chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
27
RévIsIon du chapItRe 1
résUmé Des concepts cLés
ConCept
1.1
les thèmes qu’explore cet ouvrage établissent
des ponts entre les différents domaines de la biologie
(p. 3 à 12)
• thème : de nouvelles propriétés émergent
à chaque niveau de la hiérarchie de
l’organisation biologique La hiérarchie de
l’organisation biologique se déploie comme suit :
biosphère > écosystème > communauté bio logique > population > organisme > système
organique > organe > tissu > cellule > organite >
molécule > atome. À partir de l’atome,
chaque niveau supérieur présente de nouvelles
propriétés résultant des interactions entre les composantes aux niveaux
inférieurs. Le réductionnisme est une démarche visant à décomposer
des systèmes complexes en éléments plus simples et plus faciles à étudier. Par la biologie des systèmes, les scientifiques tentent de modéliser
le comportement dynamique de systèmes biologiques entiers en étudiant
les inter actions qui s’établissent entre les différentes composantes.
• thème : les organismes interagissent
entre eux et avec l’environnement
physique Les végétaux puisent des nutriments
dans le sol et des substances chimiques dans
l’air, et utilisent l’énergie du soleil. Les interactions entre les plantes et les organismes rendent
possible la circulation des nutriments au sein
d’un écosystème. Le changement climatique
mondial est une conséquence nuisible des inter actions humaines avec l’environnement, que
l’on attribue à la combustion de carburants fossiles et à l’augmentation
du CO 2 dans l’atmosphère.
• thème : le transfert et
la transformation d’énergie
sont essentiels à la vie
L’énergie traverse l’écosystème.
Tous les organismes accomplissent diverses activités,
ce qui requiert de l’énergie.
L’énergie solaire est convertie en énergie chimique par des producteurs, avant d’être transmise aux consommateurs.
• thème : la structure et la fonction
sont corrélées à tous les niveaux de
l’organisation biolo gique La forme d’une
structure biologique convient à sa fonction,
et vice versa.
• thème : la cellule est l’unité élémentaire
de la structure et de la fonction d’un
organisme La cellule est le plus bas niveau
d’organisation capable d’effectuer toutes les
activités caractéristiques des organismes vivants.
Les cellules sont de type procaryote ou eucaryote. Les cellules eucaryotes renferment
des organites membraneux, dont un noyau
contenant l’ADN. Les cellules procaryotes
sont dépourvues d’organites membraneux.
• thème : la continuité du vivant repose
sur l’information héritée sous forme
d’adn L’information génétique est codée
dans les séquences de nucléotides d’ADN.
L’ADN contient l’information génétique que
les parents transmettent à leurs descendants.
Une séquence de nucléotides est transcrite
en ARN, laquelle est ensuite traduite en une
protéine spécifique, dotée d’une forme et d’une
fonction qui lui sont propres ; ce processus
par lequel l’information d’un gène dicte la
produc tion d’un produit cellulaire s’appelle
l’expression génétique. Toutes les molécules
d’ARN de la cellule ne sont pas traduites en
protéines ; certaines d’entre elles accomplissent
d’autres tâches importantes. La génomique
étudie et analyse à grande échelle les séquences
d’ADN d’une espèce et compare des séquences
d’ADN d’espèces différentes.
• thème : les mécanismes de régulation
agissent sur les systèmes biologiques
La rétro-inhibition est un mécanisme
de rétroaction par lequel l’accumulation
du produit final d’un processus ralentit ce
même processus. La rétroactivation est le
mécanisme inverse par lequel l’accumulation
du produit final accélère le processus. Tous
les niveaux d’organisation du vivant, de la
molécule aux écosystèmes, font appel à des
mécanismes de régulation.
• l’évolution est le thème dominant
de la biologie La théorie de l’évolution
donne un sens à l’unité et à la diversité
du vivant. Elle explique aussi pourquoi
les organismes arrivent à s’épanouir dans
leur environnement.
Pourquoi considère-t-on l’évolution comme le thème dominant
de la biologie ?
ConCept
1.2
le thème central, l’évolution, donne un sens
à l’unité et à la diversité de la vie (p. 12 à 18)
• Les biologistes classifient les espèces selon un système de catégories
de plus en plus larges. Le domaine des Bactéries et le domaine des
Archées comprennent des Procaryotes. Le domaine des Eucaryotes
renferme divers groupes de Protistes et les règnes des Végétaux, des
Eumycètes et des Animaux. Malgré sa grande diversité, la vie montre
les signes d’une remarquable unité, dont témoignent les ressemblances
entre divers types d’organismes.
• Darwin a proposé
la théorie de la
sélection naturelle
pour expliquer
comment les populations s’adaptent
à leur environnement au fil de
leur évolution.
?
Circulation
cyclique
des
nutriments
Chaleur
Lumière du soleil
Énergie
chimique
Population
d’organismes
Facteurs
environnementaux
Variations
héréditaires
Surproduction de descendants
et lutte pour la survie
Succès reproductif inégal
d’un individu à l’autre
Évolution des adaptations
au sein d’une population
27
RévIsIon du chapItRe 1
résUmé Des concepts cLés
ConCept
1.1
les thèmes qu’explore cet ouvrage établissent
des ponts entre les différents domaines de la biologie
(p. 3 à 12)
• thème : de nouvelles propriétés émergent
à chaque niveau de la hiérarchie de
l’organisation biologique La hiérarchie de
l’organisation biologique se déploie comme suit :
biosphère > écosystème > communauté bio logique > population > organisme > système
organique > organe > tissu > cellule > organite >
molécule > atome. À partir de l’atome,
chaque niveau supérieur présente de nouvelles
propriétés résultant des interactions entre les composantes aux niveaux
inférieurs. Le réductionnisme est une démarche visant à décomposer
des systèmes complexes en éléments plus simples et plus faciles à étudier. Par la biologie des systèmes, les scientifiques tentent de modéliser
le comportement dynamique de systèmes biologiques entiers en étudiant
les inter actions qui s’établissent entre les différentes composantes.
• thème : les organismes interagissent
entre eux et avec l’environnement
physique Les végétaux puisent des nutriments
dans le sol et des substances chimiques dans
l’air, et utilisent l’énergie du soleil. Les interactions entre les plantes et les organismes rendent
possible la circulation des nutriments au sein
d’un écosystème. Le changement climatique
mondial est une conséquence nuisible des inter actions humaines avec l’environnement, que
l’on attribue à la combustion de carburants fossiles et à l’augmentation
du CO 2 dans l’atmosphère.
• thème : le transfert et
la transformation d’énergie
sont essentiels à la vie
L’énergie traverse l’écosystème.
Tous les organismes accomplissent diverses activités,
ce qui requiert de l’énergie.
L’énergie solaire est convertie en énergie chimique par des producteurs, avant d’être transmise aux consommateurs.
• thème : la structure et la fonction
sont corrélées à tous les niveaux de
l’organisation biolo gique La forme d’une
structure biologique convient à sa fonction,
et vice versa.
• thème : la cellule est l’unité élémentaire
de la structure et de la fonction d’un
organisme La cellule est le plus bas niveau
d’organisation capable d’effectuer toutes les
activités caractéristiques des organismes vivants.
Les cellules sont de type procaryote ou eucaryote. Les cellules eucaryotes renferment
des organites membraneux, dont un noyau
contenant l’ADN. Les cellules procaryotes
sont dépourvues d’organites membraneux.
• thème : la continuité du vivant repose
sur l’information héritée sous forme
d’adn L’information génétique est codée
dans les séquences de nucléotides d’ADN.
L’ADN contient l’information génétique que
les parents transmettent à leurs descendants.
Une séquence de nucléotides est transcrite
en ARN, laquelle est ensuite traduite en une
protéine spécifique, dotée d’une forme et d’une
fonction qui lui sont propres ; ce processus
par lequel l’information d’un gène dicte la
produc tion d’un produit cellulaire s’appelle
l’expression génétique. Toutes les molécules
d’ARN de la cellule ne sont pas traduites en
protéines ; certaines d’entre elles accomplissent
d’autres tâches importantes. La génomique
étudie et analyse à grande échelle les séquences
d’ADN d’une espèce et compare des séquences
d’ADN d’espèces différentes.
• thème : les mécanismes de régulation
agissent sur les systèmes biologiques
La rétro-inhibition est un mécanisme
de rétroaction par lequel l’accumulation
du produit final d’un processus ralentit ce
même processus. La rétroactivation est le
mécanisme inverse par lequel l’accumulation
du produit final accélère le processus. Tous
les niveaux d’organisation du vivant, de la
molécule aux écosystèmes, font appel à des
mécanismes de régulation.
• l’évolution est le thème dominant
de la biologie La théorie de l’évolution
donne un sens à l’unité et à la diversité
du vivant. Elle explique aussi pourquoi
les organismes arrivent à s’épanouir dans
leur environnement.
Pourquoi considère-t-on l’évolution comme le thème dominant
de la biologie ?
ConCept
1.2
le thème central, l’évolution, donne un sens
à l’unité et à la diversité de la vie (p. 12 à 18)
• Les biologistes classifient les espèces selon un système de catégories
de plus en plus larges. Le domaine des Bactéries et le domaine des
Archées comprennent des Procaryotes. Le domaine des Eucaryotes
renferme divers groupes de Protistes et les règnes des Végétaux, des
Eumycètes et des Animaux. Malgré sa grande diversité, la vie montre
les signes d’une remarquable unité, dont témoignent les ressemblances
entre divers types d’organismes.
• Darwin a proposé
la théorie de la
sélection naturelle
pour expliquer
comment les populations s’adaptent
à leur environnement au fil de
leur évolution.
?
Circulation
cyclique
des
nutriments
Chaleur
Lumière du soleil
Énergie
chimique
Population
d’organismes
Facteurs
environnementaux
Variations
héréditaires
Surproduction de descendants
et lutte pour la survie
Succès reproductif inégal
d’un individu à l’autre
Évolution des adaptations
au sein d’une population