que le glucose.
25. Décrire les résultats attendus ou analyser les résultats décrits d’une expérience, réelle ou virtuelle,
impliquant les mécanismes et réactions de la respiration cellulaire ou de la fermentation.
Anatomie et Physiologie végétales :
Anabolisme des glucides / Photosynthèse (labo + théorie)
26. Établir le lien entre la lumière, les molécules inorganiques puisées dans l’environnement et les produits
de la photosynthèse.
27. Relier (structure-fonction) l’anatomie de la feuille à la photosynthèse ; associer l’origine des molécules
nécessaires et la sortie des produits et des déchets à des structures ou adaptations anatomiques et
identifier celles-ci sur une illustration.
28. Localiser dans la cellule, et encore plus précisément à l’intérieur du chloroplaste, les étapes de la
photosynthèse ; expliquer les raisons pour lesquelles ces étapes ont lieu précisément à ces endroits
(ex. : présence d’enzymes, présence de chaîne de transport d’e- à cet endroit).
29. Expliquer de quelle façon la structure du chloroplaste est bien adaptée à sa fonction (au moins 2
éléments).
30. Associer aux principaux acteurs de la photosynthèse leurs rôles respectifs.
31. Décrire les principales réactions (réactifs, produits) des grandes étapes de la photosynthèse et les
associer à leurs caractéristiques :
− Première étape : réactions photochimiques
− Deuxième étape : cycle de Calvin
32. Décrire le trajet des électrons à partir d’une molécule d’H2O, dans le processus de photosynthèse.
jl-a13-ne1-obj-modul2.doc
2
33. Démontrer le recyclage de matière et d’énergie entre les deux étapes de la photosynthèse (ex. :
NADPH vs NADP+, ADP + Pi vs ATP) ; pour ce faire, nommer l’origine des molécules utilisées à chacun
des étapes et décrire où se retrouveront leurs produits.
34. Décrire de quelle façon et expliquer pourquoi des facteurs tels que la longueur d’onde et l’intensité
lumineuses, ou encore la concentration de CO2 disponible, influencent le taux de photosynthèse.
35. Décrire les résultats attendus ou analyser les résultats décrits d’une expérience, réelle ou virtuelle,
impliquant les mécanismes et réactions de la photosynthèse.
36. Établir que les produits de la photosynthèse servent à alimenter le catabolisme des glucides (dans
certains cas après transport-exportation et/ou entreposage) ; nommer les glucides qui sont produits
(photosynthèse), ceux qui sont transportés et ceux qui sont entreposés chez les végétaux.
37. Associer la production d’ATP durant la photosynthèse à la photophosphorylation (et non à la
phosphorylation au niveau du substrat ou à la phosphorylation oxydative), à cause de l’origine de
l’énergie.
38. Comparer les processus de respiration cellulaire et de photosynthèse : chimiosmose (lieu de
l’établissement du gradient de protons, contribution de l’ATP synthase), trajets des électrons, les
principaux réactifs et produits, accepteurs d’électrons (notamment les accepteurs finaux), organismes
(Animaux? Végétaux? Bactéries?) dans lesquels ils se déroulent, ...
Anatomie et histologie végétales :
39. Localiser sur une illustration les principales structures anatomiques d’une plante terrestre (fig. 1
du labo) et utiliser ce vocabulaire de façon exacte.
40. Associer à leurs fonctions respectives l’appareil racinaire et l’appareil caulinaire.
41. Nommer et localiser sur une illustration (dans la racine, la tige ou la feuille) les 3 grandes
catégories de tissus : de revêtement, de conduction et fondamental.
42. Associer à ces trois (3) catégories (nommées en 42) les sous-catégories étudiées (épiderme,
xylème, phloème, endoderme, sclérenchyme, collenchyme, parenchymes).
43. Établir des liens entre la structure et la fonction des différentes cellules et tissus. Donc, associer
les sous-catégories de tissus végétaux à leurs principales caractéristiques (par ex. : paroi plus ou
moins épaisse, paroi munie de trous ou d’extrémités ouvertes, cellules possédant des chloroplastes) et
fonctions (par ex. : conduction de sève brute, conduction de sève élaborée, soutien, photosynthèse).
44. Expliquer de quelle façon la structure (anatomie, histologie) des feuilles contribue à l’efficacité de
leur fonction principale.
45. Associer à leurs fonctions, nommer et localiser les principaux tissus végétaux assurant la
croissance primaire (=méristèmes apicaux) et secondaire (= méristème latéraux, dont le principal =
le cambium) et la formation des racines secondaires (= les cellules du péricycle).
46. Associer les zones de croissance au processus de division cellulaire (mitose).
Régulation hormonale et croissance
47. Associer les hormones de type « auxine » à leur rôle dans la plante et à leur mode d’action (lien
avec pompes à H+, pH, effet général sur la paroi) (Q#3 prélabo Vitroculture – revoir réf. au besoin)
48. Expliquer, à l’aide de l’exemple de l’auxine, le fait que des dosages différents d’hormones peuvent
entraîner des variations dans leurs effets (découlant dans certains cas d’interactions avec d’autres
hormones) (Q#4 prélabo Vitroculture – revoir réf. au besoin)
jl-a13-ne1-obj-modul2.doc
3
Circulation
49. Associer la sève brute et la sève élaborée à leurs composantes principales, à l’origine de celles-ci, à
leur(s) point(s) de départ et à leur(s) destination(s).
50. Décrire les modes de transport* se déroulant dans les membranes des cellules végétales et
permettant l’absorption des ions (+ ou -) et de l’eau du sol par les racines, et l’absorption des
nutriments organiques (des organes-sources aux vaisseaux où ils vont circuler ou de ces vaisseaux
vers les organes-cibles). *(intégration d’éléments du Module 1 : nommer le mode de transport, l’associer à
ses caractéristiques –avec ou contre le gradient, actif ou passif- et nommer les protéines associées s’il y a
lieu)
51. Décrire et associer à leurs caractéristiques les voies de l’apoplasme et du symplasme, deux voies de
circulation des minéraux absorbés par les racines ; préciser pour chacune de ces voie le lieu où les
molécules absorbées seront soumis à une barrière sélective.
52. Décrire et localiser la bande de Caspary et expliquer sa fonction.
53. Décrire la relation mutualiste entre les Végétaux et les Eumycètes formant des mycorhizes
(contribution de chacun, avantage pour chacun, caractéristiques).
54. Expliquer les phénomènes contribuant à la circulation de la sève brute dans la plante, contre la
gravité et sur de grandes distances (aux niveaux des molécules, tissus et organes de la plante) ; en
particulier, expliquer les notions de cohésion, d’adhérence et de transpiration, ainsi que la pression
racinaire, dont la contribution est habituellement plus modeste (et qui se manifeste parfois par une
guttation).
55. Décrire la contribution des stomates aux échanges liés à la photosynthèse et associer le taux de
photosynthèse à l’état des stomates (ouverts ou fermés).
56. Associer les deux états des stomates (ouverts  en ligne continue sur l’affiche, fermés  en
pointillé sur l’affiche) à l’ « état osmotique » des cellules de garde (turgescence vs plasmolyse) et à
la localisation des hautes concentrations en ions K+ (cellules stomatiques vs celles qui les
entourent).
57. Définir le courant de masse ; expliquer par quelles « forces » il est entraîné dans deux (2) cas : la
circulation de la sève brute et la circulation de la sève élaborée.
Laboratoire (objectifs à poursuivre tout au long de la session) :
L1-Appliquer la démarche scientifique
L2-Utiliser le microscope de façon adéquate et efficace
L3-Effectuer une microdissection (méristème d’œillet)
L4-Effectuer des manipulations en évitant la contamination microbienne, donc en évitant respectant les
règles de l’asepsie (hotte à flux laminaire, stérilisation du scalpel, etc.)
L5-Effectuer des manipulations en respectant le protocole et les consignes de sécurité
L6-Émettre des hypothèses et décrire des résultats attendus ; les justifier à partir de connaissances
acquises ou d’informations recueillies
L7-Faire des observations et en rendre compte de façon juste et précise (ex. : prise de données dans un
tableau, dessin d’observation au microscope, tenue d’un ~cahier de laboratoire)
L8-Interpréter des résultats expérimentaux, les discuter de façon nuancée et en tirer les conclusions
appropriées
L9-Citer correctement des références, dans le texte et en médiagraphie
jl-a13-ne1-obj-modul2.doc
4

Download Report