L2 Interface Biologie - Chimie

Cette UE libre est ouverte aux étudiants qui souhaitent suivre un enseignement optionnel supplémentaire (sous réserve de compatibilité des emplois du temps et après accord des responsables de formation) et/ou réaliser un stage facultatif conventionné. NB : Cette UE est non diplômante, c’est à dire que sa validation ne peut pas servir à l’obtention des 60 ECTS nécessaires à la validation de l’année

OAV : Acquérir un complément de formation.

Modalités de contrôle des connaissances et compétences (MC2C) :

Si l’étudiant s’inscrit dans cette UE dans le but de suivre une UE optionnelle supplémentaire, la validation de l’UE suivra les MC2C de l’UE en question.
Si l’étudiant s’inscrit dans cette UE dans le but de réaliser un stage facultatif conventionné, il conviendra avec son enseignant référent des modalités de suivi et d’évaluation. Cette évaluation ne fera pas l’objet d’une note, le résultat sera « acquis » ou « non acquis ».

Cette UE est disponible sous forme de ressources numériques avec une partie de présentiel :

l’équivalent de 18h de cours/td sous forme de ressources numériques (vidéos, ppt, pdf,…)
2 fois 1h30 d’amphi débat retransmis en streaming sur un thème
2 fois 1h30 de TD sur un thème

Le plan est le suivant : I- Causes anthropiques des changements globaux : évolution de la place de l'être humain dans la nature II- Érosion de la biodiversité et changement climatique III- Comment répondre aux changements globaux : adaptation et actions

Cette unité d’enseignement transversale vise à donner à tout étudiant de 1er cycle de l’université Paris Saclay des notions de bases sur les enjeux de la transition écologique à mener dans les décennies à venir pour dépasser les grandes crises environnementales, notamment concernant le changement climatique et l’érosion de la biodiversité.

Objectifs de l’UE : Études des Sciences en Sociétés (sur différentes périodes/ dans différentes aires culturelles)

Résumé : Cette UE, sous un format cours / TD, propose l’étude du dossier « le travail de la preuve » qui permet de travailler dans différents contextes (disciplinaires, culturels…) et périodes historiques : 1° Comment la(les) preuve(s) est(sont) présentée(s), reprise(s, contestée(s), retravaillée(s), réécrite(s). 2° Comment la(les) preuve(s) est(sont) reçue(s), comment les arguments sont jugés convaincants ou non, comment les critères de la preuve sont jugés pertinents ou non, comment la(les) preuve(s) est(sont) acceptée(s) ou rejetée(s) par une communauté scientifique, ou dans un contexte social plus large. 3° L’existence de normes de preuves différentes. 4° Comment des problèmes et questions posés sont considérés comme scientifiques ou non ; comme centraux ou secondaires. Quelles conséquences sur la portée d’une preuve au sein d’une communauté scientifique, ou dans un contexte social plus large ?

Compétences:

• Apprendre à lire des textes en relevant leur structuration et leur argumentation.
• Travailler sur des notions et les comprendre.
• Enrichir son vocabulaire.
• Susciter la réflexion sur des questions scientifiques à fort enjeux sociétaux.
• Développer un sens critique.
• Travailler en équipe, préparer un exposé.
• Travailler de manière individuelle.
• Travailler des compétences professionnelles (qualités de synthèse et d’argumentation, etc…).

L'UE est organisée en 8 créneaux de 3h, alternant des séances avec un enseignant et des séances de travail en autonomie. Un dossier sur « Le travail de la preuve » est fourni aux étudiants. Il s'agit de travailler d'abord les textes de manière autonome en suivant une grille de lecture fournie par l'enseignant, puis de les présenter oralement, de les discuter et de les remettre en perspective lors du cours-TD. L’enjeu est de faire travailler les processus de construction et de validation des savoirs scientifiques en allant au-delà d’un idéal de faits et de preuves - univoques, sans ambiguïté et immuables - qui s’imposeraient d’eux-mêmes. Au fil des séances, les étudiants acquièrent une perspective d'ensemble autour de problématiques diverses qu'ils apprennent ensuite à présenter de manière synthétique dans une note de synthèse.

Attendus de l'UE Langue-Anglais2 : Niveau B1 minimum dans les 5 compétences linguistiques

ANGLAIS GÉNÉRAL. Cette UE s'inscrit dans la continuité de l'UE Langue-Anglais1 : on prolongera notamment le travail sur la prononciation ainsi que l'approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) à partir de thèmes choisis tels que Science et Technologie, Médias et Réseaux sociaux. L'interaction se fait à travers des documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur une problématique et un scénario de communication et/ou dans la cadre d'un projet tout au long du semestre. La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours.

Le travail se fera par groupes de niveau.

La formation a pour objectif une initiation à la pédagogie et une confrontation à la réalité des métiers del’enseignement. Elle comporte des cours, des TD d’accompagnement, deux stages en établissement, et un travaild’analyse autour de ces stages.Les deux stages peuvent se faire dans l’enseignement primaire ou dans l’enseignement secondaire. Ils sont réalisésen binôme, dans des établissements trouvés par les étudiants, en accord avec les responsables de l’UE.Les cours proposés portent sur : les démarches classiques d’enseignement et quelques démarches innovantes, lesdifférents types d’objectifs d’apprentissage, les outils et supports pour enseigner, les compétences attendues desenseignants, les bases de la psychologie de l’apprentissage. Une partie complémentaire porte sur le décodage del’institution scolaire, ses acteurs, ses valeurs et ses enjeux en utilisant l’histoire comme outil de contraste révélateurdu présent.Les contenus des cours sont mis en application tout d’abord par l’analyse des séances observées en établissement.Ces analyses, accompagnées par des TD de suivi, font l’objet d’un travail mené pour partie en en binôme, qui aboutità la rédaction d’un rapport de stage. Deuxièmement, une réflexion individuelle sur le métier, outillée par les élémentsvus en cours et par les observations en établissement, et accompagnée par un enseignant universitaire tuteur, donnelieu à une synthèse écrite et une présentation orale

1 : Maîtriser des connaissances de base sur les difficultés d’apprentissage (Décrire les concepts de base de lapsychologie de l'apprentissage). 2 : Analyser des situations d’apprentissage en référence aux principales conceptions pédagogiques (niv1 :Identifier une démarche d’enseignement) 3 : Etre conscient des enjeux et valeurs portés par l'institution et du positionnement des acteurs (niv1 : connaitreles grands axes des compétences attendues des enseignants, connaître les bases de l’histoire du système éducatif 4 : Communiquer de façon claire et rigoureuse à l’écrit comme à l’oral en français. 5 : Identifier des engagements réalistes dans le temps imparti et s’y tenir 6 : Travailler de façon autonome et en équipe de façon responsable

Cette UE comporte : 1) une séance débat de confrontation des représentations de l’enseignement et des souhaitsd’expérience professionnelle, 2) la recherche en binôme, avec une ou deux personnes ayant des objectifscompatibles, de 2 lieux de stage et l’établissement de conventions de stage (en autonomie), 3) des cours depédagogie et d’histoire des sciences faisant l’objet d’un contrôle continu, 4) l’observation et éventuellement lacontribution à des séances d’enseignement en établissement (2x 2 semaines de stage en établissement) enalternance avec des séances d’analyse et prise de recul à l’université, 5) complément de formation sous forme d’unejournée thématique impliquant des enseignants en poste (Journée Lycée-Université ou similaire), 6) la rédaction d’unrapport factuel en binôme et d’une synthèse réflexive individuelle soutenue par des séances de TP à l'université, 7)la soutenance orale de la synthèse réflexive, 8) une séance bilan sur le projet professionnel et les acquis desétudiants

BUCHETON Dominique. « Des gestes professionnels plus ajustés » (23 Novembre 2015). Vidéo.https://www.youtube.com/watch?v=CUwV05dFAHg. CONSEIL SCIENTIFIQUE de l'éducation nationale (sous la direction de Stanislas DEHAENE) La science au servicede l'école (2019). Essai. Edition : Odile Jacob. DESSUS Philippe. Ressources de cours en sciences de l’éducation. Site web. http://espe-rtd-reflexpro.u-ga.fr/docs/sciedu-general/fr/latest/. DURU-BELLAT Marie. « Bistrot pédagogique sur les inégalités sociales à l’école » (25 novembre 2017). Vidéo.https://www.youtube.com/watch?v=JmVrvLg070o MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE. « Programmes, ressources et évaluations » (mis à jour 7 novembre2020). Site web. https://eduscol.education.fr/pid23199/programmes-ressources-et-evaluations.html MINISTERE DE L’EDUCATION NATIONALE. « Référentiel des compétences des métiers du professorat et del’éducation » (mis à jour Février 2020). https://www.education.gouv.fr/le-referentiel-de-competences-des-metiers-du-professorat-et-de-l-education-5753 MONKA Yvan. « Découvre mon métier : prof » (11 novembre 2018). Vidéo. https://www.youtube.com/watch?v=hoo1iT11Z4g PALY Pascale. « Préparer une séquence et une séance d’apprentissage » (20 juin 2010). Page web.http://mp1d.ac-besancon.fr:1096/spip.php?article130 PENNAC Daniel. Chagrin d'école (2007). Roman. Edition : Gallimard. PISA. « Compare your contry » (2018). http://www.compareyourcountry.org/pisa?utm_source=Adestra&utm_medium=email&utm_content=Compare%20your%20country:%20PISA STAR. « Enseignement explicite d’une stratégie de lecture » (5 aout 2015). Vidéo. https://www.youtube.com/watch?v=MWLimgMo3-s

Cours de présentation des terrains de stages

• TD de constructions de lettres de motivations et CVs
• Stage de 6 semaines minimum en milieu professionnel ou en laboratoire

Formation par l'activité professionnelle ou par la recherche Participation à un travail de recherche ou professionnel (ne peut être limité à de l’observation) Travail bibliographique Rédaction de rapports Préparation d'une présentation

Cours de présentation des terrains de stages

• TD de constructions de lettres de motivations et CVs
• suivi par un enseignant référent de la formation pendant le stage

L’objectif général du cours est de donner une base bien établie en Biochimie des protéines et Métabolisme énergétique.

Pour la première partie, le but sera d’acquérir des connaissances précises sur ce que sont les protéines et leur importance en biologie. Le cours décrit, de façon précise, les différents niveaux de leur organisation structurale avec l’idée d’unifier l’extraordinaire diversité des organisations macromoléculaires rencontrée en biologie par la combinaison de quelques principes sous-jacents. Dans la seconde partie de cet enseignement, le but sera de comprendre les principes qui régissent les conversions d’énergie dans la cellule. En particulier, le cours se focalisera sur les mécanismes permettant à des organismes hétérotrophes d’oxyder les nutriments pour assurer la synthèse d’ATP. Les travaux dirigés sont conçus pour apprendre aux étudiants à savoir regarder et se repérer dans une structure de protéine, y compris en utilisant des outils de bioinformatique structurale, et également à manipuler les concepts acquis sur les propriétés physico-chimique des protéines grâce à des exercices concrets. Ils leur permettront également de manipuler les concepts acquis sur les conversions d’énergie grâce à des exercices concrets.

L'esprit de cette unité d'enseignement est de se focaliser sur un éventail restreint de questions, choisies parce qu'elles sont une base utile à l'ensemble de la Biologie, mais de les couvrir avec une certaine exigence.

OAV1. Décrire la structure des protéines à différents niveaux (primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire) en s’appuyant sur les propriétés de la liaison peptidique et des chaînes latérales des acides aminés. OAV2. Décrire les principes des méthodes utilisées pour comparer les séquences et les structures des protéines. Expliciter les conséquences des liens évolutifs. OAV3. Décrire la succession des étapes nécessaire à l'obtention d'une protéine recombinante. OAV4. Décrire les méthodes usuelles de purification préparative des protéines. OAV5. Connaitre les principales méthodes d'analyse des protéines (SDS PAGE, western blot, séquençage). Interpréter les résultats d'expériences simples. OAV6. Formuler et discuter les principes de bases de la Bioénergétique cellulaire. OAV7. Reconnaitre, décrire et représenter les sucres simples et les principaux polysaccharides de réserve et de structure. OAV8. Nommer, définir et exposer les voies métaboliques impliquées dans la synthèse de ATP cellulaire à partir de l’oxydation des sucres et des lipides simples. OAV9. Décrire, représenter, expliquer et exposer l'ensemble des éléments impliqués dans le processus de phosphorylation oxydative.

Deux cours par semaine de 1h30 en Amphi : 1 sur les protéines et l'autre sur le métabolisme énergétique. 11 TD de 2h permettront d'approfondir les notions vues en cours et parfois d'aller plus loin dans certains domaines.

Un partiel est organisé en milieu de semestre (QCM) et un examen final a lieu généralement avant les vacances de Noel.

"Principes de Biochimie" de Lehninger

• "Biochimie" de Stryer, Berg et Tymoczko

Chimie de la L1 parcours BCST ou PCST, Chimie de la L1 Biotechnologie Chimie de la L1 santé

Première partie : Notions en réactivité chimique

Dessiner un diagramme énergétique pour une réaction endothermique ou exothermique
Expliciter la notion d’énergie d’activation d’une réaction chimique
Différencier un intermédiaire réactionnel et un état de transition 
Identifier les différents intermédiaires réactionnels

Deuxième partie : Réactivité des dérivés halogénés

Donner le nom et les propriétés physico-chimiques des dérivés halogénés
Décrire la réactivité d’un dérivé halogéné dans une réaction de Substitution Nucléophile d’ordre 1 et 2 sur le plan mécanistique, cinétique et stéréochimique
Décrire la réactivité d’un dérivé halogéné dans une réaction d’Elimination d’ordre 1 et 2 sur le plan mécanistique, cinétique et stéréochimique
Anticiper une compétition entre une réactivité d’ordre 1 et d’ordre 2 pour une Substitution Nucléophile et une Elimination
Anticiper une compétition entre des réactions de Substitution Nucléophile et d’Elimination
Détailler la synthèse et les propriétés physico-chimiques des organométalliques (organolithiens et organomagnésiens)

Troisième partie : Réactivité des dérivés carbonylés : aldéhydes et cétones

Donner le nom et les propriétés physico-chimiques des dérivés carbonylés
Identifier les principales réactivités des dérivés carbonylés (addition, oxydation, réduction et réactivités des énolates)
Décrire la réaction d’addition de diverses nucléophiles (faibles et forts) sur un dérivé carbonylé
Anticiper les produits issus d’une réaction d’oxydation et de réduction des dérivés carbonylés

Quatrième partie : Synthèse et réactivité des alcools

Donner le nom, la classe et les propriétés physico-chimiques des alcools
Décrire la synthèse des alcools à partir de dérivés halogénés et carbonylés
Détailler les différentes réactivités des alcools

Cinquième partie : Pratique de laboratoire

Choisir la verrerie et suivre un protocole expérimental établi
Mettre en place des réactions chimiques basées sur des réactivités connues
Apprendre le fonctionnement de matériels courants de laboratoire
Rédiger un compte rendu de travaux pratiques

OAV 1 : Dessiner un diagramme énergétique détaillé d’une transformation chimique en y incluant les intermédiaires et les états de transition OAV 2 : Détailler les réactions de Substitution Nucléophile (SN) et d’Elimination (E) d’ordre 1 et 2 de dérivés halogénés et alcools OAV 3 : Prédire l’ordre 1 et 2 pour les réactions de Substitution et d’Elimination et anticiper les compétitions SN vs. E OAV 4 : Décrire la préparation des dérivés carbonylés et exposer la réactivité des aldéhydes et cétones vis-à-vis de nucléophiles faibles et forts; d’oxydants et de réducteurs OAV 5 : Réaliser une synthèse chimique basée sur une réactivité connue en suivant un protocole expérimental établi

Enseignements avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests en ligne). Interrogations en TD, partiel, examen.

« Chimie Organique », N. Rabasso, De Boeck. « Chimie Organique », J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Oxford. « Traité de Chimie Organique », P. Vollhardt et N. Schore, De Boeck. « Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Maddaluno, V. Bellosta, I. Chataigner, F. Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, C. Lopin-Bon, J. Rouden, Dunod

Chimie de la L1 parcours BCST ou PCST, Chimie de la L1 Biotechnologie. Chimie de la L2 S3 parcours BCST ou L2 S3 Bioconcours ou L2S3 DLBC

Première partie : Synthèse et réactivité des acides carboxyliques

Donner le nom, les propriétés physico-chimiques et spectroscopiques des acides carboxyliques
Préparation des acides carboxyliques à partir de précurseurs carbonylés, addition de réactifs de Grignard sur le dioxyde de carbone, par hydrolyse de nitrile.
Détailler les différentes réactivités des acides carboxyliques pour la formation d’esters, d’amides, de chlorure d’acide et leur réduction par des hydrures.

Deuxième partie : Synthèse et réactivité des alcènes

Donner le nom, les propriétés physico-chimiques et spectroscopiques des alcènes
Donner les préparations des alcènes par hydrogénation contrôlée des alcynes, élimination d’ordre 1 et 2 avec définition des notions de stabilité des carbocations, d’hyperconjugaison et énoncer des règles de Zaïtsev et par allongement des chaînes carbonées.
 Détailler la réactivité des alcènes et leur conséquence stéréochimique : définition des additions stéréospécifiques, non stéréospécifiques, régiosélective – énoncé des règles de Markovnikov. Pour illustrer ces notions, des exemples de réaction (Dihydrogénation, Dihydroxylation, Hydroboration, Addition d’acides hypohalogéneux, d’acides halohydriques, iodolactonisation, addition d’eau et d’alcool en milieu acide) seront abordés.
Décrire les réactions de coupures oxydantes des alcènes, de cyclopropanation.
Aborder des notions de polymérisations cationiques, de réactions radicalaires - définition de l’effet Kharash.

Troisième partie : Synthèse et réactivité du benzène et des composés aromatique

Expliciter et définir les règles régissant l’aromaticité (Hückel)
Donner les généralités sur les composés aromatiques, les nommer.
Réactivité du benzène : détailler des intermédiaires de Wheland, leur stabilité, les effets Activation/Désactivation des substituants du benzène sur l’orientation (Règles de Holleman)
Décrire les principales réactions de Substitutions Electrophiles Aromatiques (SEAr) : Halogénation, Alkylation et acylation (Friedel et Crafts), Nitration et sulfonation.

Quatrième partie : Pratique de laboratoire

Etablir un protocole expérimental à partir de recherche bibliographique.
Mettre en place des réactions chimiques basées sur des réactivités connues.
Rédiger un compte rendu de travaux pratiques.

OAV 1 : Décrire la synthèse et la réactivité des acides carboxyliques OAV 2 : Décrire la synthèse et la réactivité des alcènes OAV 3 : Décrire la réactivité du benzène et des composés aromatiques OAV 4 : Réaliser une synthèse chimique en suivant un protocole expérimental établi/à établir par recherche bibliographique

Enseignements avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests en ligne). Interrogations en TD, partiel, examen.

« Chimie Organique », N. Rabasso, De Boeck. « Chimie Organique », J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, P. Wothers, Oxford. « Traité de Chimie Organique », P. Vollhardt et N. Schore, De Boeck. « Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Maddaluno, V. Bellosta, I. Chataigner, F. Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, C. Lopin-Bon, J. Rouden, Dunod

Nomenclature et connaissance des fonctions chimiques de base ; Représentation des molécules (semi-développée, topologique, Newman) ; Calcul du nombre d’insaturations ; Bases en atomistique ; Connaissance des effet électroniques (inductifs et mésomères) ; Notions sur les forces intermoléculaires ; Notions sur les champs magnétiques (relation de Bohr) ; connaissance du spectre électromagnétique ; Loi de Beer-Lambert.

Chromatographie : principe générale de la séparation, introductions aux différents types de chromatographie, conditions d'optimisation de la séparation. Spectroscopie IR : modèle de l'oscillateur harmonique, description des modes de vibration, analyses de spectres en transmittance, utilisation de tables de données de nombres d'onde IR. Spectroscopie RMN du proton : bases du phénomène RMN, évaluation du spin, effet Zeeman, fréquence de résonance, précession de Larmor, interaction d'écran électronique, définition de l'échelle de déplacement chimique, interaction de couplage scalaire, triangle de Pascal, équivalence chimique et magnétique, analyses de spectres du 1er ordre simples, utilisation des tables de données RMN proton. Spectrométrie de Masse : principe général de la SM, définitions des différentes masses, applications exclusives en impact éléctronique, fragmentations des fonctions carbonyle, amine et éther-oxydes.

1. Chromatographie 1.1. Principe général 1.2. Chromatographie en phase liquide 1.3. Chromatographie en phase gazeuse 1.4. Facteurs influençant l’élution des composés

2. Spectroscopie IR 2.1. Modèle de l'oscillateur harmonique et fréquence de vibration 2.2. Facteurs influençant la fréquence de vibration 2.3. Les modes de vibration 2.4. Interprétation des bandes par fonctions chimiques

3. Spectroscopie RMN proton 3.1. Principe général 3.2. Le déplacement chimique 3.3. Facteurs influençant le déplacement chimique 3.4. L’équivalence chimique 3.5. L’intégration du signal RMN 3.6. Le couplage scalaire avec des noyaux magnétiquement équivalents 3.7. Cas des protons échangeables

4. Spectrométrie de masse 4.1. Définitions des différentes masses 4.2. Présentation générale de la SM par impact électronique 4.3. Mécanismes de fragmentation en impact électronique

Travail expérimental : TP Infra-rouge : Echantillonnage de plusieurs produits et enregistrement de leur spectre - Identification de ces produits. TP Chromatographie en phase gazeuse : Détermination de la composition d’un mélange grâce à deux types de colonnes de polarité différentes.

Savoir décrire les principes de base de techniques d’analyse et de séparation couramment utilisées en laboratoire (chromatographie, spectroscopie infrarouge (IR), spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) et spectrométrie de masse (SM) Savoir extraire les données pertinentes d’un spectre ou d’un chromatogramme Interpréter les données spectrales en informations structurales

Croiser des données issues de différentes spectroscopies pour élucider la structure moléculaire d’un composé

Bases de biologie moléculaire et de génétique de L1: réplication, transcription, traduction, mitose et méiose. Bases de la démarche scientifique, techniques expérimentales vues en L1.

Le contenu réparti dans deux UEs sur les 2 semestres GBM1 (L2S3) et GBM2 (L2S4) vise à permettre aux étudiants 1) d’intégrer les connaissances actuelles sur les mécanismes de transmission de l’information génétique tant par des approches génétiques que par des approches de biologie moléculaire, à la fois chez les procaryotes et les eucaryotes ; 2) d’intégrer les principaux concepts qui président à la stabilité et l’évolution des génomes ; 3) d’intégrer les différentes techniques de biologie moléculaire ainsi que les approches génétiques mises en œuvre pour étudier l’ensemble de ces mécanismes.

À l’issue de cet enseignement, les étudiants seront en mesure de : OAV1. Intégrer le mécanisme de réplication de l’ADN chez les procaryotes, restituer l’enchainement des étapes à l’échelle de la cellule en associant réplication et division cellulaire. OAV2. Définir quelques types de lésions de l'ADN, de distinguer lésion et mutation, décrire le polymorphisme présent au sein d’une population. OAV3. Intégrer les notions de base de la génétique mendélienne : il/elle devra être capable de décrire les étapes de mitose et de méiose, résoudre un problème de génétique en prédisant le devenir d'un et de deux couples d'allèles à travers la reproduction sexuée ; calculer la distance génétique entre deux sites mutés ; en prédisant le devenir d’un allèle lors de la parasexualité bactérienne : transformation, conjugaison. OAV4. Analyser cribles génétiques et test de complémentation fonctionnelle pour identifier le ou les gènes impliqué(s) dans un processus biologique (analyse de mutants). OAV5. Décrire et distinguer les différentes étapes de la transcription (initiation, élongation et terminaison) chez les procaryotes et les eucaryotes, ainsi que les différents mécanismes de régulation transcriptionnelle et/ou post-transcriptionnelle en incluant ceux impliqués dans l’initiation de la transcription, la stabilité des ARNm et l’épissage. OAV6. Décrire les mécanismes impliqués dans les différentes étapes de la traduction (initiation, élongation et terminaison). OAV7. Décrire la structure des gènes et des génomes chez les eucaryotes et chez les procaryotes. OAV8. Décrire les effets des mutations lorsqu’elles sont positionnées sur le promoteur des gènes ou ses séquences de régulation localisées en cis, dans la séquence codante, à la jonction intron-exon et dans les régions intergéniques. OAV9. Décrire les techniques expérimentales de biologie moléculaire (but, principe, limites et contrôles), appliquer la démarche scientifique: analyser et interpréter les résultats expérimentaux, formuler à partir de ces données des conclusions ou des hypothèses. OAV10. Mettre en œuvre un protocole expérimental incluant des approches génétiques, de biologie moléculaire et de microbiologie en respectant les règles de sécurité en laboratoire. OAV11. Calculer le titre d’une culture bactérienne, déterminer un pourcentage de survie et une fréquence de mutants, réaliser et analyser des tests génétiques (dominance/récessivité et complémentation fonctionnelle) chez la levure. Réaliser une expérience de PCR incluant le design des amorces. Caractériser des mutations par comparaison de séquences d’ADN.

Premier et second principe de la thermodynamique et application aux réactions chimiques

1. UE de l’atome à la matière (chimie 1) du L1 S1 BCST
2. UE Transformations et propriétés de la matière (Chimie 2) du L1 S2 BCST
3. UE Mathématiques du L1 S1 BCST

Introduction de l’enthalpie libre - Enthalpie libre de réaction - Variation avec la température et cycle de Hess avec changement d’état ; Introduction du potentiel chimique ; Equilibre chimique – Principe de modération de Le Châtelier – Déplacement d’équilibre : influence de la température, de la pression, de la composition du système ; Application aux équilibres homogènes en phase gaz, aux équilibres hétérogènes et équilibres acide-base.

Acquisition des compétences nécessaires en thermodynamique pour l’étude des équilibres chimiques

Enseignement avec cours magistraux, TD et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours, TD) ; QCM et interrogation écrite via WIMS et/ou e-campus..

1. Thermodynamique et équilibres chimiques par Alain Gruger aux éditions Dunod
2. Thermodynamique dans la collection les nouveaux précis Bréal par Jean-Louis Queyrel aux éditions Bréal
3. Thermodynamique et cinétique chimiques, équilibres chimiques en solution aqueuse dans la collection les nouveaux précis Bréal par Jacques Mesplède aux éditions Bréal
4. Thermodynamique par Hubert Lumbroso aux éditions Ediscience International

Programme de L1 :

Notion de cellules et d'homéostasie cellulaire
Composition, fonction et interactions des différents compartiments cellulaires
Cytosquelette et mitose
Développement embryonnaire précoce du Xénope
Organisation d’une plante à fleurs et développement primaire

Programme de L2S3 (UE GBM et Biochimie) :

Expression de l’information génétique
Structure du gène eucaryote
Structure des protéines à différents niveaux
Techniques expérimentales de biologie moléculaire

Objectifs : Cette UE pluridisciplinaire vise à former les étudiants dans les disciplines intégratives que sont la biologie cellulaire et la biologie du développement. Sur le plan théorique, les thèmes traités permettront d’illustrer : (i) La façon dont les comportements cellulaires universels (division, différenciation, croissance/élongation + migration chez les animaux) façonnent l’organisme en développement au cours du temps et dans les 3 dimensions de l’espace. (ii) Les spécificités du développement végétal (stratégie d'adaptation à l'environnement et à ses contraintes). (iii) L’importance de la communication et des interactions entre cellules/tissus pour le développement harmonieux de l'organisme.

Programme : Les cours magistraux (20h) aborderont dans un premier temps la dynamique des cellules animales et végétales dans leurs aspects fondamentaux. Les points traités incluent la cellule dans son environnement tissulaire (interaction cellules/cellules et cellules/matrice), une introduction à la signalisation cellulaire et l’étude des processus de division, différenciation et migration cellulaires. Ces apprentissages seront ensuite exploités dans le contexte de l’organisme animal ou végétal en développement dans le but d’illustrer comment prolifération, spécialisation cellulaire, changements de forme, croissance, processus migratoires (chez les animaux) et communications intercellulaires contribuent à façonner le futur individu. Une ouverture sera faite sur les pathologies associées à ces processus et la biologie des cellules souches. Les travaux dirigés (15h) seront consacrés à observer, se questionner et mettre en œuvre les bases de la démarche scientifique. Un accent particulier sera mis sur la méthodologie de l’analyse de documents, la schématisation et la modélisation de résultats. Les travaux pratiques (10h) permettront une initiation à la technique d’immunofluorescence et à la manipulation des fonctions de base d’un logiciel d’imagerie (ImageJ).

OAV1. Décrire l’organisation des cellules eucaryotes et leur environnement cellulaire Il s’agit ici que l’étudiant (i) approfondisse les notions vues en L1 sur les organites intracellulaires et le cytosquelette et (ii) sache décrire et illustrer la structure de la matrice extracellulaire, les interactions cellules/matrice et les caractéristiques de la paroi des végétaux. OAV2. Schématiser les différents modes de communication intercellulaire et leur impact sur l’activité biochimique, sur l’expression génique et sur l’organisation de la cellule cible (cytosquelette en particulier). Il s’agit ici que l’étudiant soit capable de décrire les bases de la communication cellulaire (signal, récepteur membranaire, cascade intracellulaire, réponse biochimiques ou modification d’une combinatoire de facteurs de transcription spécifiques). Ces bases sont préalables à l’étude des comportements cellulaires in vivo (OAV6). Il n’est pas demandé de retenir la structure de voies de signalisation classiques ni de connaître les grandes familles de facteurs de transcription spécifiques. OAV3. Décrire et schématiser les comportements cellulaires fondamentaux Il s’agit ici que l’étudiant soit capable de décrire les comportements cellulaires universels qui sous-tendent le développement des organismes pluricellulaires : la division cellulaire (et l’influence de ses modalités sur le devenir des cellules), les étapes d’une voie de différenciation, l’expansion d’une cellule végétale, la transition épithélio-mésenchymateuse et la migration d’une cellule animale. D’un point de vue mécanistique, un focus est fait sur le rôle du cytosquelette au cours de la mitose animale et végétale et sur la régulation du cycle cellulaire (limité à la régulation de l’entrée en phase S). On introduit aussi la notion de programme génétique de différenciation. OAV4. Décrire la formation/organisation et le devenir d’un nombre limité de structures embryonnaires ou post-embryonnaires On souhaite ici que l’étudiant acquiert le vocabulaire de base préalable à la description de phénotypes in vivo et qu’il se familiarise avec les systèmes développementaux dans lesquels les processus cellulaires du développement seront étudiés. Il s’agit d’être capable de décrire un nombre limité de structures embryonnaires/post-embryonnaires (l’embryon d’angiosperme et le fonctionnement des méristèmes apicaux pour le développement végétal ; le développement précoce, les crêtes neurales et les somites pour le développement animal qui sera limité à des modèles vertébrés). L’étudiant doit aussi être capable de situer ces structures dans l’espace et le temps et de citer leur devenir. OAV5 (transversal). Savoir décrire et/ou mettre en œuvre différentes techniques d’analyse couramment utilisées en Biologie cellulaire et Développement
L’enjeu ici est que l’étudiant soit capable de décrire, sans rentrer dans les détails moléculaires, le principe des techniques/outils d’analyse couramment utilisés en Biologie cellulaire et Développement. D’un point de vue pratique, l’étudiant apprendra à réaliser une immunofluorescence, manipuler les fonctions de base d’un logiciel de traitement d’image (IMAGEJ) et réaliser un montage. OAV6 (transversal). Analyser des expériences in vitro ou in vivo et modéliser une procédure ou un résultat Le but ici est que l’étudiant soit capable, sur la base des connaissances théoriques et techniques acquises (OAV 1 à 5), d’interpréter un panel d’expériences (au niveau cellulaire ou au niveau de l’organisme) ayant trait à un nombre limité de systèmes développementaux. Il lui est demandé de savoir décrire un phénotype, comparer contrôle et situation expérimentale et conclure sur la question biologique traitée. Si une modélisation du résultat est demandée, l’étudiant sera guidé pas à pas dans sa réalisation (par exemple via des schémas à compléter).

L’UE bénéficie d’une plateforme en ligne sur le site eCampus, regroupant des synthèses rédigées reprenant les thèmes majeurs abordés en cours et des quizz d’auto-évaluation.

Biologie moléculaire de la cellule. H. Lodish. Biologie moléculaire de la cellule. B. Alberts, et al. Biologie du développement: Les grands principes. L.Wolpert et al. Biologie Végétale Croissance et Développement. J.F. Morot-Gaudry, R. Prat & I. Bohn-Courseau

L1 Physique-Chimie-Biologie

1. Généralités sur les actions pharmacologiques des médicaments.
2. Le devenir des médicaments dans l'organisme.
3. Propriétés physico-chimiques et profil pharmacocinétique des médicaments.
4. Métabolisme et toxicité des médicaments.
5. Modulations chimiques pour optimiser les profils pharmacocinétiques.
6. Contrôle physico-chimique des médicaments.

Responsable de l UE: Tap Ha-Duong

Découvrir les processus chimiques mis en œuvre au cours de la vie d'un médicament.Appréhender les propriétés physico-chimiques spécifiques aux molécules à visée thérapeutiques.

G.L. Patrick, «An Introduction to Medicinal Chemistry», Oxford University Press

Fonctions usuelles. Dérivée et primitive de fonctions.

Equations différentielles linéaires du premier ordre. Méthode de variation de la constante. Equations différentielles linéaire du second ordre, à coefficients constantes. Equations différentielles à variables séparées Calcul matriciel en dimension 2 ou 3, déterminant, systèmes linéaires, diagonalisation des matrices 2x2 et 3x3. Systèmes différentiels linéaires de 2 équations à 2 inconnues.

Savoir résoudre les systèmes d'équations différentielles rencontrés en cinétique chimique. Savoir maîtriser le calcul matriciel en dimension 2 ou 3 Savoir s’initier aux notions de valeur propre et de vecteur propre dans ce cadre

Maths basiques de type Calculus (trigonométrie, fonctions usuelles) (Physique de L1 (Optique géométrique, mécanique))

I - Ondes généralités, ondes progressives, fronts d’onde II - Ondes stationnaires, systèmes fermés III - Ondes acoustiques : communication et exploration : audition, effet Doppler, échographie IV Ondes électromagnétique s: interférence et diffraction comme outils d’étude et imagerie du vivant (imagerie de phase, imagerie de polarisation, diffraction de Bragg)

Outils de physique pour la biologie. Méthodes et modes de raisonnement (simplifications des problèmes, modélisation, démarche expérimentale, évaluation des incertitudes) Connaissances sur les ondes Compétences expérimentales (analyse d’image, utilisation d’un oscilloscope, mise en forme et ajustement de données

Cours-TD (16h) et 3 TP (9h) Organisation en présentiel. Travail conséquent à fournir pour les devoirs à la maison (2) et la préparation des TP (3)

Physique pour les sciences de la vie 1, 2, 3 (A Bouyssy, M Davier, B Gatty) Physique (Kane & Sternheim)

Savoir lire un graphe. Savoir déterminer le coefficient directeur d’une droite. Maîtriser la résolution d’équations différentielles linéaires à coefficients constants. Savoir établir un tableau d’avancement d’une réaction chimique.

Ce module vise à démythifier l’approche cinétique, en en présentant les fondements dans les domaines de la chimie et de la catalyse enzymatique. Les bases communes seront soulignées et les méthodes spécifiques à chacune des deux disciplines seront également abordées. Ce cours mettra l’accent sur la justification et les conséquences de toutes les simplifications mises en œuvre pour élaborer puis analyser un schéma cinétique élémentaire. La nécessité d’un aller-retour permanent entre schéma réactionnel et expérience sera soulignée.

Les cours magistraux (9h) et les TD (9h) aborderont les points suivants:

1. Fondements de la cinétique chimique

   Vitesse et ordre d'une réaction chimique Réactions élémentaires, réactions globales Influence de la température Réactions réversibles Catalyse

2. Cinétique enzymatique michaélienne

   Définition et mesure d’une vitesse de réaction enzymatique Hypothèses de l’état stationnaire et du quasi-équilibre Etat stationnaire et préstationnaire Efficacité catalytique. Constante de Michaelis et affinité Courbe de progression d’une réaction : équation de Michaélis et Menten intégrée

7h de TP permettront à l'étudiant de s'approprier les notions de vitesse et d'ordre de réaction, d'illustrer le rôle de la température et d'une enzyme sur la vitesse d'une même réaction étudiée d'un point de vue chimique et biologique.

• Exprimer la vitesse d’une réaction chimique. • Etablir et utiliser les lois de vitesse d’ordre simple. • Extraire des paramètres cinétiques (vitesse, ordres, énergie d’activation) à partir de données expérimentales. • Décrire le profil réactionnel d’une réaction complexe donnée. • Distinguer explicitement les courbes donnant la cinétique de formation du produit et la vitesse initiale de la réaction en fonction de la concentration initiale en enzyme. • Reconnaître, à partir des données cinétiques expérimentales, les caractéristiques reliées à l’équilibre et celles reliées à la vitesse de réaction. • Décrire le principe de mesure d’une activité enzymatique.

F. Rouquérol, G. Chambaud, R. Lissillour, A. Boucekkine. (2013) Les cours de Paul Arnaud, 7ème édition du cours de chimie-physique, "Chimie Générale", Dunod. Athel Cornish-Bowden (2012) Fundamentals of Enzyme Kinetics (4ème edition) Wiley–Blackwell.

L1 BCST (S2) : Transformation et propriétés de la matière (ou équivalent) L2 iBC (S3) : Thermochimie et équilibres

1. Rappels 1.1 construction et utilisation des tableaux d’avancement 1.2 notion d’équilibre, constante d’équilibre, sens spontané d’évolution d’un système, notion d’électrolyte fort et d’électrolyte faible 1.3 différents types de réactions en solution

2. Equilibres acido-basiques 2.2 constante d’acidité, force relative des acides et des bases, échelle de pH 2.3 calculs de pH dans des cas simples (acide fort, base forte, acide faible, base faible, polyacides et polybases) 2.4 diagrammes de prédominance et distribution des espèces en fonction du pH 2.5 solutions tampons

3. Equilibres de complexation 3.1 réactions de complexation, constantes de formation et de dissociation, équilibres successifs 3.2 réactions d’échange de ligands, prévision du sens de réaction. 3.3 détermination de l’état d’équilibre d’un système siège de réactions de complexation, diagrammes de prédominances

4. Equilibres d’oxydo-réduction 4.1 Degré d’oxydation, couple oxydo-réducteur, demi-réactions et réactions redox 4.2 Relation de Nernst, lien avec la constante d’équilibre 4.3 Influence du pH ou de la complexation

5. Dosages
   5.1 Différents types de dosage (dosage direct, dosage en retour. Dosage acide-base, dosage redox, dosage complexométrique) 5.2 Détermination de l’équivalence (pHmétrie, potentiométrie, colorimétrie) 5.3 Exploitation d’une courbe de dosage, incertitude

TP

1. titrage simple : méthodologie, verrerie, colorimétrie 2.dosage potentiométrique

Savoir reconnaître et équilibrer les différents types de réactions en solution aqueuse (acide-base, complexation, oxydoréduction). Savoir construire et exploiter des tableaux d’avancement complexes. Savoir déterminer le sens d’évolution spontanée et l’état d’équilibre final d’un système siège d’une réaction chimique à partir des données thermodynamiques. Savoir construire et exploiter un diagramme de prédominance, d’existence ou de distribution des espèces en solution. Savoir réaliser et interpréter de manière critique (incertitudes) un dosage en solution aqueuse par diverses méthodes. Savoir interpréter une courbe de dosage pour déterminer expérimentalement une grandeur thermodynamique. Savoir modéliser une courbe de dosage simple.

Enseignement de type classique avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques Documents pédagogiques disponibles sur e-campus. Exercices complémentaires proposés sous diverses formes (polycopiés, WIMS et/ou e-campus). contrôle continu,partiel, examen.

Chimie : BCPST-Véto 1re année. Grécias P., Rédoglia S., Tejedor V. Paris : Lavoisier Tec & Doc, 2017. Chimie : BCPST-Véto 2ème année. Grécias P., Rédoglia S. Paris : Lavoisier Tec & Doc, 2017. Chimie disséquée à l’usage des Bio : BCPST-Véto. Coiffier A., Verdier E., Brice-Profeta S. Ellipses Editions, 2004.