Sciences · Biologie

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Biologie

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Introduction au diplôme en Biologie. Source : Wikipedia (CC BY-SA 4.0).

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Définition, histoire et classification de la biologie

Biologie : science qui étudie la vie et les processus organiques
Objectif : établir les lois générales de la vie organique
Échelle d'étude : des sous-composants biophysiques aux systèmes complexes
Biologie moléculaire : étude des biomolécules
Biologie cellulaire : étude de la cellule (unité de base)
Écologie : étude des habitats et des relations avec l'environnement
Microbiologie : apparue au XVIIe siècle
Unification de la biologie : survenue au XIXe siècle
Étapes clés : génétique, évolution (sélection naturelle) et théorie microbienne
Biophysique et biochimie : application de la physique et de la chimie au niveau cellulaire/moléculaire
Étymologie : βίος (vie) et -λογία (science)
Treviranus et Lamarck : ont introduit le terme en 1802
Burdach : on lui attribue le terme en 1800
Classification professionnelle : biologistes de laboratoire et biologistes de terrain

Histoire et fondements de la biologie et des organismes vivants

Consolidation de la biologie en tant que champ cohérent : XIXe siècle
Précurseurs historiques : médecine égyptienne, Aristote, Galien et médecine islamique (Avicenne, al-Jahiz, etc.)
Impulsion de l'empirisme : André Vésale et William Harvey (observation et expérimentation)
Classification et registre fossile : Carl von Linné et Georges-Louis Leclerc de Buffon
Base de la théorie cellulaire : Découverte des microorganismes par microscopie
Connexion physico-chimique de la vie : Lavoisier
Fondements de la biogéographie, de l'écologie et de l'éthologie : Alexander von Humboldt
Théorie de l'évolution par sélection naturelle : Charles Darwin
Théorie microbienne des maladies : Validée à la fin du XIXe siècle
Génétique moderne : Redécouverte de Gregor Mendel et travaux de Thomas Hunt Morgan
Synthèse évolutive moderne : Années 1930 (génétique des populations + sélection naturelle)
Structure de l'ADN : Proposée par Watson et Crick (basée sur les travaux de Rosalind Franklin)
Division de la biologie : Biologie des organismes vs. Biologie cellulaire et moléculaire
Champs contemporains : Génomique et protéomique
Propriétés du vivant : Structure organisée, métabolisme, homéostasie, croissance, reproduction, irritabilité et évolution
Registre fossile le plus ancien : 3 800 millions d'années (UCLA, 1996)

Niveaux d'organisation biologique et composants chimiques de la vie

Atome : unité minimale de la matière
Molécule : groupement ordonné d'atomes
Macromolécules : glucides, lipides, protéines et acides nucléiques
Organite : structure subcellulaire aux fonctions spécifiques
Cellule : unité structurelle et fonctionnelle minimale des êtres vivants
Tissu : ensemble de cellules similaires ayant une fonction commune
Organe : groupe de tissus formant une unité fonctionnelle
Appareil : système d'organes ayant une fonction particulière
Organisme : résultat de l'organisation des niveaux précédents
Espèce : organismes semblables entre eux
Population : individus d'une espèce dans une zone déterminée
Communauté : populations qui interagissent dans une zone
Écosystème : communauté + environnement
Biosphère : ensemble des écosystèmes de la Terre
Bioéléments primaires (CHON) : jusqu'à 95 % de la masse des biomolécules
Bioéléments secondaires (S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl) : jusqu'à 4,5 % de la masse
Biomolécules : substances organiques composées de C, H, O, N, P et S
Oligoelements : minéraux en faibles doses (K, Na, Ca, P, Mg, Zn, Fe)
Principes biologiques : universalité, évolution, diversité, continuité, homéostasie et interactions
Évolution : descendance de la vie à partir d'un ancêtre commun par sélection naturelle et dérive génétique
Universalité : biochimie commune, cellules, ADN et code génétique universel
Chromosomes : ADN organisé avec des protéines en structures en bâtonnets
Gènes : fragments d'ADN sur les chromosomes qui codent des protéines ou des peptides
Récon : segment d'ADN minimal avec capacité de recombinaison
Muton : segment d'ADN minimal avec capacité de mutation

Fondamentaux de la Biologie : Phylogénie, Classification et Concepts de Base

Phylogénie : étude de l'histoire évolutive et des relations généalogiques.
Outils phylogénétiques : séquences d'ADN/ARN/protéines et restes paléontologiques.
Taxonomie : classification en taxons ; Systématique : étude de leurs relations.
Système actuel : trois domaines (Archaea, Bacteria, Eukaryota).
Exclus des règnes : virus, viroïdes et prions (parasites intracellulaires).
Nucleocytoviricota : proposition d'un quatrième domaine (en débat à cause du transfert horizontal de gènes).
Ancêtre commun universel : estimé à il y a 4250 millions d'années.
Théorie du Descendant Commun Universel (DCU) : prouvée par l'universalité du code génétique.
Homéostasie : régulation des conditions internes par équilibre dynamique.
Niveaux d'homéostasie : cellulaire (pH), organisme (température) et écosystème (CO2).
Écologie : étude des interactions entre les espèces au sein d'un écosystème.

Fondements, disciplines et niveaux d'organisation de la biologie

Groupes d'étude : structures de base, tissus/organes, évolution et interactions.
Interdisciplinarité : la biologie moléculaire apporte des techniques à l'évolution et la biologie cellulaire à la physiologie.
Spéléologie : étude des organismes dans les cavités souterraines.
Classification : des 2 règnes (Linnaeus) à plus de 20 règnes dans les systèmes cladistiques.
Biologie moléculaire : synthèse des protéines et régulation de l'ADN/ARN.
Biologie cellulaire : étude des cellules unicellulaires et des cellules spécialisées des pluricellulaires.
Génétique : étude des gènes, de l'hérédité et de la variation ; ADN dans les chromosomes.
Gènes : codent pour les protéines qui influencent le phénotype.
Biologie du développement : étude de la croissance, de la différenciation et de la morphogenèse.
Organismes modèles : C. elegans, D. melanogaster, D. rerio, M. musculus et A. thaliana.
Physiologie : processus mécaniques, physiques et biochimiques en tant qu'unité fonctionnelle.
Physiologie animale et végétale : partagent des principes universels et des techniques.
Anatomie : étude des systèmes organiques (nerveux, immunitaire, endocrinien, respiratoire, circulatoire).
Anatomie comparée : étudie les changements évolutifs par le biais des homologies et des fossiles.
Écophysiologie : processus physiologiques au sein des communautés, des écosystèmes et des cycles biogéochimiques.

Biologie de l'évolution et taxonomie

Biologie de l'évolution : étudie l'origine, la descendance et les changements des espèces
Domaines inclus : teriologie, ornithologie, herpétologie, paléontologie, génétique des populations
Biologie évolutive du développement : réintégrée dans les années 1990
Disciplines liées : phylogénie, systématique et taxonomie
Botanique : étude de la croissance, reproduction, métabolisme, développement, maladies et évolution des plantes
Zoologie : étude des animaux, incluant la physiologie, l'anatomie et l'embryologie
Biologie moléculaire/génétique moléculaire : étudie la génétique commune et les mécanismes de développement
Écologie du comportement : couvre l'écologie des animaux
Système dominant : taxonomie de Linné (rangs et nomenclature binomiale)
CINB : régule la nomenclature botanique
CINZ : régule la nomenclature zoologique
ICNP : régule la nomenclature des procaryotes
BioCode : projet de 1997 pour standardiser la nomenclature (non adopté formellement)
CICNV : code des virus, exclu du BioCode

Fondements de l'écologie et de l'éthologie

Écologie : étude de la distribution, de l'abondance et des interactions des organismes
Habitat : somme des facteurs abiotiques (climat, géologie) et biotiques
Interactions : peuvent être intra-spécifiques ou inter-spécifiques
Classification des interactions : bénéfiques, préjudiciables ou neutres
Flux d'énergie : se propage à travers le réseau trophique en perdant de la qualité sous forme de chaleur
Sources d'énergie : soleil (principale), plantes (photosynthèse) et animaux (hétérotrophie)
Pyramides trophiques : reflètent la moindre efficacité hétérotrophe par rapport à la photosynthétique
Capacité de charge : limite de population due à la perte d'énergie dans la chaîne
Niveaux d'étude : individuel, populationnel, écosystème et biosphère
Biosphère : hypothèse de suprorganisme avec homéostasie
Écologie de l'information : application en théorie de la communication
Niches de marché : application en marketing
Éthologie : étude du comportement animal sous la sélection naturelle
Sociobiologie : proposition de discipline matrice pour les sciences sociales
Neuroéthologie : branche avec des applications en robotique et en neuropsychiatrie
Théorie des jeux : appliquée aux dynamiques évolutives en éthologie

Ressources et plateformes d'information sur la Biologie

Wikidictionnaire : définitions et autres informations sur la biologie
Dictionnaire de la RAE : définition de la biologie
Wikiversité : projets d'apprentissage sur la biologie
BioScripts : ressources informatiques pour les biologistes

Aperçu des fiches (6 sur 40)

01
Étymologie : que signifie le préfixe grec βίος [bíos] dans « biologie » ?
vie
02
Quelle est l'unité constitutive de base de toute vie selon la biologie cellulaire ?
la cellule
03
En quel siècle la microbiologie a-t-elle émergé avec l'invention du microscope ?
XVIIe siècle
04
En quel siècle la biologie a-t-elle été unifiée en découvrant des similitudes chez tous les êtres vivants ?
XIXe siècle
05
Comment appelle-t-on le biologiste qui se consacre traditionnellement au travail de terrain ?
biologiste de terrain
06
En quel siècle le concept de la biologie en tant que domaine cohérent unique a-t-il fleuri ?
XIXe siècle

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