LDD1 Chimie, Sciences de la vie

Compétences à acquérir

• Lumière: Replacer un rayonnement dans les domaines du spectre électromagnétique. Connaître des sources de rayonnements électromagnétiques Définir un rayonnement mono et polychromatique , connaître les notions de spectre continu et discret Connaître et exploiter la relation entre les grandeurs caractéritiques de l'onde et l'énergie d'un photon: période ou la fréquence, la longueur d’onde et la célérité
• Atome: Savoir identifier et décrire un nucléide Comprendre la notion de quantification. Prévoir l'énergie et le rayon d'un hydrognénoïde à partir du modèle planétaire de Bohr Savoir lire et se repérer dans la classification Savoir écrire une configuration électronique et représenter les électrons dans un modèle de case quantiques Ecrire la configuration électronique fondamentale d'un atome ou d'un ion à l'aide des 3 règles de construction (Pauli, Klechkowski, et Hund) et en déduire les électrons de valence Déterminer la place dans le tableau périodique d'un élément à partir de son numéro atomique et de sa configuration électronique fondamentale et vice-versa Connaître l'évolution de quelques propriétés des atomes (taille, électronégativité, EI, AE) au sein du tableau périodique
• Spectroscopie atomique Savoir tracer et remplir un diagramme d’énergie Savoir représenter et traiter des transitions Connaître la définition d’une série d’émission Savoir se servir des séries pour identifier un élément Réaliser un bilan d'énergie résultant de l'interaction entre un photon et un atome Manipuler les transitions entre niveaux d'énergie quantifiés d'un hydrogénoïde sur le modèle basique de l'atome de Bohr
• Spectroscopie Reconnaître et différencier un spectre de raies en émission, en aborption et un spectre continu. Identifier les é léments d'un instrument de spectroscopie : élement de dispersion, source, fentes, détecteur Utiliser la loi de Beer-Lambert pour retrouver la concentration ou l'absorbance d'un composé en solution
• Dualité onde-corpuscule Savoir qu'une particule peut être caractérisée par une énergie mais aussi par une fonction d'onde Avoir une notion du concept d’Orbitale Atomique
• Structure de Lewis: Décrire la répartition des électrons de valence d'une molécule (formule de Lewis), en utilisant la règle de l'octet (et en en connaissant les limites) Appliquer la théorie VSEPR pour déterminer la géométrie d'un édifice moléculaire Déterminer la polarité d'une molécule à partir de sa géométrie Déterminer les nombres d'oxydation à partir des structures de Lewis des molécules organiques.
• Nomenclature: Déterminer le nom en nomenclature IUPAC des molécules polyfonctionnelles. Ecrire une structure développée, semi-développée et topologique de toutes molécules organiques. Identifier les fonctions ou groupements fonctionnels (acide carboxylique, alcool, ester, amine, aldéhyde, cétone, amide, thiol, éther oxyde,insaturations...) et déterminer la fonction principale. Classer les groupements fonctionnels par priorité décroissante Employer les préfixes et suffixes associées aux fonctions, substituants et insaturation Assembler les différents éléments (suffixe, préfixe, numérotation, insaturation, chaine carbonée) afin de déterminer le nom des molécules polyfonctionnelle en nomenclature IUPAC?
• Prédire l’état d’hybridation des atomes et représenter les formes limites Déterminer l'hybridation des atomes de C, O et N dans des molécules simples et déterminer l’orbitale dans laquelle se trouve le doublet non liant de l’azote. Décrire les effets électroniques de groupements dans moléc ules organiques Identifier les systèmes conjugués et aromatiques et représenter ses formes mésomères éventuelles.
• Différents types de liaison de covalente à ionique - Cohésion de la matière / Forces intermoléculaires Connaître les différents types de liaisons (physiques et chimiques) pouvant exister entre atomes et molécules et leurs caractéristiques principales Prédire la formule chimique d'un solide ionique Expliquer les différences de température de transition de phase de composés proches en relation avec les forces intermoléculaires en présence Identifier les composés susceptibles de participer à des liaisons hydrogène
• Introduction à la structure macroscopique de la matière Décrire l'architecture de la matière à différentes échelles (du moléculaire au solide) Décrire les empilements d'atome dans un solide cristallin
• Production d'écrit Rédiger un compte-rendu de travaux pratiques en chimie
• Mesures Effectuer les opérations courantes dans un laboratoire de chimie en sécurité Estimer quantitativement les erreurs associées aux opérations courantes de laboratoire en chimie. Mettre en oeuvre une mesure par spectrophotométrie de l'absorbance d'un composé en solution. Réaliser une gamme étalon et s'y référer pour doser une concentration inconnue.

Description du contenu de l'enseignement

Cet enseignement apporte les bases en chimie générale en partant de la structure des atomes pour construire la structure et les propriétés des molécules organiques, inorganiques et des solides:

• Généralités et Spectroscopie

  Atomistique: Rappel des constituants de l'atome, et définition d'un élément et de ses isotopes. Notion de masse atomique

  Lumière: Description ondulatoire et corpusculaire de la lumière

  Spectroscopie: Définition de l'analyse spectrale, des domaines du spectre électromagnétique et des type de spectres (de raies ou continu). Processus d'émission et d'absorpption représentés dans un diagramme d'énergie. Présentation des séries de l'atome d'hydrogène, travaux pratiques de spectroscopie d'émission des atomes H et O dans le visible. Hydrogénoïdes: Formules de Bohr et étude du diagramme d'un hydrogénoïde. Processus d'ionisation

• Configuration électronique- Description Quantique et Classification

  Elements de Mécanique Quantique : Principe d'Heisenberg, notion de fonction d'onde et équation de Schrödinger

  Orbitales Atomiques (OA) d'un hydrogénoïde: Description qualitative des OA d'un hydrogénoïde, des nombres quantiques et des représentations usuelles associés

  Atome poly-electronique : Principes directeurs de la structure électronique: Critère de stabilité, exclusion de Pauli, structure énergétique (approximation monoélectronique et appariement). Règles empiriques de Klechkowski et de Hund. Détermination de la couche de valence

  Tableau Periodique: structuration en blocs et évolution des propriétés atomiques dans le tableau (électronégativité, énergie d'ionisation,...)

• Structure et géométrie des molécules

  Prévisio n de structures stable: Modèle de Lewis et règle de l'octet. Notion de valence, d'hypervalence et écriture de charges formelles

  Prévision de la géométrie: Principes de la méthode VSEPR (Valence Shell Electron Paire Repulsion)

  Polarité des molécules: Notions de charges partielles sur une liaison et détermination de la polarité de molécules simples.

• Molécules organiques

  Nomencalture: Nomenclature chimique IUPAC (différentes écritures, fonctions chimiques et groupements fonctionnels, ordre de priorité, règle de détermination du nom de composés polyfonctionnelles et écriture des structures chimiques à partir du nom d ’ un composé)

  Géométrie des molécules organiques et hybridation: redéfinition de liaison covalente et des limitation du modèle de Lewis et de la théorie VSEPR. Formation de liaison sigma et pi, hybridation des orbitales atomiques et géométrie des atomes dans les molécules organiques, localisation des doublets non liants.

  Systèmes électroniques délocalisés : systèmes conjugués et mésomérie, coplanéarité et aromaticité, effets inductifs et effet mésomères

• Cohésion de la matière

  Les différents types de liaison - liaisons fortes: liaisons covalentes, iono-covalentes, metalliques, liaisons de coordination dans les complexes

  Les différents types de liaison - liaisons faibles: les forces de Van der Waals (London, Keesom et Debye). La liaison hydrogène et illustration dans les molécules biologiques. Solvatation.

  Etats de la matière: liquide, solide, gaz

• Structures des solides

  Propriétés structurales des solides (état amorphe ou cristallin, notion d'ordre à courte ou longue distance et de périodi cité)

  Structure des solides cristallins : maille, réseau et motif. Introduction aux empilements de sphères et aux structures simples

• Pratique de laboratoire: Spectroscopie : transition atomique et diagramme des niveaux d'énergie Verrerie standard en chimie, évaluation des incertitudes de mesure et rédaction d'un compte-rendu de travaux pratiques Dosage par spectrophotométrie et réaction de complexation.

Pré-requis obligatoires

Chimie: Composition élémentaire de l’atome et notion d’isotopes, composition atomique des molécules, quantités de matière et concentrations, équilibrage de réactions chimiques (conservation du nombre d'atomes et de la charge), tableaux d'avancement pour des réactions totales, notions de chaleur et de transferts d'énergie, terminologie de la verrerie « standard » (béchers, éprouvettes, pipettes,…) Physique: Conversion d'unités et analyse dimensionnelle, force et travail d'une force, lois de Newton, interaction coulombienne, énergies (mécanique, potentielle, et cinétique Mathématiques:

• Géométrie : vecteurs et combinaison de vecteurs, géométrie 3D (polyèdres réguliers simples), trigonométrie
• Algèbre : puissances de 10, fractions, résolution d'équations du premier et second degré
• Analyse : fonction d'une variable : variations, dérivée, intégrale, représentation graphique, détermination d’équations de droites (pente, ordonnée à l’origine), fonctions logarithme et exponentielle

Non disciplinaires: Expression écrite et orale adaptée à une situation d’enseignement, Compréhension et synthèse d’un document simple, Utilisation élémentaire de l’outil informatique (recherches sur Internet, communication par mail, traitement de texte)

Pré-requis recommandés

Semestre 1

Bibliographie, lectures recommandées

Livres de cours :

• Chimie - Cours, exercices et méthodes. Stéphane Perrio (Auteur), Béatrice Roy (Auteur), Jean-Yves Winum (Auteur) Editions DUNOD
• Chimie 3- Introduction à la chimie inorganique, organique et à la chimie physique. A. Burrows, J. Holman, A. Parsons, G. Pilling, G. Price (Auteurs), Trad: F. Mammeri, B. Piro, S. Reisberg
• Chimie : Collection Les Manuels Visuels Pour la Licence (Fluoresciences, DUNOD)
• Chimie : Visa pour la prépa, par Séverine Bagard et Nicolas Simon (Dunod)
• Chimie générale par René Didier et Pierre Grecias (collection Lavoisier chez Tec&Doc).
• Cours de Chimie Physique, par Paul Arnaud (Dunod)
• Structure électronique des molécules, Yves Jean et François Volatron (Edisciences) 1- De l’atome aux molécules simples

Livres d’approfondissement :

• Chimie générale, par Atkins (InterEditions)
• Chimie générale, par Mc Quarrie/Rock (De Boeck Université)

Histoire des sciences

• L'atomisme antique : Démocrite, Epicure, Lucrèce, par Jean Salem (Livre de Poche). Lire le chapitre 1 – Disponible à la BU.
• De l'alchimie à la chimie, par Olivier Lafont (Ellipse) – Disponible à la BU. Tout petit livre, très intéressant, à consulter.
• Les atomes, par Jean Perrin (Livre de poche Flammarion) – Disponible à la BU, à avoir chez soi.

Liens externes :

• http://pac.unisciel.fr/parcours-chimie/
• http://winter.group.shef.ac.uk/vsepr/ (Géométries moléculaires)
• http://winter.group.shef.ac.uk/orbitron (Orbitales atomiques)
• http://www.orbitals.com/orb/ov.htm (Orbitales atomiques)

Modalités d'organisation et de suivi

Le programme sera déroulé dans l'ordre des chapitres, avec la répartition suivante en terme de volume horaire (CM, TD). Cette répartition peut être modulée entre chapitres suivant l'avancement, mais en conservant un total de 27 h en CM, 29 h en TD et 9 h en TP. Chapitre 1, 2 et 3: (CM 14h, TD 14h) Chapitre 4, (CM 7h, TD 8 h) Chapitre 5, 6 (CM 3h, 2h TD) Chapitre 7 (CM 3h, TD 5h) 3 séances de travaux pratiques sont prévues: 3h : Spectroscopie de l'atome d'hydrogène et de l'atome d'oxygène. L'évaluation portera sur la qualité des mesures et l'interprétation des résultats. 3h : Travaux pratiques informatisés de visualisation et d'obtention des grandeurs caractéristiques associées aux empilements dans les structures cristallines. 3h: Etablissement d'une gamme étalon et dosage par spectrophotométrie de complexes de cuivre. Une attention particulière sera portée à la réalisation de manipulation élémentaire en chimie de laboratoire comme les pesées, et les dilutions. Un travail préparatoire de rédaction des objectifs et de la méthode d'investigation sera demandé. Un accompagnement différencié sera proposé à travers des séances de retour sur les notions mal acquises après les épreuves. Des travaux personnels d'approfondissement de notions seront proposés aux étudiants ayant acquis un socle de compétences nécessaire. Une séance de TD manipulation de modèles moléculaires est prévue pour aider à la visualisation de la géométrie des molécules si nécessaire. La 3ème séance de TP comportera une partie différenciée suivant l'aptidude des étudiants à réaliser correctement les opérations élémentaires de chimie de laboratoire. Des exercices en ligne (WIMS) notés seront effectuer tout au long du semestre en préparation et en révision des séances de TD.

Compétences à acquérir

OAV 1 : Acquisition des compétences de base nécessaires à l’étude des réactions chimiques en solution OAV 2 : Énumérer, expliquer les trois principes de la thermodynamique OAV 3 : Appliquer les trois principes de la thermodynamique OAV 4 : Différencier les différents stéroisomères et déterminer leurs configurations OAV 5 : Identifier les catégories de réaction chimiques et prédire les propriétés acido-basiques de molécules organiques simples OAV 6 : Trouver une structure de molécules organique simple à partir de données spectroscopiques IR et RMN. OAV 7 : Réaliser une synthèse simple et une purification en suivant un protocole expérimental.

Description du contenu de l'enseignement

Première partie : Acquisition des compétences de base nécessaire à l’étude des réactions chimiques en solution - Formation d’une solution (définition de solution, propriétés physico-chimique du solvant eau, dissolution et solubilité, électro-neutralité des solutions ioniques, unités de concentration) - Equation-bilan d’une réaction chimique (écrire, équilibrer et tableau d’avancement) - Calcul d’une quantité de matière, réactif limitant et rendement Seconde partie : Les principes de la thermodynamique - Énoncé du premier principe et définir l’enthalpie. Chaleur et calorimétrie (changement d’état). - Introduction qualitative de l’entropie en la reliant au désordre - Énoncé du 2nd principe en introduisant simplement la notion de création d’entropie. On se focalisera sur des transformations réversibles, on précisera que dans les cas réversibles l’entropie créée est nulle. - Calcul des variations d’entropie pour des transformations réversibles et en particulier à pression constante sous l’effet d’une variation de température. - Troisième principe de la thermodynamique et variations qualitatives de l’entropie (influence de l’état physique, du numéro atomique, du nombre d’atomes, de la structure…) Troisième partie : Applications des principes aux réactions chimiques - Introduction des grandeurs de réaction - Lien entre chaleur de réaction et fonctions d’état - Réalisation d’un bilan énergétique d’une réaction chimique - Définition des réactions conventionnelles notamment réactions de formation et réactions de combustion - Calcul enthalpie / entropie de formation, de réaction et de combustion – Variation avec la température – Notion de cycle de Hess sans changement d’état. Quatrième partie : Différencier les différents stéroisomères et déterminer leurs configurations - Distinguer les isomères plans des stéréoisomères. - Ecrire une représentation tridimensionnelle (Cram, Newman, équilibre chaise-chaise, Fischer) de molécules organiques. - Différencier les stéréoisomères de conformation des stéréoisomères de configuration et déterminer précisément le type de stéréoisomérie (conformère, énantiomère, diastéréoisomère). - Déterminer si une molécule est chirale. - Identifier le conformère le plus stable. - Déterminer les descripteurs des centres stéréogènes et des doubles liaisons sur des molécules simples. Cinquième partie : Identifier les catégories de réaction chimiques et prédire les propriétés acido-basiques de molécules organiques simples - Classer des espèces (oxydant/réducteur, acide/base, nucléophile/électrophile) - Utiliser le formalisme d’écriture de chimie organique - Identifier les catégories de réactions chimiques - Comparer la stabilité de composés organiques. - Identifier les fonctions acides et basiques sur des composés organiques. - Classer des molécules organiques selon leur force acide ou basique. Sixième partie : Trouver une structure de molécules organique simple à partir de données spectroscopiques IR et RMN - Extraire du spectre spectre infra-rouge les nombres d’onde des absorbance et en déduire les fonctions présentes sur une molécule organique simple - Décrire un spectre RMN (déplacement chimique, multiplicité, constante de couplage, intégration) - Différencier les atomes d’hydrogène équivalents. Traduire la multiplicité d’un signal en motif. - Proposer une structure de molécules correspondant à un spectre proton assez simple. Septième partie : Réaliser une synthèse simple et une purification en suivant un protocole expériment al. - Choisir la verrerie adaptée à la manipulation et suivre un protocole - Réaliser une extraction liquide-liquide à l’aide d’une ampoule à décanter - Séparer des composés par chromatographie sur couche mince - Déterminer un point de fusion - Mettre en place un protocole de purification chimique (recristallisation et/ou distillation)

Pré-requis obligatoires

Mathématiques lycée : -algèbre élémentaires -Calculs de dérivées -Fonction exponentielle -Fonction logarithme népérien -Intégration Mathématiques du S1 BCST Chimie du S1 BCST Physique-chimie lycée : -Constitution de la matière à l’échelle macroscopique (corps pur et mélanges au quotidien et les solutions aqueuses) -Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie (transformation physique et transformation chimique) - Représentation spatiale des molécules - Du macroscopique au microscopique - Transferts d’énergie entre systèmes macroscopiques - Acide et Base de Bronsted

Pré-requis recommandés

Semestre 2

Bibliographie, lectures recommandées

« Toute la chimie pour bien commencer sa licence » , V. Alezra, de Boeck Supérieur ; « Principes de chimie » , P. W. Atkins, L. Jones, L. Lavermann, de Boeck Supérieur ; « Thermodynamique » , Richard Taillet, deboeck superieur « Fluoresciences Les manuels visuels pour la science - Chimie » , Stéphane Perrio, Béatrice Roy et Jean-Yves Winum, DUNOD « Traité de Chimie Organique », Vollhardt et Schore, Ed. De Boeck Université « Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Madaluno, I Chataigner, F ; Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, J. Rouden, Dunod.

Modalités d'organisation et de suivi

Enseignement avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests sur e-campus). QCM, interrogation orale et écrite en TD

Compétences à acquérir

• Expliquer la théorie de l’évolution et l’appliquer à l’analyse de la diversité du vivant
• Décrire la structure, le maintien et l’expression du support de l’information génétique
• Identifier les variations de l’information génétique et décrire sa transmission d’une génération à l’autre
• Nommer et classer les grands groupes du vivant à partir de caractères diagnostiques
• Analyser les différents cycles de vie en identifiant les grandes étapes et en produire un schéma légendé

OAV transversal :

• Réaliser des observations suivant un protocole défini et les communiquer sous la forme d’un compte-rendu
• Enoncer un concept du cours de façon claire et concise

Description du contenu de l'enseignement

Chapitre Génétique et Biologie Moléculaire Cours 10h

• Structure et stabilité de l’ADN : comprendre la stabilité et l’évolution des espèces
• Divisions cellulaires : cycle cellulaire et mitoses
• Les mutations et leurs effets – Notion de crible
• L’expression des gènes : transcription et traduction
• Génétique

TP 4.5h

• Estimation du titre d’une culture bactérienne
• Suivi de la croissance de la bactérie Escherichia coli par turbidimétrie, influence de la température et du milieu

TD 9h

• Structure des acides nucléiques
• Croissance bactérienne et réplication de l’ADN chromosomique
• Génétique : impact des mutations
• Transcription-Traduction
• Les divisions cellulaires : mitose et méiose
• Génétique : ségrégation des allèles

Chapitre Evolution Cours 8.5h

• Histoire des idées en évolution
• Principes de base de phylogénie
• Phylogénies moléculaires
• Arbre du vivant
• Histoire de la vie sur terre

TP 1.5h

• Etude du squelette de vertébré : Un exemple d’homologie structurale

TD 4.5h

• Les concepts de base en systématique et principe de construction d’un arbre phylogénétique
• Application des concepts et des méthodes de construction à l’aide de feuilles d’exercice WIMS
• Phylogénie des Métazoaires

Chapitre Diversité Cours 7.5h

• Présentation des eucaryotes
• Diversité des eucaryotes photosynthétiques
• Diversité des Eumycètes
• Diversité des Embryophytes
• Diversité des métazoaires

TP 10.5h

• Diversité du monde microscopique
• Les algues : diversité des organismes photosynthétiques
• Les eumycètes
• Comparaison des plans d’organisation d’un métazoaire diblastique et d’un métazoaire triblastique

TD 6h

• Caractérisation des grands groupes d’eucaryotes
• Les endosymbioses
• Cycles de vie chez les Embryophytes
• Diversité - Etude paléontologique et évolution des arthropodes

Accompagnement personnalisé : Deux séances de 1h30 chacune sont prévues pour corriger avec les étudiants les devoirs sur table.

Pré-requis obligatoires

• Définir le vocabulaire de base en biologie : atome, molécule, polymère, ADN, chromosome, cellule
• Définir les notions d’hérédité, de mutation, d’évolution
• Différencier les liaisons hydrogènes et covalentes

Pré-requis recommandés

Semestre 1

Bibliographie, lectures recommandées

CAMPBELL Neil et REECE Jane. Biologie. 9ème édition. Ed. Pearson Education France, 2012. Elise LELIEVRE, Julie DENOEUD, Jonathan ROQUES, Elise HAMARD-PERON, Mickael AIRAUD. Biologie, Les manuels visuels pour la Licence. Collection Fluoresciences. Ed Dunod, 2018. Francine BRONDEX. Evolution, synthèse des faits et théories. Cours et questions de révision. Ed. Dunod Université, 1999. Luc PERINO. Darwin et les sciences de l’évolution pour les nuls. Ed. First, 2018. LECOINTRE Guillaume et LE GUYADER Hervé. Classification phylogénétique du vivant, volumes 1 et 2, Ed. Belin, 4ème édition 2017. CASANE Didier et LANRENTI Patrick. Penser la biologie dans un cadre phylogénétique. L’exemple de l’évolution des vertébrés. Médecine/Sciences, 2011, 28, 1121-7

Modalités d'organisation et de suivi

Les chapitres Evolution et Génétique et biologie moléculaire sont abordés en parallèle et avant le chapitre Diversité. Pour le chapitre Evolution, un des TD consiste en des exercices en ligne sur la plateforme WIMS. L’acquisition des notions sera évaluée par une feuille d’exercices en ligne (tirage aléatoire des exercices du TD mentionné ci-dessus) et la note sera intégrée au contrôle continu. Deux devoirs sur table auront lieu au cours du semestre et feront l’objet de séances de correction en TD sous forme d’accompagnement personnalisé. Un 3ème et dernier devoir sur table de synthèse aura lieu à la fin du semestre. Les étudiants disposeront d’exercices sur la plateforme WIMS organisés en feuilles de révision par partie de cours au sein de chaque chapitre pour s’exercer sur les différentes notions abordées au cours du semestre. Les chapitres Génétique et Biologie Moléculaire et Diversité sont aussi évalués en contrôle continu par des compte-rendus de TPs. Ces derniers sont corrigés par l’enseignant, rendus au TP suivant puis corrigés en salles.

Compétences à acquérir

• Identifier et représenter les constituants moléculaires fondamentaux du vivant (lipides, glucides et protéines), décrire leurs structures, leurs propriétés chimiques, leurs assemblages intra- et inter-moléculaires et leurs fonctions dans la cellule.
• Identifier et représenter les différents compartiments cellulaires animaux et végétaux, préciser leur composition, décrire leurs fonctions propres et leurs interactions.
• Décrire et expliquer les différents niveaux de structuration intra-, péri- et inter-cellulaire animale et végétale.
• Décrire, à différentes échelles, l’organisation d’un amphibien et d’une plante à fleurs (organismes pluricellulaires), l’illustrer à l’aide d’exemples et de schémas et la mettre en relation avec les grandes fonctions physiologiques de l’organisme
• Décrire le cycle de vie d’un amphibien et d’une plante à fleurs (reproduction, développement embryonnaire et post-embryonnaire) et l’illustrer à l’aide d’exemples et de schémas

OAV transversaux

• Construire une comparaison argumentée pour faire ressortir des points communs et des différences
• Appliquer un protocole simple pour réaliser, à l’aide d’outils appropriés, des observations, les analyser et en produire un compte-rendu écrit structuré

Description du contenu de l'enseignement

Responsables / Contact : CAROLINE BORDAY CELINE CHARON AURELIE HUA-VAN BORIS JULIEN Chapitre Biochimie / Biologie Cellulaire : 37,5h Cours : 14h

• Cours introductif : de la molécule à la cellule
• Rappel des structures et propriétés des différentes macromolécules
• Structure et fonction des macromolécules : la catalyse enzymatique et les modifications conformationnelles
• Bioénergétique : les principes de couplage réactionnel et de synthèse d’ATP
• Les membranes biologiques
• La compartimentation : fonction des différents compartiments, trafic vésiculaire et transport transmembranaire
• Le cytosquelette
• La cellule dans son environnement

Travail non présentiel : 1h sur e-campus : Prérequis aux cours magistraux et cours préparatoires aux TP Travaux dirigés : 13,5h

• La cellule et ses constituants moléculaires
• Transformation de la matière : bioénergétique et introduction à l’enzymologie
• Lien entre structure et fonction des protéines : influence des modifications post-traductionnelles
• Lipides et bicouche lipidique
• Membrane biologique et échanges de matière et d’informations
• Synthèse des protéines et leur trafic intracellulaire
• Cytosquelette et mitose
• Multicellularité : comment les cellules s’organisent et se structurent à plusieurs
• Synthèse Biochimie / Biologie Cellulaire

Travaux Pratiques : 9h

• Électrophorèse des protéines
• Étude comparée des compartiments cellulaires animaux et végétaux incluant un travail sur les grandes fonctions de chacun de ces compartiments

Chapitre Biologie Animale / Biologie Végétale : 34,5h Cours : 15h

• Introduction générale Biologie Animale / Biologie Végétale présentant notamment les deux modèles de l’UE : amphibiens et plantes à fleurs
• La grenouille : appareils, organes et tissus
• La reproduction chez les amphibiens : gamétogenèse et fécondation
• Développement embryonnaire précoce du xénope
• Développement post-embryonnaire des amphibiens : la métamorphose
• Organisation d’une plante à fleurs et développement primaire
• Développement végétatif secondaire : La croissance en épaisseur
• La reproduction chez les plantes à fleurs : formation des gamétophytes, gamétogenèse, fécondation et développement embryonnaire

Travaux dirigés : 7,5h

• Les fonctions vitales chez l’animal
• Comparaison de la spermatogenèse et de l’ovogenèse chez les Amphibiens
• La croissance des plantes ligneuses
• Organisation et fonctionnement des méristèmes primaires
• Reconnaissance des principaux tissus chez l’animal et le végétal

Travaux Pratiques : 12h

• Anatomie d’une grenouille adulte – Étude des organes composant les différents appareils
• Développement embryonnaire précoce d’un amphibien
• Organisation générale d’une plante annuelle : le pois
• Organisation générale d’une fleur, d’un fruit et d’une graine

Accompagnement personnalisé : 3h

• Une séance de 1,5h : Biochimie / Biologie Cellulaire
• Une séance de 1,5h : Biologie Animale / Biologie Végétale

Ces séances, programmées après les devoirs sur table, sont prévues pour (1) corriger les devoirs avec les étudiants ayant rencontré des difficultés et (2) proposer des exercices d’approfondissement aux étudiants ayant été plus à leur aise. Accompagnement en non présentiel : Exercices WIMs

Pré-requis obligatoires

• Savoir nommer la valence des atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote
• Savoir reconnaître les fonctions alcool, acide, amine, cétone, aldéhyde, esters
• Savoir définir la polarité d’une molécule
• Lister les propriétés physico-chimiques de l’eau
• Connaître la composition des acides nucléiques
• Connaître les trois domaines du vivant
• Connaître l’organisation générale d’une cellule eucaryote
• Savoir décrire et schématiser les étapes de la ségrégation des chromosomes lors de la mitose et de la méiose
• Savoir schématiser et décrire un cycle de reproduction sexuée-type chez un eucaryote pluricellulaire

Pré-requis recommandés

Semestre 2

Bibliographie, lectures recommandées

1. Biologie Cellulaire. Des molécules aux organismes. CALLEN JC. Ed. Dunod (2e edition, 2005) 2. Biologie Moléculaire de la Cellule. ALBERTS B. Ed. Médecine science publication/Lavoisier (5e édition 2011) 3. Introduction à la Botanique. DUCREUX G. Ed. Belin (2002) 4. Biologie végétale. RAVEN, EVERT, EICHHORN. Ed. de Boeck (2007) 5. Développement. BEAUMONT A., HOURDRY J., VERNIER JM. et WEGNEZ M. ,Ed. Dunod (1994) 6. Biologie du développement. Le modèle Amphibien. DARRIBERE T. Ed. Diderot, Arts et Sciences, Collection Pavages (1997)

Modalités d'organisation et de suivi

Les chapitres Biochimie/Biologie Cellulaire et Biologie Animale/Biologie Végétale seront abordés en parallèle. Deux devoirs sur table auront lieu au cours du semestre et feront l’objet de séances de correction en TD sous forme d’accompagnement personnalisé. Le premier devoir sur table portera sur le chapitre Biochimie/Biologie Cellulaire, le deuxième portera sur le chapitre Biologie Animale/Biologie Végétale. Les étudiants disposeront d’exercices sur la plateforme WIMS organisés en feuilles de révision par partie de cours au sein de chaque chapitre pour s’exercer sur les différentes notions abordées au cours du semestre. L’acquisition des notions sera évaluée par feuilles d’exercices en ligne (tirage aléatoire des exercices) et les notes seront intégrées au contrôle continu. Les différents chapitres seront aussi évalués en contrôle continu par des compte-rendus de TPs. A la fin du semestre aura lieu un dernier devoir sur table de synthèse.

Le but est de consolider les acquis du lycée et de donner les outils mathématiques utiles pour poursuivre en Biologie ou Chimie ; plus particulièrement nous étudierons les fonctions et les probabilités.

OAV1 : Evaluer l’homogeneité d’une équation en utilisant les notions de grandeur, unité de mesures. Réaliser des conversions. OAV2 : Reconnaître la forme mathématique et graphique des fonctions usuelles (linéaire, log, exponentielle), calculer la dérivée d'une fonction et faire le lien avec sa forme graphique en utilisant si nécessaire un calcul de limites. OAV3 : Calculer l'intégrale des fonction d'une variable et faire le lien avec le graphe de la fonction. OAV4 : Calculer les dérivées partielles d'une fonction à plusieurs variables. Estimer une erreur de mesure. OAV5 : Décrire les lois de probabilité usuelles (Bernoulli, Binomiale, Poisson, Gaussienne) OAV6 : Calculer l'espérance et la variance d'une variable aléatoire. Reconnaître l’indépendance (ou non) des variables aléatoires.

1. Étude de fonction : Représentation graphique, dérivation, composition. Tableau de variation, extrêmas, fonction réciproque.

2. Intégration : lien primitive/intégrale, formule d'intégration par parties, changement de variable, intégrale sur des intervalles non bornés.

3. Introduction aux fonctions de plusieurs variables : lignes de niveau, dérivées partielles, erreur de mesure.

4. Calcul des probabilités : Événements, probabilités conditionnelles, indépendance.

5. Variables aléatoires discrètes : loi, espérance, variance et les lois usuelles : Bernoulli, binomiale, uniforme, géométrique, hypergéométrique, Poisson

6. Variables aléatoires continues : Fonctions de répartition, quantiles et les lois usuelles : uniforme, exponentielle, gaussienne.

7. Convergence en loi : approximation de l'hypergéometrique par la binomiale, de la binomiale par la Poisson ou la gaussienne.

Semestre 1 (L1S1)

Cours et TDs.

1) Evaluer l’homogénéité d’une équation en utilisant les notions de grandeur, unité de mesures. Réaliser des conversions. 2) Présenter les principes de la mécanique et montrer qu'ils s'appliquent de manière universelle à de très nombreux phénomènes. 3) Expliquer le rôle central joué par la conservation de l'énergie. 4) Présenter et expliquer les principes fondamentaux de l'optique géométrique pour comprendre le fonctionnement des microscopes et de l'œil, ainsi que de leurs limitations. 5) Acquérir de la méthodologie expérimentale. 6) Acquérir de l’autonomie face à une question scientifique et un dispositif expérimental.

Généralités Objectifs et méthodes de la Physique, grandeurs et dimensions, cohérence des résultats.

Bases de la mécanique Notion de vecteurs forces, lois de Newton, statique du point matériel, dynamique à une dimension, travail et énergie cinétique, énergie potentielle et énergie mécanique.

Statique et dynamique des fluides Masse volumique/densité, poussée d’Archimède, pression, statique des fluides, dynamique des fluides, débit, fluide parfait en écoulement laminaire permanent : loi de Bernoulli.

Optique géométrique Rayon lumineux, lois de Snell-Descartes, lentilles minces convergentes et divergentes, association de lentilles, microscope, œil

Semestre 2

- Cours : 9h - Travaux dirigés : 12 h - Travaux pratiques : 4 h - Conctôle continu des enseignements théoriques et pratiques

• Savoir résoudre des équations, tracer et interpréter les solutions.
• Etre capable d'anlayser les paramètres du problème et les approcher grâce à des données expérimentales.

L’objectif de ce module est d’étudier des équations et courbes liées à la modélisation en biologie et en chimie. Pour un certain nombre de modèles, cela revient à résoudre des équations différentielles qui dépendent par ailleurs de paramètres que l’on peut ajuster par des méthodes statistiques afin que le modèle corresponde le mieux possible à un jeu d’observations. Plan du cours :

• Equations différentielles

  Equations différentielles linéaires Equations à variables séparables et primitives

• Ajustement statistique

  Régression linéaire Solutions d'équations différentielles et calibration

Analyse de terminale S: exponentielle, logarithme, primitives, études de fonctions.

Premier semestre

Cet enseignement sera assuré sous la forme de cours/TD.

• Faire appel à des connaissances interdisciplinaires pour analyser une question biologique
• Savoir acquérir des données expérimentales quantitatives, les mettre en forme et évaluer simplement leurs incertitudes
• Savoir mettre en correspondance des données expérimentales et les lois physiques simples (modélisation)
• Maitriser les bases de circuits simples en électrocinétique et le modèle simple d’une membrane cellulaire. Concepts de régime stationnaire et régime permanent.
• Savoir décrire le mouvement Brownien et identifier les phénomènes de diffusion
• Savoir décrire et mettre en équation les bases biophysique de la circulation sanguine générale et des échanges gazeux au niveau capillaire
• Maitriser les notions d’ondes progressives, de superposition des ondes, ondes stationnaires. Savoir établir la différence de marche entre 2 rayons. Faire des calculs simples de limites de résolution par diffraction
• Savoir utiliser un oscilloscope, y compris sur ses fonctions avancées
• Savoir analyser des images quantitativement avec le logiciel FIJI ( ImageJ)  

• Electrocinétique : courant et tension électrique, loi des mailles, loi des nœuds, résistances, capacité et inductance. Régime stationnaire vs régime permanent. Modèle électrique simple de la membrane cellulaire.

  TP1 : Charge et décharge d’un condensateur plan.

• Phénomènes de surface : tension superficielle, (force et énergie), notion de surfactant, capillarité, loi de Jurin. Système pulmonaire : rôle du surfactant.
• Hydrodynamique : fluides visqueux, force de viscosité, résistance hydraulique, loi de Poiseuille, nombre de Reynolds. Le système vasculaire depuis l’aorte jusqu’aux capillaires, montée de la sève dans les végétaux.

  TP2 : Mesures de tensions superficielle et de viscosité

• Diffusion : Marche au hasard et mouvement Brownien, diffusion de Fick et Fourier, osmose, perte de chaleur par conduction, convection et radiation, loi de Stefan.

  TP3 : Mouvement Brownien de microsphères de polystyrène dans différentes conditions (taille, température, viscosité du milieu ).

  TP4 : Analyse et modélisation des données du TP3

• Ondes : Description mathématique d’une onde progressive, ondes mécaniques sonores (communication et échographie), ondes stationnaires, description de la lumière comme onde électromagnétique, diffraction par une fente (implication pour la résolution spatiale en microscopie, diffraction X pour la cristallographie).

  TP5 : Ondes stationnaires sur une corde.

  TP6 : Structure de l’ADN par diffraction X : analogie par diffraction optique visible

Maths de niveau baccalauréat

Semestre 2

• 13 cours /TD intégrés de 2h, 6 TP de 4h. Les cours intègrent des exercices afin de tester et mettre en application immédiate les connaissances étudiées. Chaque début de cours commence par un court questionnaire (avec vote type boitier réponse / Wooclap ou main levée) pour faire le point et consolider le cours précédent.
• Les TP sont alignés sur les cours, chaque TP correspond à un des grands volets bien identifiés du cours. Ils visent à d’une part à observer, quantifier et modéliser les phénomènes physiques, et, d’autre part un effort importante sera dédiée à l’acquisition de compétences pratiques (prise de données et analyse quantitative, modélisation, outils).

Compétences préprofessionnelles : Connaître le métier, les perspectives d’insertion, les entreprises ou organisations Travailler en équipe : s’intégrer, se positionner, collaborer, communiquer et rendre compte Savoir se présenter et présenter sa démarche Compétences transférables S’organiser, gérer son temps et ses priorités Faire preuve d’initiative Mobiliser les informations pertinentes et les mettre en forme Construire et développer une argumentation Faire preuve d’esprit critique Respecter la syntaxe et l’orthographe Construire un exposé adapté à l’objet et au public Prendre la parole Organisation

L’Unité d’Enseignement « Explorer son Environnement Professionnel » a pour objectif d'aider l'étudiant à mettre en place les aspects principaux de son avenir professionnel en l'incitant à devenir acteur de son orientation. Cet enseignement s’inscrit dans l’une des 6 missions du service public de l’enseignement supérieur « L’orientation et l’insertion professionnelle ». La démarche proposée incite l'étudiant de première année à : (1) explorer son futur environnement professionnel ; (2) à définir et/ou préciser son projet en termes d'activité professionnelle, en le confrontant aux réalités de terrain. Il analyse ainsi les aptitudes et connaissances requises pour exercer le métier choisi, qu'il sera à même de développer par le choix de stages, d’options et d’activités dans le cadre intra et extra-universitaire. La méthodologie suivie est semblable à celle d'une recherche universitaire dans les étapes successives qui mènent du choix du thème à la production du travail final. A l'issue de la présentation générale du contenu et des objectifs du module en amphithéâtre, chaque étudiant choisit un thème qui constitue son "projet professionnel". Il doit ensuite (ce travail se fait en équipe de 3 à 6 étudiants) : - effectuer une recherche documentaire approfondie et pertinente, - réaliser des interviews de professionnels, - rédiger individuellement un document de synthèse, - faire une présentation orale à l'aide d'un poster. Le travail est évalué à partir de la participation au travail de l’équipe au cours de l'avancement du projet, du dossier écrit, de la soutenance orale et du poster de l'équipe.

Gilles D., Millaud C., Saulnier-Cazals J., Vuillermet-Cortot M.J. : Projet professionnel de l’étudiant : les nouvelles donnes le livre « Passeurs de futurs » + CD-Rom, Ed. ONISEP (Paris) collection Références, 2002. Gilles D., Saulnier-Cazals J., Vuillermet-Cortot M.J. : SOCRATE, le retour... Pour accompagner la réussite universitaire et professionnelle des étudiants, Ed. Septembre (Québec), 1994.

L'UE comprend : - 8 séances de TD de 2h, - des interviews de professionnels, - une séance de présentation orale du projet.

Définir les différents types d'entreprises. Préciser le vocabulaire de l'entreprise. Discriminer chiffre d'affaire et bénéfices. Discuter autour des principes de base de l'économie générale et de l'entreprise. Prendre la parole en public : transmettre sa pensée, gérer son stress et prendre confiance soi.

L’objectif du module CLE1 est double : (1) rendre le monde de l’entreprise accessible à des étudiants qui suivent un parcours scientifique en leur expliquant les fondamentaux de façon originale et pédagogique ; (2) donner les bases fondamentales d’Economie générale. L'UE comprend également une journée de rencontres et d'échanges avec des acteurs de l'environnement socio-professionnel, ainsi que des ateliers de travail de la posture et de l'éloquence pour apprendre à mieux se valoriser. Cette UE s’adosse à l’Unité d’Enseignement « Explorer son Environnement Professionnel » (EEP) de façon à permettre aux étudiants de mieux préciser leur projet professionnel.

Module 1. Les Fondamentaux de l’Entreprise - 6h La multinationale et la start up : what else ? Le Point Mort de l’entreprise est d’abord un Point de Vie ! Ne pas confondre : Chiffres d’Affaires et Bénéfices Du marché tu t’approcheras, des sirènes de l’Etat tu t’éloigneras… La rentabilité à tout prix ? Développement durable et Développement soutenable

Module 2. Economie générale - 6h Fonctionnement du marché (ajustement de l’offre et de la demande) Coûts de production et recherche de profit (économie d’échelle et d’envergure) Concurrence et stratégies des firmes (stratégie tarifaire, différenciation, innovation)

Module 3. Journée des Métiers et des Formations - 6h

Module 4. Lab'Oratoire, posture et savoir-être - 6h Ce module propose à l'étudiant d’engager une réflexion personnelle sur lui et sur ce qui l'anime dans sa vie, et de l'aider à développer une meilleure connaissance de lui-même et à cultiver sa confiance en lui. Il l'invite à observer sa place dans le monde d’aujourd’hui, à réfléchir sur ses choix passés ou à venir et à repenser son rapport aux autres. Ce travail de reconnaissance de soi a son importance à l’heure d’aujourd’hui pour aider l'étudiant à faire des choix qui lui ressemblent et à mieux se projeter vers son avenir. Ce module lui offre ainsi l’opportunité de pouvoir exercer sa liberté à construire un projet de vie personnelle et professionnelle qui lui correspond.

Différentes séances pour acquérir la maîtrise de l'éloquence et de sa prestance, pour savoir structurer sa pensée à l'oral, incarner sa posture au service de son propos.

- travail sur la voix, la posture et son développement personnel par la confiance en soi et la gestion du stress.

- mise en pratique autour d'exercices oratoires, porter son projet à l’oral et l’ancrer.

Aucun pré-requis obligatoire.

L'UE CLE 1 se déroule au premier semestre de l'année.

Modules sur les principes fondamentaux de l'entreprise et de l'économie générale : 6 séances de 1h45 et 1 séance de 1h30 de cours et de mise en situation en amphi. Journée des métiers et des formations : échanges avec des acteurs du monde socio-professionnel et témoignages d'anciens étudiants sur leur parcours professionnel. Atelier Lab'Oratoire : 2 séances de 3h ou 3 séances de 2h en groupe de TD.

Acquérir les compétences numériques nécessaires au suivi d’études supérieures telles que définies dans un cadre européen (DigComp3). Savoir faire un usage sûr et critique des technologies de la société de l’information. Préparer les étudiants à la certification Pix niveau 5, « avancé », le plus haut niveau pour l’instant disponible. Être un utilisateur avancé dans les 5 grands domaines du numérique de la certification PIX :

• information et données,
• communication et collaboration,
• création de contenu,
• protection et sécurité,
• environnement numérique.

Acquérir les compétences du numérique afin d’avoir un usage sûr et critique des technologies de la société de l’information et maîtriser les outils informatiques indispensables à la poursuite d’études supérieures. Il est nécessaire de se documenter et de se tenir informé (D1), de rendre compte de son travail en produisant des documents efficacement (D3), de communiquer (D2) dans le respect des règles et usages (D4) inhérents au travail dans un environnement numérique évolutif (D5). L’UE prépare à la certification PIX, définie dans le cadre européen DIGICOMP3. Cela comprend 16 compétences regroupées en cinq domaines

• D1 : Informations et données
• D2 : Communication et collaboration
• D3 : Création de contenu
• D4 : Protection et sécurité
• D5 : Environnement numérique

Pour être « numériquement compétent » il faut posséder chacune de ces compétences.

Aucun

Semestre 2

Toutes les séances se déroulent sur ordinateur pour travailler les diverses compétences numériques du PIX. Les étudiants doivent par ailleurs s’auto-évaluer sur la plate forme nationale de la certification PIX. Une partie de la note repose sur une présentation orale, travail collaboratif entre chaque groupe d’étudiants qui permet de les évaluer et sur un contrôle continu durant le semestre. Le score obtenu à la certification PIX est utilisé pour déterminer la note de l’épreuve de synthèse finale de l’UE

Attendus de l'UE Langue-Anglais1 : Niveau B1 minimum dans les 5 compétences linguistiques

ANGLAIS GÉNÉRAL. Cette UE s'inscrit dans une approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) avec un travail sur la prononciation des sons voyelles. L'interaction se fait à travers des documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur la problématique de l'éducation et de l'enseignement supérieur et un scénario de communication. La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du cours.

Le travail se fera par groupes de niveau.

• OAV1 : Décrire les hypothèses actuelles concernant l’émergence de la matière à partir de la théorie du Big-Bang (Scénarios et théories).

• Décrire les différentes étapes de la formation des atomes
• Citer les lieux où les premiers processus ont conduit à l’émergence de la matière. Comparer la nucléosynthèse primordiale, stellaire et interstellaire en fonction des noyaux formés, et de l’énergie de liaison entre particules.
• Connaître la différence entre les réactions nucléaires et les réactions chimiques.
• Décrire l’enchaînement qui permet de passer des atomes aux principales biomolécules du vivant (?petites molécules ? molécules organiques ? briques de la vie ?)

• OAV2 : Décrire les hypothèses actuelles concernant l’émergence de la vie sur terre (Scénarios et théories).

• Citer les grandes caractéristiques de la vie. Connaître les deux grandes écoles de pensée concernant l’émergence du vivant et les théories qui y sont associées.
• Décrire les hypothèses actuelles concernant les lieux où les premiers processus ayant conduit à l’émergence de la vie ont pu se mettre en place. Citer les arguments en faveur ou en défaveur de ces hypothèses.
• Connaître la formule chimique des gaz atmosphériques et des premières molécules organiques formées.

• OAV3 : Caractériser une réaction chimique d’un point de vue énergétique et cinétiques en termes de transfert de protons et d’électrons.

• Comparer deux liaisons covalentes en termes de stabilité et de réactivité, d’après les énergies de liaisons.
• Définir le pH. Connaître les transferts de protons associés aux réactions acide-bases pour définir les espèces ioniques à l’origine des interactions faibles nécessaires à la réactivité et associations biomoléculaires. Savoir reconnaître un acide et une base de Brönsted. Ecrire une réaction acido-basique, savoir définir le pKa d’un couple acido-basique et établire un diagramme de prédominance en fonction du pH. Connaître la notion de force d’un acide ou d’une base dans l’eau.
• Définir ce qu’est un réducteur ou un oxydant. Déterminer le nombre d’oxydation d’un atome engagé dans une molécule par la méthode des électronégativités, en déduire si, lors d’une réaction, cet atome subit une réduction ou une oxydation. Ecrire une demi équation redox. Identifier le sens de la réaction redox thermodynamiquement favorable grâce à une échelle de potentiels standards.
• A partir des énergies de liaisons, calculer la variation d’énergie au cours d’une réaction en décrivant précisément la méthode. Illustrer les variations d’énergies au cours d’une réaction chimique par un diagramme d’énergie légendé. Identifier les composantes, cinétiques et thermodynamiques, d’une réaction. D’après un diagramme énergétique, une variation d’énergie ou un profil de concentration, déduire si la réaction est thermodynamiquement favorisée ou non, cinétiquement favorisée ou non.
• Définir les notions de catalyse et d’activation. Identifier et justifier des solutions permettant de rendre favorable une réaction et savoir modifier en conséquence le diagramme énergétique de cette réaction.
• Citer les trois principaux types de catalyse : homogène, hétérogène et enzymatique. Evaluer des cinétiques de réactions chimiques associées à l’origine du vivant au travers de calculs de constantes de vitesse et des temps de demi-réactions.
• Reconnaitre une (suite de ) réaction(s) catalytique, et citer ses propriétés.

• OAV4 : Décrire la structure et les propriétés des briques de la vie et identifier les réactions de synthèse et de polymérisation de ces molécules.

• Savoir reconnaître les fonctions chimiques présentes dans les sucres, les acides aminés, les nucléotides, les acides gras, ainsi que les liaisons amide et ester.
• Schématiser la formule générale d’un acide aminé, et l’organisation d’un nucléotide ou d’un acide gras. Déterminer l’état d’ionisation de ces molécules en fonction du pH à partir des valeurs des pKa (diagramme de prédominance).
• Définir la notion de chiralité. Identifier si une molécule est chirale ou non. Savoir illustrer la différence entre deux énantiomères. Expliquer les conséquences de la chiralité dans une réaction chimique ou biochimique. Illustrer la notion de stéréospécificité et la mettre en rapport avec l’homochiralité du monde vivant.
• Décrire la formation d’une liaison peptidique et identifier une réaction de polymérisation.
• Identifier les réactions de synthèse des sucres, des acides gras et des acides aminés qui auraient pu avoir lieu en conditions prébiotiques.
• Identifier si une réaction ou une suite de réaction est autocatalytique ou non. Expliquer l’importance de l’autocatalyse dans la production de molécules organiques simples (sucres) ou de biopolymères (acides nucléiques)

• OAV5 : Citer les forces intermoléculaires et leurs conséquences sur le comportement des molécules amphiphiles en lien avec l’assemblage de compartiment.

• Lister les propriétés physicochimiques de l’eau.
• Enumérer et discuter les différentes forces intermoléculaires intervenant entre un soluté et un solvant. Identifier les parties polaires ou apolaires d’une molécule.
• Prédire si un soluté est soluble/miscible dans un solvant donné.
• Décrire et représenter/schématiser la structure d’une molécule amphiphile et en déduire ses propriétés et son comportement en milieu aqueux, en fonction de sa concentration, et de la présence d’autres molécules amphiphiles.
• Définir la concentration micellaire critique (CMC) d’un détergent.

• OAV6 : Illustrer l’importance du stockage d’information dans l’évolution biologique et dans la multiplication et le bon fonctionnement de protocellules.

• Expliquer pourquoi les systèmes vivant doivent pouvoir stocker et transmettre des informations.
• Citer les propriétés de l’ARN qui ont conduit à la théorie du monde ARN. Citer les limites de cette théorie.
• Illustrer comment la sélection darwinienne et l’évolution peuvent s’appliquer à une population d’acides nucléiques, et pourquoi le taux de mutation ne doit être ni trop faible ni trop élevé.
• Représenter une cellule minimale et décrire son fonctionnement, identifier pourquoi un système peut correspondre ou non à une protocellule viable.

• OAV7 (Transversal) : Appliquer un protocole expérimental simple pour réaliser, à l’aide d’outils appropriés, des observations, les analyser et en produire un compte-rendu écrit structuré.

• Mettre en œuvre un protocole expérimental simple.
• Nommer le matériel et appareillage mis à disposition.
• Employer correctement du matériel et des équipements de laboratoire en (micropipette, spectrophotomètre…) en respectant les consignes, et les règles de sécurité.
• Calculer des grandeurs caractéristiques théoriques ou expérimentales, et les comparer.
• Au travers d’un compte-rendu structuré, décrire le principe et l’objectif des expériences réalisées, schématiser les phénomènes observés expérimentalement, et justifier les conclusions de manière logique.

Description : Cet enseignement bi-disciplinaire (chimie et biologie) s'appuie sur la question de l'origine de la vie pour présenter les lois physiques et chimiques qui régissent la nature, les propriétés et la formation des molécules du vivant, ainsi que les propriétés minimales communes à tout système vivant. Il présente les hypothèses concernant comment ont pu se former les molécules simples et les structures moléculaires plus complexes dans les conditions du milieu environnant (terre primitive), et comment ces structures ont pu se combiner pour permettre l’émergence de la vie, son maintien et son évolution sur plusieurs milliards d’années. Le cadre thématique de l’origine de la vie, pris en exemple, permettra d’illustrer les différentes approches d’une démarche scientifique, et l’importance de l’interdisciplinarité dans la résolution d’une question scientifique.

Contenu des cours magistraux (9h)

Introduction, définition du vivant, hypothèses actuelles sur l’émergence de la vie, hypothèses sur les lieux d’émergence de la vie terrestre, arguments et contre-arguments. Structure et propriétés des briques de la vie (fonctions chimiques, interactions, chiralité, polymérisation) Histoire des idées sur l’émergence de la vie (génération spontanée, vitalisme, panspermie) Nucléosynthèse : formation des noyaux, des atomes et des molécules après le big-bang Energie de liaison (entre particules, et entre atomes) et énergie échangée au cours d’une réaction. Echanges de protons et d’électrons (réactions acide-base et réactions d’oxydo-réduction) Réactions chimiques : Notions de vitesse et d’équilibre (cinétique et thermodynamique) Réactions chimiques : Energie d’activation et énergie libre de Gibbs Réactions chimiques : Optimisation via la catalyse, l’activation de molécules, et le couplage de réactions. Autocatalyse Notion de compartimentation : structure et propriétés de l’eau, comportement des molécules amphiphiles en milieu aqueux. Propriétés d’auto-asssemblage. Stockage et transmission d’information : structure et propriété des acides nucléiques – le monde ARN, arguments et contre-arguments Vers la première protocellule : Etudes de différents modèles de protocellules

Contenu des TD (16h)

Energie de liaisons Réactions Redox Réactions Acide-bases Chiralité du monde vivant Réactions chimiques en phase aqueuse Aspect cinétique et thermodynamique, optimisation des réactions Liaisons intermoléculaires, assemblage d’amphiphiles Monde ARN : transmission d’information et évolution Protocellules : les différents modèles

Contenu des TP (8h30)

TP1 : Formation de liposomes, et propriétés d’encapsulation TP2 : Synthèse chimique d’une brique du vivant : l’adénine (base azotée)

Savoir nommer la valence des atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote Connaître la structure électronique des atomes et la formation des liaisons covalentes à l’origine des molécules. Connaître les différents types de liaisons (faibles et fortes) inter et intramoléculaires. Citer les grandes catégories de molécules qui composent le vivant. Connaître les macromolécules du vivant et leur rôle dans la cellule.

Semestre 1

1- Muriel Gargaud, Hervé Martin, Purificacion Lopez-Garcia, Thierry Montmerle, Robert Pascal –Le Soleil, la Terre… la Vie, la quête des origines (Belin – Pour la science). 2009. 2- André Brack et François Raulin-L’évolution chimique et les origines de la vie (Masson) - 1997. 3- Marie-Christine Maurel –La naissance de la vie (Dunod) – 2003. 4- Pratt et Cornely – Biochimie (De Boeck)- 2012 5- Drew Myers-Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications-Wiley-VCH-1999 6- Françoise Brochard-Wyart-Chimie Générale-Dunod-2016

Contenu des cours magistraux (9h)

Introduction, définition du vivant, hypothèses actuelles sur l’émergence de la vie, hypothèses sur les lieux d’émergence de la vie terrestre, arguments et contre-arguments. Structure et propriétés des briques de la vie (fonctions chimiques, interactions, chiralité, polymérisation) Histoire des idées sur l’émergence de la vie (génération spontanée, vitalisme, panspermie) Nucléosynthèse : formation des noyaux, des atomes et des molécules après le big-bang Energie de liaison (entre particules, et entre atomes) et énergie échangée au cours d’une réaction. Echanges de protons et d’électrons (réactions acide-base et réactions d’oxydo-réduction) Réactions chimiques : Notions de vitesse et d’équilibre (cinétique et thermodynamique) Réactions chimiques : Energie d’activation et énergie libre de Gibbs Réactions chimiques : Optimisation via la catalyse, l’activation de molécules, et le couplage de réactions. Autocatalyse Notion de compartimentation : structure et propriétés de l’eau, comportement des molécules amphiphiles en milieu aqueux. Propriétés d’auto-asssemblage. Stockage et transmission d’information : structure et propriété des acides nucléiques – le monde ARN, arguments et contre-arguments Vers la première protocellule : Etudes de différents modèles de protocellules

Contenu des TD (16h)

Energie de liaisons Réactions Redox Réactions Acide-bases Chiralité du monde vivant Réactions chimiques en phase aqueuse Aspect cinétique et thermodynamique, optimisation des réactions Liaisons intermoléculaires, assemblage d’amphiphiles Monde ARN : transmission d’information et évolution Protocellules : les différents modèles

Contenu des TP (8h30)

TP1 : Formation de liposomes, et propriétés d’encapsulation TP2 : Synthèse chimique d’une brique du vivant : l’adénine (base azotée)

Modalités de contrôle des connaissances

Une épreuve finale de synthèse, sur table et en salle d'examen sur l'ensemble de l'enseignement/durée 2H30 Une épreuve sur table en salle d'examen sur les quatre premiers cours et quatre premiers TD/durée 1H30 Un contrôle écrit sur les TD 5, 6 et 7 de 30 min Deux comptes-rendus de TP

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant sera capable de :

1- Percevoir le fonctionnement mental lors de l’apprentissage et développer/perfectionner des méthodes permettant de réussir ses apprentissages  

• définir la notion d’évocation et de palette évocative
• distinguer les différents types de mémoire (à court et long terme, visuelle/auditive /kinesthésique/sinesthésique) et se familiariser avec des techniques de mémorisation
• identifier son propre fonctionnement mental (type d’évocation, mémoires dominante/secondaires…), pour l’exploiter dans la prise de note et l’apprentissage d’un cours

2- Développer une méthodologie scientifique  

• Représenter avec pertinence des données (quantitatives) expérimentales (tableaux, graphes…)
• Générer une figure multi-panneaux à partir de différents éléments et construire une légende détaillée
• Analyser (décrire et interpréter) des données scientifiques avec un esprit critique

3- Comprendre un message scientifique sous toutes ses formes  

• Repérer la structure et les informations essentielles d’un texte, les hiérarchiser en identifiant les liens logiques, les relier
• Formuler la problématique d’un article scientifique en anglais et identifier les résultats principaux
• Comprendre une question d’examen

4- Communiquer de manière correcte dans un contexte scientifique  

• Exprimer une idée : se faire comprendre, convaincre, à l’écrit (rédaction de compte-rendu, répondre à une question d’examen), à l’oral (présentation en équipe d’un article scientifique)
• Construire un diaporama ou un poster illustrant son discours oral pour présenter un article scientifique
• Travailler en équipe

L'objectif est d'aider les étudiants à devenir autonomes et efficaces à l'université et, plus tard, dans la vie professionnelle. Il s'agit d’acquérir de bonnes méthodes d’apprentissage, d'être capable d'analyser, de structurer et de hiérarchiser les données et les informations disponibles, mais aussi d'améliorer leurs capacités d'exploitation et de retransmission de ces données, que ce soit oralement ou par écrit. Cette UE est également l’occasion de découvrir différentes facettes du métier de chercheur.

Pas de pré-requis

Semestre 1

L’UE est organisée en 11 séances de TD de 2 h et 1 séance de TD de 3h (1 séance par semaine). L’ensemble de l’enseignement d’un groupe de TD sera assuré par un même enseignant. L’enseignement est interactif et nécessite donc une participation active des étudiant-e-s au cours des séances. Des activités collaboratives seront régulièrement proposées lors et entre les séances.

–Lecture de textes / relever 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 des compétences professionnelles(qualités de synthèse et d’argumentation, etc…)

Cette UE aura la forme d’un cours/TD, réparti en 12h de recherches personnelles et 12h avec l’enseignant. Il s’agira de proposer un travail de réflexion sur l’argumentation et enjeux scientifiques en société à partir de sujets d’actualité. Les étudiants auront à effectuer tout au long des séances un travail de veille et de prospection dans divers media (presse/radio / internet). Leurs recherches seront ensuite présentées en classe et analysées de manière critique. Il s’agira dans un premier temps d’effectuer un travail sur les sources (leurs différentes nature / leur crédibilité / comment vérifier une source, etc…) ainsi que sur les choix des différents sujets d’actualité. Une fois le sujet choisi collectivement il s’agira d’effectuer une cartographie des différents acteurs impliqués dans la controverse puis de déconstruire les différentes argumentations. Des travaux d’historiens ou de sociologues des sciences seront étudiés afin de mettre en perspective historique les différents enjeux sous-jacents à ces débats.

Semestre 1

Lecture de la presse généraliste et/ou scientifique Attention portée à différents médias audio-visuels

L'UE sera organisée sous la forme d'un cours-TD, en alternant les séances avec l'enseignant et les séances de travail autonome, individuelles ou collectives. Une première séance introductive permettra de réfléchir sur la notion de "source". Lors de la seconde séance les étudiants effectueront des recherches sur divers média de manière individuelle. L'objectif sera d'appréhender les divers sujets d'actualités qui présentent à la fois des enjeux scientifiques et sociaux. Ce travail sera effectué chaque semaine par les étudiants et présenté en introduction de la séance avec l'enseignant. La troisième séance partira de ces recherches pour essayer de cerner différents sujets, appréhender les différentes parties prenantes et leurs rhétoriques argumentatives. A l'issue de cette séance, les étudiants auront choisi collectivement un sujet d'actualité parmi ceux présentés en cours. Chaque groupe d'acteur impliqué dans ce sujet devra donner lieu à une enquête sociale et argumentative détaillée de la part d'un groupe d'étudiants qui se poursuivra au cours des séances. Au cours de l'étude, des articles d'historiens, sociologues ou anthropologues des sciences seront proposés aux étudiants pour discuter de manière critique certains des arguments évoqués par les différents acteurs. Les étudiants devront ensuite restituer oralement ces débats en mobilisant les articles travaillés.

S’approprier une thématique scientifique interdisciplinaire Décloisonner les disciplines et varier les points de vue en confrontant plusieurs approches Stimuler la curiosité et l’ouverture d’esprit Définir une problématique scientifique Construire un raisonnement Rechercher, extraire et organiser l’information en lien avec la problématique Restituer le processus de réflexion Présenter les résultats et les conclusions qui en découlent

L'UE a pour objectif d’initier les étudiants au questionnement scientifique à travers un projet interdisciplinaire encadré : s’approprier une thématique scientifique interdisciplinaire, élaboration d’un raisonnement rigoureux, analyse, synthèse et restitution de connaissances acquises et du processus de reflexion. L’UE se fonde sur un travail en autonomie et en groupe par ateliers à travers plusieurs types de modalités pédagogiques au cours duquel les étudiants seront amenés à collecter et analyser des informations, identifier, poser des problèmes en situation concrète, mettre en place et mener, en conservant une démarche scientifique rigoureuse un modèle. Chaque atelier est pluridisciplinaire : les étudiants travaillent par petits groupes et progressent sur un sujet qui rassemble deux disciplines. Les ateliers comprennent des cours d’introduction, un quizz permettant d’acquérir des connaissances de base sur le sujet ; une conférence avec des professionnels, des travaux pratiques, un travail bibliographique en groupe aboutissant à la rédaction d’un rapport, la réalisation d’un carnet de bord et à une présentation orale. Cet enseignement se déroule sur toute l'année avec 2 UE (partie 1 et partie 2) se déroulant respectivement au 1er et au 2nd semestre.

Premier semestre

Projets par groupes de 4 à 6 étudiants Enseignement présentiel (20h) et travail en autonomie seul et en équipe (30h) Tutorat avec l’enseignant (10h)

Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.

Dans ce module, on apprend à mettre en oeuvre les méthodes numériques pour résoudre des problèmes de mathématiques, physique, chimie et autres sciences quantitatives. La première moitié du module est dédiée à la prise en main de l'outil numérique, axé sur le langage python et le développement dans un environnement Linux. On s'attaque ensuite aux premiers outils des méthodes numériques tels que l'interpolation, le calcul d'intégrales, les nombres aléatoires et simulations Monte-Carlo ou encore les estimateurs statistiques. Chaque séance de cours est accompagnée d'une série de problèmes, portant sur des thématiques scientifiques variées, que l'on résoudra sur ordinateur pendant la séance. L'objectif affiché est d'apprendre à utiliser l'outil numérique, tout en comprenant ses limites, lorsque les méthodes analytiques ne suffisent plus.

Semestre 2

S’approprier une thématique scientifique interdisciplinaire Décloisonner les disciplines et varier les points de vue en confrontant plusieurs approches Stimuler la curiosité et l’ouverture d’esprit Définir une problématique scientifique Construire un raisonnement Rechercher, extraire et organiser l’information en lien avec la problématique Restituer le processus de réflexion Présenter les résultats et les conclusions qui en découlent

L’UE a pour objectif d’initier les étudiants au questionnement scientifique à travers un projet interdisciplinaire encadré : s’approprier une thématique scientifique interdisciplinaire, élaboration d’un raisonnement rigoureux, analyse, synthèse et restitution de connaissances acquises et du processus de reflexion. L’UE se fonde sur un travail en autonomie et en groupe par ateliers à travers plusieurs types de modalités pédagogiques; les étudiants seront amenés à collecter et analyser des informations, identifier, poser des problèmes en situation concrète, mettre en place et mener, en conservant une démarche scientifique rigoureuse un modèle. Chaque atelier est pluridisciplinaire : les étudiants travaillent par petits groupes et progressent sur un sujet qui rassemble deux disciplines. Les ateliers comprennent des cours d’introduction, un quizz permettant d’acquérir des connaissances de base sur le sujet ; une conférence avec des professionnels, des travaux pratiques, un travail bibliographique en groupe aboutissant à la rédaction d’un rapport, la réalisation d’un carnet de bord et à une présentation orale.

Second semestre

Projets par groupes de 4 à 6 étudiants Enseignement présentiel et travail en autonomie seul et en équipe. UE complémentaire à l'UE "Projet encadré Chimie et Biologie 1"

Analyser - formuler une hypothèse Proposer une stratégie pour répondre à une problématique Exprimer un lien de cause à conséquence Evaluer l’ordre de grandeur de grandeurs chimiques et biologiques et de leur variation Décrire l’évolution d’une grandeur Exprimer un lien entre grandeurs par une formule Effectuer des mesures et évaluer les incertitudes associées Critiquer un résultat, un protocole ou une mesure. Présenter les mesures de manière adaptée (courbe, tableau…) Exploiter et interpréter des observations, des mesures, des résultats. Valider ou infirmer les hypothèses établies. Présenter, formuler une conclusion à l’écrit et à l’oral Utiliser le langage scientifique approprié

Le but de l'UE est de fournir aux étudiants des outils généraux utiles en sciences expérimentales pour comparer théorie et expérience. Il s'agit de travailler la notion de modèle, la notion d'expérience et les outils de comparaison entre les deux (traitement de données, incertitudes...). Le travail se fait sur des exemples concrets qui s'appuient sur le programme de chimie et de biologie.

Second semestre

10 séances de 2h comprenant : - une séance de cours sur la démarche scientifique, corrélation et causalité, interprétation des graphiques, comparaison entre modèles et expériences. - des séances de travaux dirigés en sous-groupes sur la modélisation, les ordres de grandeurs, la résolution de problèmes. - des séances de travaux pratiques (exemple : détermination de la concentration d’une protéine en utilisant un smartphone – développement du modèle, expérience, traitement de données en salle informatique).

Le tutorat a pour objectif de faire découvrir les différentes facettes du métier de chercheur aux étudiants. Il s’agit de nouer un contact privilégier avec un chercheur ou un enseignant chercheur pour l’accompagner dans toutes ses tâches quotidiennes (suivi des travaux, design de d’expérience, vie du laboratoire, séminaire, bibliographie, activités d’enseignement…). En aucun cas, le tutorat ne pourra être utilisé pour réaliser des activités pratiques liées à la recherche comme dans le cas d’un stage.

Second semestre

Comprendre les mécanismes de transfert et de décodage de l'information héréditaire contenu dans les acides nucléiques vers des structures tridimensionnelles complexes, et en particulier les protéines.

Le but est d’acquérir les connaissances de base de Biologie Cellulaire et Moléculaire. Les enseignements dispensés ont pour but d’étudier les méthodes de base d’analyse et d’observation des cellules et les différents types de cellules (eucaryotes et procaryotes), de faire des rappels sur les structure et fonction des macromolécules biologiques et de décrire les différents compartiments cellulaires. Dans cette UE sont en particulier décris la matrice extra-cellulaire, la composition, la structure et les propriétés des membranes biologiques, les types de transports membranaires, l’organisation du réseau endomembranaire (RE, Golgi, Lysosomes), les mécanismes de sécrétion et d’endocytose, les mitochondries et le métabolisme énergétique, la structure et la fonction du noyau et le cycle cellulaire.

- Principes de bases de l’évolution et de la systématique - Systématique et classification du vivant (3 domaines du Vivant : Bactéries / Archées / Eucaryotes – détails sur certains groupes d’Eucaryotes – phylogénie des Métazoaires – phylogénie des Archaeplastida) - Processus de diversification (spéciation et extinction) - Biogéographie   - Origine de la Vie

Acquérir les connaissances de bases sur la description atomique, les nombres quantiques, la classification et les propriétés des atomes.   Acquérir les connaissances de bases sur les molécules , les différents types de liaison, la géométrie des molécules et les diagrammes d’OM

Présentation et consolidation des notions essentielles de chimie. La démarche pédagogique vise une progression de l’atome à la molécule par l’étude des propriétés de l’atome, du tableau périodique, des divers modes de liaisons et la formation de molécules.

Cet enseignement a pour objectif de poser les bases structurales de la chimie (liaisons chimques, géométrie des molécules, cohésion de la matière) pour être ensuite capable d'appréhender les réactivités de composés chimiques dans les différents domaines de la chimie (réactions acide-base, d'oxydo-réduction, nucléophilie-électrophilie, substitutions nucléophiles, éliminations, etc ...)

Montrer les différents aspects complémentaires permettant de décrire une transformation chimique (matière (quantités et état), type de réaction, thermochimie, cinétique).

• Équations différentielles

  Primitives Équations différentielles linéaires du premier ordre Exemples d'équations différentielles du premier ordre non-linéaires Équations différentielles linéaires du second ordre à coefficients constants

• Études de suites

  Propriétés sur les limites Suites arithmético-géométriques Raisonnement par récurrence Suites définies par récurrence, convergence vers un point fixe

• Matrices

  Systèmes linéaires Matrices : définition, somme, produit… Inverse d'une matrice Déterminant Diagonalisation pour une matrice carrée de taille 2 ou 3 : polynôme caractéristique, valeurs propres, vecteurs propres Applications : études de suites, systèmes différentiels

Présentation et consolidation des notions essentielles en physique. La démarche pédagogique vise à reprendre des notions de physique abordées au cours du lycée (filière scientifique) sur la mécanique du point et l'optique géométrique, de les approfondir en y ajoutant une formulation mathématique des problèmes.   Partie optique géométrique

• Utiliser les définitions et les propriétés de centre optique, des foyers principaux, de la distance focale, de la vergence.

• Construire l’image (réelle ou virtuelle) d’un objet (réel ou virtuel) situé à une distance finie ou infinie à l’aide de rayons lumineux

• Exploiter les formules de conjugaison et de grandissement transversal pour une ou plusieurs lentilles, accolées ou non.

• Modéliser l’œil comme l’association d’une lentille de vergence variable et d’un capteur.

• Savoir restituer et utiliser les lois de Snell-Descartes (réflexion/réfraction) pour différentes interfaces.

Partie mécanique du point

• Déterminer la vitesse et l'accélération d'un point connaissant sa position, et calculer sa position à partir d'une accélération

• Etablir un bilan des forces sur un système et en rendre compte sur un schéma

• Savoir appliquer le principe fondamental de la dynamique, déterminer les équations du mouvement d'un point matériel et résoudre les problèmes en 1D ou 2D en coordonnées cartésiennes

• Reconnaître le caractère moteur ou résistant d'une force.

• Établir et connaître les expressions des énergies potentielles de pesanteur (champ uniforme), énergie potentielle élastique, énergie électrostatique (champ uniforme et champ créé par une charge ponctuelle)

• Connaitre et appliquer le Théorème Energie Cinétique

• Déduire d’un graphe d’énergie potentielle le comportement qualitatif : trajectoire bornée ou non, mouvement périodique, positions de vitesse nulle.

optique géométrique Formation des images / lentilles sphériques Association de lentilles Optique instrumentale Lois de Descartes - dioptre plan Dioptre et lentille sphériques Mécanique du point Description et paramétrage du mouvement d'un point en 1D et 2D (cartésien) - cinématique Lois de Newton et Bilan des forces dans un référentiel galiléen Travail, énergie et puissance Oscillateur harmonique

Apprentissage de la méthodologie de travail scientifique appliquée à la Biologie et la Chimie

Projet personnel d’études et d’insertion

• Compréhension écrite et orale de l’anglais scientifique

Communication orale et écrite en anglais

Il s’agit de fournir aux étudiants une initiation à la programmation (1) : structures de données et algorithmes de base.

• Introduction
• Opérateurs et conditionnelles
• Boucles
• Tableaux
• Procédures
• Fonctions
• Jeu
• Les tris

Notions de base de la théorie de probabilités, variables, aléatoires, théorèmes limites; statistiques descriptives d'un des deux caractères; estimations ponstuelles et par intervalle de confiance, tests d'hypothèses statistiques.

Identifier un système ouvert, un système fermé, un système isolé Déduire la la température d'une condition d'équilibre Connaitre et utiliser équation des gaz parfait Exprimer l'énergie interne d'un gaz parfait monoatomique à partir de l'interprétation microscopique de la température Connaitre la différence entre transformation réversible et irréversible Analyser un diagramme de la phase (P,T) et (P,V) et positionner les phases Proposer un jeu de variables d'états suffisant pour caractériser l'état d'équilibre d'un corps pur diphasé soumis aux seules forces de pression Mettre en oeuvre un protocole expérimental d'étude des relations entre paramètres d'état d'un fluide à l'équilibre Calculer le travail par découpage en travaux élémentaires et sommation sur un chemin donné dans le cas d'une seule variable. utiliser le vocabulaire usuel : évolutions isochore, isotherme, isobare, monobare, monotherme. Calculer le transfert thermique Q sur un chemin donné connaissant le travail W et la variation d'énergie interne Exprimer l'enthalpie du gaz parfait à partir de l'énergie interne 2 Lois de Joule et Capacités calorifiques Connaitre la loi de Laplace et ses conditions d'utilisation Connaitre et utiliser la relation entre les variations d'entropie et d'enthalpie associées à une transition de phase Définir un rendement ou une efficacité et la relier aux énergie échangées au cours du cycle. Justifier le téorème de Carnot

Il s'agit de poursuivre l'étude de la matière à l'échelle macroscopique commencé au lycée. On s'intéressera à l'étude d'un corps pur subissant des transformations finies. On s'appuiera sur des bilans finis d'énergie faisant intervenir les fonctions d'état T-T,V) et H(T,P) ainsi que des bilans finis d'entropie. On fera un lien entre un système réel et sa modélisation: - Descriptions microscopique et macroscopique d'un système à l'équilibre - Energie échangée par un système au cours d'une transformation - Premier principe. Bilans d'énergie - Deuxième principe. Bilans d'entropie - Machines thermiques

Projet bibliographique en biologie et/ou chimie.