Prparation lAgrgation Interne Paris VI 2009 - 2010 Sances des 19 et 23 septembre

LES CONSTITUANTS MOLCULAIRES DU VIVANT

Les mots cls : Lipide, glucide, protide, acide nuclique, monomre, polymre, macromolcule, ose, oside, oligosaccharide, disaccharide, glycraldhyde, ribose, dsoxyribose, ribulose, glucose, saccharose, amidon, glycogne, cellulose, chitine, glycoaminoglycane, acide hyaluronique, peptidoglycane, acide gras, triglycride, glycrophospholipide, sphingolipide, cholestrol, strode, amphiphilie, membrane plasmique, acide amin, liaison peptidique, squence, conformation, polypeptide, protine, glycoprotine, nucloside, base azote pyrimidique, base azote purique, nuclotide, liaison phosphodiester, dinuclotide, coenzyme doxydorduction, acide ribonuclique, acide dsoxyribonuclique, lignine, structure, rserve, nergie, transport., hydrolyse, digestion, oxydation...

Dans les programmes :6me :

Des pratiques au service de lalimentation humaine.

(matires grasses, sucres rapides, sucres lents, protines).

5me: Fonctionnement de lorganisme et besoin en nergie. 3me: Risque infectieux et protection de lorganisme

Seconde : Partie II : Cellule, ADN et unit du vivant.

Universalit et variabilit de la molcule dADN.

Premire S: Du gnotype au phnotype, relation avec lenvironnement.

La morphogense vgtale et ltablissement du phnotype.

La rgulation de la glycmie et les phnotypes diabtiques.

...

Terminale S: Immunologie

Thme 3: Diversit et complmentarit des mtabolismes.

Amidon, saccharose, ATP, pyruvate, ...

Programme BCPST

Partie 1 Biologie

1-2 Proprits fonctionnelles des principales familles de molcules du vivant.

- Caractres gnraux des constituants fondamentaux des tres vivants.

- Proprits physico-chimiques des glucides, des lipides et des protines en relation avec leurs rles. Sans qu'il soit question de faire un cours de biochimie thorique indpendant des structures biologiques et des fonctions de ces substances, il parat indispensable de mettre la disposition des tudiants une vue d'ensemble structure des divers types de constituants chimiques qui interviennent chez les tres vivants. On insiste sur les chelles de taille des biomolcules, l'existence d'un petit nombre de classes principales (oses et osides ; acides gras, lipides ; acides amins, peptides et protines ; nuclotides et acides nucliques) ; les diffrents types de liaisons et de groupements chimiques impliqus ; le comportement des biomolcules vis--vis de l'eau. L'tude des diffrents ordres de structure des protines est mene pour l'essentiel sur la myoglobine et l'hmoglobine en relation avec leurs proprits fonctionnelles. On souligne l'importance des changements de conformation des protines et onsignalera l'existence d'isoformes.

2. Le mtabolisme cellulaire 2.1 Les enzymes, acteurs du mtabolisme - catalyse enzymatique : - cintique des enzymes michaeliennes (Km, Vmax et leur signification) - tude lchelle molculaire dun exemple du droulement dune raction catalytique. Les donnes cintiques sont exploites ici pour prciser les modalits de l'interaction enzyme-substrat. On indique l'existence de diffrents types d'inhibitions. On donne la traduction cintique d'une inhibition rversible comptitive et d'une inhibition rversible non comptitive. - contrle de lactivit enzymatique. On tudie le contrle de l'activit enzymatique par modification covalente (en se limitant l'exemple de la phosphorylation / dphosphorylation) et par intervention de proprits allostriques (effets coopratifs, action d'effecteurs allostriques). Les modles cintiques de l'allostrie concerte ou squentielle ne sont pas au programme.

Les orientations bibliographiques :- ALBERTS et al., Biologie molculaire de la cellule, Flammarion, 2003- DARNELL J. et al. , Biologie molculaire de la cellule, 3nde dition, de Boeck, 1997- KARP G., Biologie cellulaire et molculaire, de Boeck, 1998- LEHNINGER A.L. et al, Principes de biochimie, Mdecine- Sciences Flammarion- STRYER H., Biochimie, Flammarion- HENNEN G., Biochimie 1er cycle, Dunod, 1995- KAPLAN et al., Biologie molculaire applique la mdecine, Flammarion, 2006 - PELMONT J., Enzymes, Presses Universitaires de Grenoble, 1993

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Des pistes de rvision :

- Les diffrents monomres: formules, proprits, fonctions.- Les diffrents types de liaisons.- Les bases de la chimie organique: les principales fonctions (alcool, ctone, aldhyde, acide carboxylique...).- Les principaux types de ractions: hydrolyse, oxydation, rduction, ...- Macromolcules et tat macromolculaire.- Les niveaux dorganisation dune protine (de la structure primaire la structure quaternaire)- Les molcules squences et leur signification.- ...

Des supports matriser :

- Manipulations simples de mise en vidence (amidon, matire grasse, sucre rducteur...)- Quelques techniques molculaires: lectrophorse, chromatographie- Quelques approches exprimentales: squenage... - Des exemple protiques: hmoglobine, enzymes, immunoglobulines...- ...

Exemples d'preuves orales ncessitant particulirement des connaissances en biochimie :

Leons Du gne la protine (1re S)Du gnotype au phnotype (1re ES)

Du gnotype au phnotype aux diffrentes chelles de lorganisme animal (1re S)Lactivit enzymatique (1re S)Les enzymes, des biocatalyseurs (1re S)Universalit et variabilit de la molcule dADN (2nde)Les anticorps (TS)Les molcules de limmunit (TS)La paroi squelettique des cellules vgtales (1re S)Une transformation biologique au service de lalimentation humaine (6me)Les vgtaux dans lalimentation humaine (6me)Origine et devenir des nutriments (5me)

Travaux Pratiques Antignes et anticorps (TS)La diversit des anticorps (TS)De lADN aux protines (1re S)Du gnotype aux phnotypes (Lyce)Lactivit enzymatique et ses variations (1re S)Les enzymes: des catalyseurs biologiques (1re S)Le complexe enzyme-substrat (1re S)

Caractristiques structurales et fonctionnelles de la cellule vgtale (2nde 1re S)La paroi squelettique des cellules vgtales (1re S 1re ES)La photo-autotrophie pour le carbone (TS Spcialit)Les rserves chez les vgtaux (TS Spcialit)Utilisation des vgtaux pour illustrer leur intrt alimentaire (1re L)

Organisation de la sanceA - Prsentez sous forme organise selon un plan, le bilan des connaissances acquises au Collge et au Lyce sur les protines. Vous envisagerez par ailleurs en quoi les protines peuvent constituer des supports dtudes intressants pour la construction dautres notions que vous prciserez.

B - Rvisions scientifiques : les bases en biochimie : monomres, polymres, relations structures molculaires, proprits et fonctions: lipides, protides.