L2 Biologie

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

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

Le travail se fera par groupes de niveau.

Cette UE est une initiation à la communication scientifique en anglais. À travers différentes activités, les étudiants vont apprendre à manipuler les outils principaux de communication scientifique en anglais, tels que l'écriture d'un résumé scientifique, la préparation d'une présentation orale, ou la compréhension de séminaires scientifiques comme s'ils étaient à un congrès international. L'UE vise également à rassurer les étudiants et les pousser à utiliser l'anglais pour échanger avec d'autres personnes autour de thèmes scientifiques, même si leur niveau d'anglais n'est pas très élevé.

1. Savoir s’exprimer à l’oral en anglais sur des thématiques scientifiques L’objectif ici n’est pas de bien connaître la grammaire ou d’avoir un bon accent, mais de pouvoir communiquer avec d’autres personnes (anglophones ou non-anglophones) pour parler de science en utilisant l’anglais, sans être inhibé par son niveau. Pour s’entraîner l’étudiant pourra par exemple se présenter devant les autres, participer à des discussions, des débats, enrichir son vocabulaire dans la description des résultats scientifiques.

2. Rédiger un résumé scientifique à partir d’un séminaire donné par un chercheur L’étudiant devra pour cela reprendre de manière très concise les différentes parties qui composent le séminaire de son choix donné par un chercheur spécialiste du domaine.

3. Préparer un exposé et le présenter devant la classe sur un sujet scientifique Les étudiants devront faire des recherches bibliographiques pour présenter une thématique scientifiue de leur choix. Ils devront présenter leur diaporama en anglais et répondre aux questions posées par l'audience composée des étudiants et de l'enseignant. Un débat pourra être alors engagé.

Connaissances de base en biologie

Durant la période de stage en laboratoire, l’étudiant va mettre en pratique les connaissances théoriques acquises jusque là, pour répondre à une question précise issue d'une problématique générale d'un laboratoire de recherche. L'étudiant appliquera, dans un contexte professionnel, les différentes étapes de la démarche expérimentale : faire la synthèse des connaissances et cerner la problématique, cibler une question, proposer des hypothèses, réaliser les expériences pour valider ou non cette hypothèse. L'étudiant va également utiliser toutes les formes de retranscription des données expérimentales (cahier de manips, présentation orale, rapport écrit, ...).

Après le stage, l’étudiant sera capable de : OAV1. Adopter une attitude appropriée selon les interlocuteurs, en milieu professionnel. OAV2. Identifier la (les) problématique(s) posée(s) dans un projet de recherche et comprendre la (les) stratégie(s) expérimentale(s) choisie(s) pour y répondre. OAV3. Mobiliser les connaissances théoriques acquises. OAV4. Réaliser des expériences simples de biologie de façon autonome et des expériences complexes en étant accompagné (par un protocole et/ou un encadrant). OAV5. Présenter et discuter ses résultats de manière critique et argumentée à la fois à l’oral (soutenance de stage) et à l’écrit (rapport de stage), à l’aide du vocabulaire scientifique adapté.

La mise en situation professionnelle est effectuée au travers d’un stage de recherche dans un laboratoire, pendant au moins 6 semaines. L’étudiant est encadré dans le laboratoire par un maître de stage, et il a un référent au sein de l’équipe pédagogique. Ce dernier assure le lien entre l’étudiant, le maître de stage, et l’équipe pédagogique et suit l’étudiant au travers de points de discussion réguliers. Lors de l’oral de fin de stage, le maître de stage est invité à discuter de l’implication de l’étudiant durant la période de mise en situation professionnelle.

L'UE « Projet scientifique » du cursus L2 Bioplus s’inscrit dans la continuité de l’UE « sensibilisation à la recherche » et permet de renforcer ses OAVs. Elle est également associée à l’UE « Mise en situation professionnelle BioPlus ». En effet, cette UE a pour objectif de guider les étudiants dans la démarche pratiquée en recherche. Passer d’un sujet d’intérêt à l’élaboration d’un projet scientifique, développer un sens critique, identifier des questions scientifiques et construire une problématique de recherche, tels sont les attendus de ce cheminement. Pour y parvenir les étudiants s’exerceront dans un premier temps à cette démarche à partir d’un thème proposé et travaillerons en groupes restreints. Ils devront ensuite identifier et définir une problématique en lien avec ce sujet et proposer des expériences pour y répondre. L’ensemble de ce travail et de cette démarche sera présentée devant l’ensemble des groupes.

OAV1. Consolider les acquis de l’UE « Sensibilisation à la Recherche » du premier semestre en renforçant les points suivants : définition d’une problématique, construction d’un raisonnement scientifique et réalisation d’une recherche bibliographique. OAV2. Analyser et interpréter des données expérimentales, en faisant appel à des connaissances et des concepts en Biologie acquis antérieurement dans le cursus et/ou abordés au cours du premier semestre. OAV3. Poser un regard critique sur des articles scientifiques rédigés en anglais. OAV4. Favoriser la concertation et l’organisation collective au travers de travaux de groupes. OAV5. Présenter à l’oral, sous forme de diaporama, les résultats de la démarche scientifique élaborée sur le thème donné.

Un investissement personnel important est nécessaire à la réalisation du travail demandé. Une problématique donnée est attribuée à chaque groupe d’étudiants. Le groupe définit précisément la problématique et conçoit les expériences à réaliser pour valider ou non les hypothèses de travail. Un enseignant tuteur assure le suivi du projet en posant des jalons que le groupe devra valider pour assurer sa progression. Le projet terminal sera présenté et défendu devant les autres groupes.

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

OAV : Acquérir un complément de formation.

Modalités de contrôle des connaissances et compétences (MC2C) :

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

Invisibles à l’œil nu, les microorganismes et les virus sont les entités biologiques les plus abondantes et diversifiées de notre planète, et ils jouent un rôle essentiel dans l’équilibre des écosystèmes. Ils sont des acteurs clés dans l’apparition et l’évolution de la vie sur Terre et participent notamment à tous les cycles biogéochimiques. Plus souvent bénéfiques que pathogènes, les microorganismes ont un impact considérable, longtemps sous-estimé, sur notre vie quotidienne. Certains contribuent à notre ‘bonne’ santé en formant un microbiote qui aide, entre autre, à la digestion des aliments, et protège d’autres germes capables de provoquer des maladies parfois sévères. Les microorganismes sont également utilisés en industrie agroalimentaire dans la production d’aliments et boissons fermentés (par ex., yaourt, pain, vin), dans le traitement des eaux usées et dans la production de composés d’intérêt (par ex., biocarburants, antibiotiques). Pour autant, certains d’entre eux constituent également des menaces graves pour la santé en étant responsables d’épidémies voire de pandémies. La connaissance et la gestion du monde microbien, ainsi que l’exploitation de ses potentialités, constituent donc des enjeux majeurs pour nos sociétés que ce soit en termes de santé, bien-être, agriculture, alimentation, environnement et développement durable. De la diversité du métabolisme microbien à celle des interactions au sein des écosystèmes, des stratégies antimicrobiennes à l’émergence de résistances, cet enseignement forme les étudiants à la compréhension des enjeux scientifiques et sociétaux actuels en Microbiologie.

OAV1. Décrire les différentes entités étudiées en microbiologie (archées, bactéries, eucaryotes, virus) et comprendre l’abondance et la diversité des microorganismes dans les écosystèmes humains, animaux, végétaux ou environnementaux. OAV2. Discuter de l’importance des microorganismes dans les cycles de la matière, et des enjeux autour de leurs utilisations pour la production durable de composés d’intérêt. OAV3. Discuter des différents types d’interactions des microorganismes rencontrées au sein de communautés microbiennes (biofilms, microbiotes), et avec un hôte. OAV4. Intégrer l’exemple du microbiote intestinal et de son rôle essentiel en santé humaine. OAV5. Distinguer les différentes stratégies de lutte contre les microorganismes (mode d’action de certaines familles d’antibiotiques, vaccination, phagothérapie, nouvelles alternatives envisagées), et discuter de l’émergence préoccupante de modes de résistance aux agents antimicrobiens. OAV6. Analyser des documents publiés. Illustrer sous forme de poster les informations importantes à retenir et les communiquer à l'oral devant un public.

Enseignement intégré sous la forme de cours magistraux et de TD, organisés autour de grands champs thématiques de la Microbiologie en Santé et Environnement.

Les éléments abordés lors de cette UE seront :

Biologie et écologie des populations

• effectifs, croissance, dynamique (croissance exponentielle et logistique)

• les tables d'histoire de vie

• les traits d'histoire de vie

• normes de réactions

• concept de métapopulations

  Écologie des communautés

• description, caractérisation des communautés

• les indices de diversités et la caractérisation des diversités alpha, beta et gamma

• concept de niche écologique

  Écologie des interactions plurispécifiques

• caractérisation des interactions (compétition, prédation, parasitisme et mutualisme); définitions - modélisation

• Modèles théoriques de compétitions et de prédation

OAV1. Définir les traits d’histoire de vie individuels, décrire les principaux et justifier leur influence sur la dynamique d’une population. OAV2. Choisir la méthode d’identification individuelle adaptée pour répondre à une question de dynamique des populations. OAV3. Décrire les principales relations intra et interspécifiques qui structurent les communautés. OAV4. Choisir et utiliser les indices de biodiversité à différentes échelles spatiales et temporelles. OAV5. Mobiliser des concepts et outils des mathématiques et de la physique dans le cadre des problématiques d’écologie des populations et des communautés.

L'UE s'articulera sur une complémentarité entre cours magistraux et travaux pratiques (TP). Pour les partie Biologie et Écologie des populations et Interactions Plurispécifiques, deux TPs basés sur la simulation de populations et l'analyse de donnée viendront illustrer le cours. Pour le cours d'Écologie des communautés, l'accent sera mis sur des activités de terrain, composante essentielle en écologie. Trois TPs viendront ainsi compléter ce cours :

Un TP illustrera le concept de niche écologique et de normes de réactions via la mesure sur le terrain de paramètres biologiques et physicochimiques. Dans un deuxième temps les étudiants seront en autonomie pour l'analyse de leur échantillonnage.
Deux TPs s'attacheront à manipuler les outils de mesure de la biodiversité. Un TP en salle permettra aux étudiants de se familiariser avec ces outils via des analogies. Un deuxième TP permettra alors aux étudiants d'appliquer ces outils in situ.

La physiologie est l'étude du fonctionnement des organismes vivants. Cette discipline met en œuvre des méthodes d'études spécifiques et fait appel à une rigueur dans le formalisme des concepts fondamentaux. L'enseignement est centré sur une introduction aux méthodes et aux concepts de la physiologie animale avec comme types cellulaires étudiés les neurones, les cellules gliales, sanguines et rénales. Il s'attache à traiter les interactions fonctionnelles entre ces types cellulaires conduisant à une meilleure compréhension de l’organisme entier. Le module est structuré en deux parties, l’une qui porte sur l'environnement liquidien de ces cellules, et l’autre sur la physiologie cellulaire du système nerveux. Environnent liquidien : composition et régulation CM (10,5h)

• ions et protéines contrôlant ou modulant la répartition des liquides dans l’organisme
• mécanismes permettant la répartition des liquides dans l’organisme (forces de Starling)
• éléments figurés du sang (cellules sanguines) et leurs rôles
• étapes et acteurs principaux de la coagulation sanguine et de l’hémostase (éléments vasculaires, cellulaires, ioniques et protéiques)
• anatomie du néphron, élément fonctionnel du rein, et élaboration de l’urine
• fonctionnement rénal : ses adaptations et régulations hormonales et nerveuses
• fonctionnement rénal : homéostasie de l’osmolarité des liquides dans l’organisme et régulation du pH
• système immunitaire : types cellulaires et protéiques
• système immunitaire : mécanismes généraux de l’immunité et de l’inflammation TP
• Dosage du sodium et potassium et détermination du volume sanguin chez le rat
• Physiologie rénale
• L’osmose et la régulation du volume cellulaire TD
• Filtration glomérulaire
• L’inflammation Physiologie cellulaire du système nerveux CM (10,5)
• éléments du tissu nerveux : neurones – cellules gliales – vaisseaux sanguins (ou glie limitante externe) et leurs relations fonctionnelles et dynamiques (recapture des neuromédiateurs, régénération axonale)
• couplage métabolique neurone – glie
• homéostasie potassique du parenchyme nerveux
• transport des ions à travers la membrane plasmique d’une cellule animale
• canaux ioniques et forces contrôlant le potentiel de membrane et soutenant le potentiel d’action TP
• Batterie de diffusion et la relation Nernst
• Potentiel de membrane
• Potentiel d’action composé TD
• Potentiel de membrane
• La synapse

OAV1. Décrire les coopérations fonctionnelles entre les neurones et les cellules gliales. OAV2. Connaître les notions de potentiel de membrane et les bases de l’excitabilité cellulaire (potentiel électronique, potentiel d’action). OAV3. Énumérer les constituants plasmatiques contrôlant la répartition des liquides dans l’organisme, les mécanismes et facteurs qui régulent les interactions entre les compartiments intra- et extra-cellulaires ainsi que les cellules sanguines et leurs rôles principaux. OAV4. Décrire l’anatomie fonctionnelle du rein et formuler son rôle dans la régulation fine des équilibres liquidiens, du pH et de l’osmolarité du plasma et des liquides interstitiels. OAV5. Connaître l'anatomie et les fonctions principales du système lymphatique. OAV6 (transversale). Collecter, analyser, interpréter et présenter des données scientifiques.

Les cours magistraux sont divisés en deux parties selon les deux thèmes. Les TP et TD illustrent et permettre un approfondissement de certaines notions abordés en cours et sont donc complémentaires des enseignements théoriques. Les TP sont effectués en binome / trinome et feront objet d'un compte-rendu qui sera noté. La participation active aux TD sera également évaluée par une notation qui figura dans la note du contrôle continu.

Neurosciences : à la découverte du cerveau de Bear, Conners, Paradiso, Nieoullon. Edition Pradel. Physiologie du neurone de Chesnoy-Marchais, Tritsch, Feltz. Edition Doin Physiologie humaine : Une approche intégrée de Silverthorn et Brun. Edition Pearson Précis de physiologie humaine, tome I. Jack Baillet & Erik Nortier. Edition Ellipses

L'UE de "Sensibilisation à la recherche" est l'une des spécificités du parcours L2 Bioplus. Elle a notamment pour objectifs de sensibiliser de jeunes étudiants à la démarche scientifique et de leur fournir les bases nécessaires à l'élaboration d'un projet de recherche. En effet, cette UE est intimement associée aux UEs « Projet Scientifique » et « Mise en situation professionnelle BioPlus » du second semestre. Dans cet esprit, différents enseignements (cours, TD de méthodologie, TP en salle informatique) sont proposés de manière à ce qu’à l’issue de cette UE, les étudiants soient en mesure de remplir les OAVs détaillés plus loin.

OAV1. Définir la (les) problématique(s) majeure(s) d’un travail de recherche, en le replaçant dans un contexte plus général et en expliquant les enjeux qui y sont liés. OAV2. Analyser et interpréter des données expérimentales en faisant appel à des connaissances et des concepts en Biologie acquis antérieurement dans le cursus et abordés au cours du premier semestre. OAV3. Utiliser des outils bio-informatiques permettant l’analyse et/ou la manipulation de séquences nucléotidiques ou protéiques. OAV4. Lire et comprendre un article scientifique simple en anglais en portant un regard critique sur son contenu. OAV5. Présenter à l’oral sous forme de diaporama l’analyse d’un article scientifique. OAV6. Réaliser une recherche bibliographique sur une thématique donnée, notamment via l’utilisation de la base de données PubMed, en vue de pouvoir reproduire ce type de recherche au second semestre pour mieux appréhender le projet de stage et se renseigner sur une thématique de recherche. OAV7. Rechercher un stage en bénéficiant d’un accompagnement spécifique de la part des enseignants.

Un investissement personnel important est demandé aux étudiants du cursus, avec des présentations orales à préparer et des devoirs à rendre sur une thématique de recherche en Biologie. Ces présentations et devoirs sont évalués pour permettre un contrôle continu du travail réalisé tout au long du semestre. Les étudiants sont par ailleurs accompagnés dès le début du semestre par l’équipe pédagogique pour candidater auprès de laboratoires et trouver leur équipe d’accueil pour le stage de recherche obligatoire de 6 semaines du second semestre (voir fiche UE « Mise en situation professionnelle BioPlus » pour plus d’informations). Cela se traduit notamment par la relecture et la correction du CV et du courriel de candidature.

"Biologie Plus" est une UE spécifique et obligatoire du cursus L2 Bioplus étroitement liée à l’UE "Sensibilisation à la Recherche" du S3 et à l’UE "Mise en situation professionnelle BioPlus" du S4. Dans le cadre de cette UE, les étudiant(e)s ont notamment l’opportunité de découvrir le laboratoire d’accueil de leur stage obligatoire en s’y rendant pour quelques visites au début du second semestre, avant de débuter la partie expérimentale de leur projet. Les étudiant(e)s ont par ailleurs l’occasion de bénéficier d’enseignements venant compléter ceux dispensés au cours du semestre. À l’issue de cette UE, les étudiants auront atteints les OAVs décrits plus loin.

OAV1. Compléter les connaissances acquises au cours du S4 en Physiologie Animale et Végétale. OAV2. Définir la (les) problématique(s) majeure(s) d’un travail de recherche, en le replaçant dans un contexte plus général et en expliquant les enjeux qui y sont liés. OAV3. Analyser et interpréter des données expérimentales en faisant appel à des connaissances et des concepts en Biologie acquis antérieurement dans le cursus et abordés au cours du premier semestre. OAV4. Lire et comprendre un article scientifique simple en anglais en portant un regard critique sur son contenu. OAV5. Mettre en pratique les enseignements dispensés dans l’UE "Sensibilisation à la Recherche" en S3, afin de réaliser une recherche bibliographique portant sur le projet de stage, notamment via l’utilisation de la base de données PubMed. OAV6. Explorer comment construire son parcours professionnel avec une première approche du marché du travail (les métiers) ; identifier les besoins des entreprises en lisant une annonce sur internet par ex. ; échanger avec des anciens étudiants du Magistère qui ont déjà un poste dans la recherche (publique ou privée) ou dans une entreprise.

Les étudiants ont l’occasion de se rendre dans leur équipe de stage dès le début du semestre (S4). Ces visites ont non seulement pour but de leur permettre de se familiariser avec l’équipe d’accueil et le personnel qui y travaille, mais surtout de préparer, au travers de discussions avec leur tuteur, un rapport bibliographique sur leur projet de stage qui sera suivi et évalué par leur enseignant référent. Les étudiants auront aussi l’occasion d’assister tout au long du semestre : i) à des séminaires complémentaires portant sur des sujets abordés en cours au second semestre (notamment en physiologie animale/végétale), ii) à un séminaire sur le marché du travail en biologie/biotechnologie, et iii) au forum du Magistère, au cours duquel d’ancien(ne)s étudiant(e)s du BioPlus et du Magistère viennent échanger sur leur parcours professionnel, sensibiliser les étudiants actuels sur les débouchés offerts par ces formations et leur permettre d’amorcer la création de leur propre réseau dès la L2.

Connaissances de base de la structure et de l'anatomie des végétaux (niveau L1) et des fondamentaux de la chimie (niveau bac). Notions de base de la biologie cellulaire et moléculaire.

La physiologie est l'étude du fonctionnement des organismes vivants. Les bases fondamentales du fonctionnement des plantes telles que la nutrition carbonée, la nutrition azotée, l'équilibre hydrique ainsi que la physiologie des hormones seront étudiées en relation avec l'environnement. Une partie portera sur les mécanismes de la photosynthèse depuis la capture de la lumière jusqu’à la transformation de cette énergie en carbone réduit, ainsi que sur la voie de l’assimilation de l’azote et la gestion de l’eau par les plantes. Dans une seconde partie, il s’agira de comprendre comment la plante perçoit et s’adapte à son environnement et d’aborder le rôle des hormones dans ces processus. Une dernière partie abordera les interactions entre les plantes et les micro-organismes pouvant être bénéfiques ou néfastes.

OAV1. Réaliser des expériences en condition de laboratoire. OAV2. Analyser et interpréter des résultats scientifiques. OAV3. Décrire les processus nécessaires pour l'autotrophie des plantes. OAV4. Décrire et connaître les régulateurs majeurs de la physiologie de l'adaptation à l'environnement. OAV5. Comprendre l'importance des interactions des plantes avec les micro-organismes, notamment les microbes bénéfiques ou pathogèniques.

Le module se compose de cours accompagnés de nombreux TDs et TPs qui apportent des informations complémentaires. Cette UE est majoritairement composée (60%) de TPs permettant d'illustrer concrètement les concepts abordés.

BIOLOGIE VÉGÉTALE. Croissance et Développement. JF Morot- Gaudry. Editions Dunod. 3ème édition 2017 BIOLOGIE VÉGÉTALE. Nutrition et métabolisme. JF Morot- Gaudry. Editions Dunod. 3ème édition 2017 BIOLOGIE VÉGÉTALE. JC Laberche. Editions Dunod. 3ème édition 2020 PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE. M. Coupé, B. Touraine. Editions Dunod. 2016 PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE. Nutrition. R. Heller. Editions Dunod. 6ème édition 2020

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

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

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

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

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

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

"Principes de Biochimie" de Lehninger

• "Biochimie" de Stryer, Berg et Tymoczko

Contenu de l'UE de statistiques pour la biologie dispensée au L2S3 ou équivalent.

Le fonctionnement d’un écosystème est le résultat de phénomènes aléatoires que l'on peut étudier à partir de données recueillies sur le terrain. Pour aborder cette problématique, l’enseignement mèle un cours d’écologie fondamentale et des enseignements fondamentaux et appliqués en bio-statistiques. Le cours d’écologie fondamentale porte sur la compréhension des processus responsables de la diminution de la biodiversité. Cinq volets seront particulièrement étudiés : les invasions biologiques, les changements climatiques, la destruction et la fragmentation des habitats, la surexploitation des espèces et les pollutions anthropiques. Le cours de biostatistiques introduit des méthodes statistiques de base dont le principe et la mise en place pratique seront introduits lors des séances de TP. Le cours de statistiques fait suite au cours de statistiques du L2S3. Les méthodes statistiques abordées sont les tests gaussiens d’homogeneité des moyennes et des variances, le théorème de la limite centrale, les intervalles de confiance. En TP, les étudiants apprendront à traiter des problèmes d'écologie à partir de jeux de données réels extraits d’études relatives aux thèmes abordés en cours. Le contexte et le plan d’expérience de l’étude seront introduits et discutés. Les étudiants seront amenés à répondre à des questions en écologie en mettant en oeuvre des tests statistiques (modélisation statistique et mise en oeuvre dans le logiciel R).

OAV1. Énoncer et définir les causes principales de perte de biodiversité et les expliquer sur la base d’exemples du cours. OAV2. Décrire, analyser et interpréter un document ou un graphique basé sur des données scientifiques du domaine de l’écologie. OAV3. Choisir le test statistique approprié à l’analyse des données parmi les tests vus en cours. OAV4. Formuler les étapes des tests statistiques. OAV5. Mettre en œuvre un test avec R en adaptant et réutilisant les scripts vus en cours/TP/TD. OAV6. Interpréter du point de vue statistique et écologique les résultats des tests réalisés avec R.

L’équipe pédagogique est constituée de biologistes et de mathématicien-statisticiens. L’UE est constituée de 10 CM d’écologie de 2 heures, de 2 CM de statistiques d’1h30 et de TP de statistiques appliquées à l’écologie. Les TPs sont encadrés par un binôme d’enseignants mathématicien et biologiste. Le contrôle des connaissances se fera par des contrôles continus (DST, WIMS) et par un examen.

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

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

À l’issue de cet enseignement, les étudiants seront en mesure de : OAV1. Intégrer le mécanisme de réplication de l’ADN chez les procaryotes, restituer l’enchainement des étapes à l’échelle de la cellule en associant réplication et division cellulaire. OAV2. Définir quelques types de lésions de l'ADN, distinguer lésion et mutation, décrire le polymorphisme présent au sein d’une population. OAV 3. Intégrer les notions de base de la génétique mendélienne : il/elle devra être capable de décrire les étapes de mitose et de méiose, résoudre un problème de génétique en prédisant le devenir d'un et de deux couples d'allèles à travers la reproduction sexuée ; calculer la distance génétique entre deux sites mutés ; en prédisant le devenir d’un allèle lors de la parasexualité bactérienne : transformation, conjugaison. OAV 4. Analyser cribles génétiques et tests de complémentation fonctionnelle pour identifier le ou les gènes impliqué(s) dans un processus biologique (analyse de mutants). OAV5. Décrire et de distinguer les différentes étapes de la transcription (initiation, élongation et terminaison) chez les procaryotes et les eucaryotes, ainsi que les différents mécanismes de régulation transcriptionnelle et/ou post-transcriptionnelle en incluant ceux impliqués dans l’initiation de la transcription, la stabilité des ARNm et l’épissage. OAV6. Décrire les mécanismes impliqués dans les différentes étapes de la traduction (initiation, élongation et terminaison). OAV7. Décrire la structure des gènes et des génomes chez les eucaryotes et chez les procaryotes. OAV8. Décrire les effets des mutations lorsqu’elles sont positionnées sur le promoteur des gènes ou ses séquences de régulation localisées en cis, dans la séquence codante, à la jonction intron-exon et dans les régions intergéniques. OAV9. Décrire les techniques expérimentales de biologie moléculaire (but, principe, limites et contrôles), d’appliquer la démarche scientifique : analyser et interpréter les résultats expérimentaux, formuler à partir de ces données des conclusions ou des hypothèses. OAV10. Mettre en œuvre un protocole expérimental incluant des approches génétiques, de biologie moléculaire et de microbiologie en respectant les règles de sécurité en laboratoire. OAV11. Calculer le titre d’une culture bactérienne, déterminer un pourcentage de survie et une fréquence de mutants, réaliser et analyser des tests génétiques (dominance/récessivité et complémentation fonctionnelle) chez la levure. Réaliser une expérience de PCR incluant le design des amorces. Caractériser des mutations par comparaison de séquences d’ADN.

Définir les notions de base de la génétique mendélienne : gène, allèle, locus, polymorphisme, transmission d’un couple d’allèles chez des organismes haploïdes et diploïdes. Définir les notions d’espèce et de population. Définir la notion d’évolution et les pressions évolutives : sélection naturelle, dérive génétique et mutations.

Cours (9h= 6*1.5h) Partie Écologie : 3 séances de 1h30

Introduction à l’écologie
Écosystème et communautés
Impacts des changements globaux anthropiques sur les écosystèmes

Partie Génétique des populations : 3 séances de 1h30

Introduction à la génétique des populations
Calcul des fréquences, panmixie et modèle de Hardy-Weinberg
Évolution des populations : pressions évolutives et régime de reproduction  

TD (10h) Partie Génétique des populations : 4 heures

Calcul des fréquences alléliques dans une population en équilibre dans le modèle d’Hardy-Weinberg et relation avec le régime de reproduction
Calcul des fréquences alléliques et relation avec les forces évolutives

Partie Écologie : 3 heures

Interactions entre espèces et conséquence des perturbations d’une espèce sur la communauté d’espèces
Fonctionnement des écosystèmes et conséquences des perturbations anthropiques

Partie Génétique des populations et Écologie : 3 heures

Fragmentation de l’habitat et conséquences sur la structure génétique des populations 
Introduction d’espèces envahissantes, conséquences sur la variabilité génétique au moment de la fondation des populations et sélection naturelle dans le nouvel environnement

TP (6h= 2h + 4h)

Génétique des populations, séance de 2h : simulation sur ordinateur de l’effet des forces évolutives (dérive et sélection)
Écologie, séance de 4h : découverte d’écosystèmes sur le campus d’Orsay, description des principaux constituants et de leurs interactions-structuration dans l’espace

OAV1. Énumérer et définir les régimes de reproduction et les pressions évolutives. OAV2. Préciser les effets des régimes de reproduction et des pressions évolutives sur la structure génétique des populations. OAV3. Définir l’écologie en tant que discipline scientifique et son domaine d’étude. OAV4. Discuter la dynamique temporelle des écosystèmes. OAV5. Appliquer la démarche scientifique aux questions de génétique des populations et d’écologie.

Le chapitre Écologie est abordé avant le chapitre génétique des populations. Pour les deux chapitres, des exercices en ligne sur la plateforme WIMS sont disponibles pour les étudiants. L’acquisition des notions sera évaluée par un examen en ligne sur un tirage aléatoire des exercices mentionnés ci-dessus. La note sera intégrée au contrôle continu. Les deux chapitres sont aussi évalués en contrôle continu par des comptes rendus de Travaux Pratiques. Ces derniers sont corrigés par l’enseignant et rendus à la séance suivante. Une épreuve finale sur les deux chapitres aura lieu à la fin du semestre.

Génétique Moléculaire et Evolutive, M Harry, Ed. Maloine Génétique des populations, J-L Serre, Ed. Dunod Mini Manuel d'écologie, C Tirard, R Barbault, L Abbadie, N Loeuille, Ed. Dunod Ecologie, R Ricklefs, G Miller, Ed. De Boeck

Pas de pré-requis particuliers si ce n'est des connaissances en biologie de niveau L1.

Cette UE permettra aux étudiants d'apprendre à concevoir des scripts pour réaliser l'analyse de données biologiques et concevoir des modèles in silico.

L'enseignement est majoritairement constitué de séances de TP et TD en salle informatique. Au cours des séances, les étudiants apprendront à coder des scripts simples en utilisant le langage Python.

OAV1. Concevoir un algorithme pour répondre à un problème biologique. OAV2. Décrire les étapes d'un programme informatique à l'aide de boucles et tests. OAV3. Définir une structure informatique de données adaptée à un problème posé. OAV4. Implémenter un programme informatique avec le langage Python. OAV5. Executer et tester son programme.

Après 2 séances introductives en amphi, les étudiants seront répartis en groupe de TD/TP d'une vingtaine d'étudiants. Les séances de TD/TP seront réalisées dans les salles informatiques.

Cette UE est spécifique au cursus BioPlus. Elle permet aux étudiants de la promotion de suivre tous les cours/TD sous forme d’enseignements intégrés, en abordant notamment les lois de probabilité usuelles et le principe des tests statistiques suivants : • Test de conformité gaussien • Test binomial • Test de Student • Test du Chi2 : conformité et homogénéité/indépendance

A l’issue de cet enseignement les étudiants seront capables de : OAV1. Identifier une variable aléatoire dans un problème de biologie et proposer une modélisation en identifiant notamment la nature de la variable. OAV2. Formuler les étapes des tests statistiques. OAV3. Réaliser un test du chi-deux portant sur une/plusieurs variables aléatoires qualitatives. OAV4. Réaliser un test de conformité portant sur une variable aléatoire quantitative gaussienne. OAV5. Réaliser un test de conformité portant sur le paramètre de proportion dans le modèle binomial.

L’enseignement est organisé sous forme de "cours intégrés" dispensés par un enseignant mathématicien. Une séance de "cours intégré" débute par la présentation de la théorie qui est ensuite mise en pratique dans la partie "TD" de la séance. Des séances de TD "en binôme", encadrées par un enseignant mathématicien et un enseignant biologiste, permettent également d'appliquer les tests sur des exemples rencontrés en biologie. Les dernières séances de TD mettent davantage l'accent sur le choix du test statistique à réaliser. Deux interrogations en mathématiques et un devoir en biomathématiques permettent d’évaluer les étudiants dans le cadre du contrôle continu. Des feuilles WIMS sont proposées tout au long du semestre pour permettre aux étudiants de s'entrainer.

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

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

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

Programme de L1 :

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

Programme de L2S3 (UE GBM et Biochimie) :

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

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

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

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

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

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

Invisibles à l’œil nu, les microorganismes et les virus sont les entités biologiques les plus abondantes et diversifiées de notre planète, et ils jouent un rôle essentiel dans l’équilibre des écosystèmes. Ils sont des acteurs clés dans l’apparition et l’évolution de la vie sur Terre et participent notamment à tous les cycles biogéochimiques. Plus souvent bénéfiques que pathogènes, les microorganismes ont un impact considérable, longtemps sous-estimé, sur notre vie quotidienne. Certains contribuent à notre ‘bonne’ santé en formant un microbiote qui aide, entre autre, à la digestion des aliments, et protège d’autres germes capables de provoquer des maladies parfois sévères. Les microorganismes sont également utilisés en industrie agroalimentaire dans la production d’aliments et boissons fermentés (par ex., yaourt, pain, vin), dans le traitement des eaux usées et dans la production de composés d’intérêt (par ex., biocarburants, antibiotiques). Pour autant, certains d’entre eux constituent également des menaces graves pour la santé en étant responsables d’épidémies voire de pandémies. La connaissance et la gestion du monde microbien, ainsi que l’exploitation de ses potentialités, constituent donc des enjeux majeurs pour nos sociétés que ce soit en termes de santé, bien-être, agriculture, alimentation, environnement et développement durable. De la diversité du métabolisme microbien à celle des interactions au sein des écosystèmes, des stratégies antimicrobiennes à l’émergence de résistances, cet enseignement forme les étudiants à la compréhension des enjeux scientifiques et sociétaux actuels en Microbiologie.

OAV1. Décrire les différentes entités étudiées en microbiologie (archées, bactéries, eucaryotes, virus) et comprendre l’abondance et la diversité des microorganismes dans les écosystèmes humains, animaux, végétaux ou environnementaux. OAV2. Discuter de l’importance des microorganismes dans les cycles de la matière, et des enjeux autour de leurs utilisations pour la production durable de composés d’intérêt. OAV3. Discuter des différents types d’interactions des microorganismes rencontrées au sein de communautés microbiennes (biofilms, microbiotes), et avec un hôte. OAV4. Intégrer l’exemple du microbiote intestinal et de son rôle essentiel en santé humaine. OAV5. Distinguer les différentes stratégies de lutte contre les microorganismes (mode d’action de certaines familles d’antibiotiques, vaccination, phagothérapie, nouvelles alternatives envisagées), et discuter de l’émergence préoccupante de modes de résistance aux agents antimicrobiens. OAV6. Analyser des documents publiés. Illustrer sous forme de poster les informations importantes à retenir et les communiquer à l'oral devant un public.

Enseignement intégré sous la forme de cours magistraux et de TD, organisés autour de grands champs thématiques de la Microbiologie en Santé et Environnement.

Les éléments abordés lors de cette UE seront :

Biologie et écologie des populations

• effectifs, croissance, dynamique (croissance exponentielle et logistique)

• les tables d'histoire de vie

• les traits d'histoire de vie

• normes de réactions

• concept de métapopulations

  Écologie des communautés

• description, caractérisation des communautés

• les indices de diversités et la caractérisation des diversités alpha, beta et gamma

• concept de niche écologique

  Écologie des interactions plurispécifiques

• caractérisation des interactions (compétition, prédation, parasitisme et mutualisme); définitions - modélisation

• Modèles théoriques de compétitions et de prédation

OAV1. Définir les traits d’histoire de vie individuels, décrire les principaux et justifier leur influence sur la dynamique d’une population. OAV2. Choisir la méthode d’identification individuelle adaptée pour répondre à une question de dynamique des populations. OAV3. Décrire les principales relations intra et interspécifiques qui structurent les communautés. OAV4. Choisir et utiliser les indices de biodiversité à différentes échelles spatiales et temporelles. OAV5. Mobiliser des concepts et outils des mathématiques et de la physique dans le cadre des problématiques d’écologie des populations et des communautés.

L'UE s'articulera sur une complémentarité entre cours magistraux et travaux pratiques (TP). Pour les partie Biologie et Écologie des populations et Interactions Plurispécifiques, deux TPs basés sur la simulation de populations et l'analyse de donnée viendront illustrer le cours. Pour le cours d'Écologie des communautés, l'accent sera mis sur des activités de terrain, composante essentielle en écologie. Trois TPs viendront ainsi compléter ce cours :

Un TP illustrera le concept de niche écologique et de normes de réactions via la mesure sur le terrain de paramètres biologiques et physicochimiques. Dans un deuxième temps les étudiants seront en autonomie pour l'analyse de leur échantillonnage.
Deux TPs s'attacheront à manipuler les outils de mesure de la biodiversité. Un TP en salle permettra aux étudiants de se familiariser avec ces outils via des analogies. Un deuxième TP permettra alors aux étudiants d'appliquer ces outils in situ.

La physiologie est l'étude du fonctionnement des organismes vivants. Cette discipline met en œuvre des méthodes d'études spécifiques et fait appel à une rigueur dans le formalisme des concepts fondamentaux. L'enseignement est centré sur une introduction aux méthodes et aux concepts de la physiologie animale avec comme types cellulaires étudiés les neurones, les cellules gliales, sanguines et rénales. Il s'attache à traiter les interactions fonctionnelles entre ces types cellulaires conduisant à une meilleure compréhension de l’organisme entier. Le module est structuré en deux parties, l’une qui porte sur l'environnement liquidien de ces cellules, et l’autre sur la physiologie cellulaire du système nerveux. Environnent liquidien : composition et régulation CM (10,5h)

• ions et protéines contrôlant ou modulant la répartition des liquides dans l’organisme
• mécanismes permettant la répartition des liquides dans l’organisme (forces de Starling)
• éléments figurés du sang (cellules sanguines) et leurs rôles
• étapes et acteurs principaux de la coagulation sanguine et de l’hémostase (éléments vasculaires, cellulaires, ioniques et protéiques)
• anatomie du néphron, élément fonctionnel du rein, et élaboration de l’urine
• fonctionnement rénal : ses adaptations et régulations hormonales et nerveuses
• fonctionnement rénal : homéostasie de l’osmolarité des liquides dans l’organisme et régulation du pH
• système immunitaire : types cellulaires et protéiques
• système immunitaire : mécanismes généraux de l’immunité et de l’inflammation TP
• Dosage du sodium et potassium et détermination du volume sanguin chez le rat
• Physiologie rénale
• L’osmose et la régulation du volume cellulaire TD
• Filtration glomérulaire
• L’inflammation Physiologie cellulaire du système nerveux CM (10,5)
• éléments du tissu nerveux : neurones – cellules gliales – vaisseaux sanguins (ou glie limitante externe) et leurs relations fonctionnelles et dynamiques (recapture des neuromédiateurs, régénération axonale)
• couplage métabolique neurone – glie
• homéostasie potassique du parenchyme nerveux
• transport des ions à travers la membrane plasmique d’une cellule animale
• canaux ioniques et forces contrôlant le potentiel de membrane et soutenant le potentiel d’action TP
• Batterie de diffusion et la relation Nernst
• Potentiel de membrane
• Potentiel d’action composé TD
• Potentiel de membrane
• La synapse

OAV1. Décrire les coopérations fonctionnelles entre les neurones et les cellules gliales. OAV2. Connaître les notions de potentiel de membrane et les bases de l’excitabilité cellulaire (potentiel électronique, potentiel d’action). OAV3. Énumérer les constituants plasmatiques contrôlant la répartition des liquides dans l’organisme, les mécanismes et facteurs qui régulent les interactions entre les compartiments intra- et extra-cellulaires ainsi que les cellules sanguines et leurs rôles principaux. OAV4. Décrire l’anatomie fonctionnelle du rein et formuler son rôle dans la régulation fine des équilibres liquidiens, du pH et de l’osmolarité du plasma et des liquides interstitiels. OAV5. Connaître l'anatomie et les fonctions principales du système lymphatique. OAV6 (transversale). Collecter, analyser, interpréter et présenter des données scientifiques.

Les cours magistraux sont divisés en deux parties selon les deux thèmes. Les TP et TD illustrent et permettre un approfondissement de certaines notions abordés en cours et sont donc complémentaires des enseignements théoriques. Les TP sont effectués en binome / trinome et feront objet d'un compte-rendu qui sera noté. La participation active aux TD sera également évaluée par une notation qui figura dans la note du contrôle continu.

Neurosciences : à la découverte du cerveau de Bear, Conners, Paradiso, Nieoullon. Edition Pradel. Physiologie du neurone de Chesnoy-Marchais, Tritsch, Feltz. Edition Doin Physiologie humaine : Une approche intégrée de Silverthorn et Brun. Edition Pearson Précis de physiologie humaine, tome I. Jack Baillet & Erik Nortier. Edition Ellipses

Programme de Géosciences de 1ere année de Licence des parcours Biologie-Chimie-Sciences de la Terre ou Physique-Chimie-Sciences de la Terre Connaître les notions fondamentales associées à l’échelle des temps géologiques (comme elle est élaborée et représentée) Connaitre la définition d’un fossile et avoir des notions sur les processus de fossilisation.

Ce module présente l’histoire de notre planète au cours des temps géologiques depuis la formation de la Terre, les premiers vestiges de l’activité biologique et les hypothèses sur l’origine de la vie. Une étude des roches exogènes précambriennes (par exemple: stromatolites, gisements de fer rubané), est présentée afin de comprendre l’évolution initiale de l’atmosphère et de l’hydrosphère. Ce long voyage dans le temps se poursuit avec l’explosion cambrienne et les grandes étapes de la conquête du milieu terrestre et du milieu aérien jusqu’à la fin de l’Ere Cénozoïque. Enfin, les grandes étapes de la diversification de la vie, les corrélations avec les changements environnementaux, les radiations et extinctions ainsi que les notions de crise biologique sont amplement traitées. Des séances de TP sur fossiles complètent cette formation.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont :

Estimer la mesure du temps en géologie. Il s’agira pour l’étudiant d’intégrer les notions de base sur la mesure du temps au-delà des époques historiques en interprétant des phénomènes géologiques et biologiques enregistrés dans les roches et par les fossiles à travers une double approche basée sur la chronologie absolue à partir de la décroissance radioactive de certains éléments chimiques (méthodes K-Ar, Rb-Sr et du carbone 14) et sur la chronologie relative d'événements à partir d'exemples et d'observations sur des fossiles
Maitriser les outils permettant les reconstructions paléogéographiques. L’étudiant pourra reconstruire les positions des continents au cours de l’histoire de la Terre en utilisant les concepts des anomalies magnétiques marines et des enregistrements paléomagnétiques continentaux.
Reconnaitre les principaux groupes taxonomiques.  L’étudiant observera et distinguera les grandes familles d’organismes fossiles par l’étude des groupes taxonomiques les plus significatifs. Des compétences de description macroscopique et microscopique (manipulation de microscopes) seront mobilisées.
Interpréter les modalités d’évolution des organismes. L’étudiant pourra encadrer l’évolution des taxons le plus significatifs dans un contexte paléogéographique et paléoclimatique et déterminera les liens avec les principales crises de la biosphère.

Amaudric du Chaffuat, S. (2008). La Terre et la Vie, quatre milliards d’années d’histoire, Focus, CRDP Académie de Grenoble Ed. Gargaud M. et coll. (2003). Les traces du vivant. Presses Universitaires de Bordeaux Ed. Gargaud M. et coll. (2005). Des atomes aux planètes habitables. Presses Universitaires de Bordeaux Ed. F. , Evolution de la biosphère et événements géologiques, Gordon & Breach, 199 P. et al. La mesure du temps dans l'histoire de la Terre. Vuiber 2005.

Connaissances de base de la structure et de l'anatomie des végétaux (niveau L1) et des fondamentaux de la chimie (niveau bac). Notions de base de la biologie cellulaire et moléculaire.

La physiologie est l'étude du fonctionnement des organismes vivants. Les bases fondamentales du fonctionnement des plantes telles que la nutrition carbonée, la nutrition azotée, l'équilibre hydrique ainsi que la physiologie des hormones seront étudiées en relation avec l'environnement. Une partie portera sur les mécanismes de la photosynthèse depuis la capture de la lumière jusqu’à la transformation de cette énergie en carbone réduit, ainsi que sur la voie de l’assimilation de l’azote et la gestion de l’eau par les plantes. Dans une seconde partie, il s’agira de comprendre comment la plante perçoit et s’adapte à son environnement et d’aborder le rôle des hormones dans ces processus. Une dernière partie abordera les interactions entre les plantes et les micro-organismes pouvant être bénéfiques ou néfastes.

OAV1. Réaliser des expériences en condition de laboratoire. OAV2. Analyser et interpréter des résultats scientifiques. OAV3. Décrire les processus nécessaires pour l'autotrophie des plantes. OAV4. Décrire et connaître les régulateurs majeurs de la physiologie de l'adaptation à l'environnement. OAV5. Comprendre l'importance des interactions des plantes avec les micro-organismes, notamment les microbes bénéfiques ou pathogèniques.

Le module se compose de cours accompagnés de nombreux TDs et TPs qui apportent des informations complémentaires. Cette UE est majoritairement composée (60%) de TPs permettant d'illustrer concrètement les concepts abordés.

BIOLOGIE VÉGÉTALE. Croissance et Développement. JF Morot- Gaudry. Editions Dunod. 3ème édition 2017 BIOLOGIE VÉGÉTALE. Nutrition et métabolisme. JF Morot- Gaudry. Editions Dunod. 3ème édition 2017 BIOLOGIE VÉGÉTALE. JC Laberche. Editions Dunod. 3ème édition 2020 PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE. M. Coupé, B. Touraine. Editions Dunod. 2016 PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE. Nutrition. R. Heller. Editions Dunod. 6ème édition 2020

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

OAV : Acquérir un complément de formation.

Modalités de contrôle des connaissances et compétences (MC2C) :

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

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

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

Le travail se fera par groupes de niveau.

Lettre de motivation.

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

C8.1 : Maîtriser des connaissances de base sur les difficultés d’apprentissage (Décrire les concepts de base de la psychologie de l'apprentissage). C8.2 : Analyser des situations d’apprentissage en référence aux principales conceptions pédagogiques (niv1 : Identifier une démarche d’enseignement). C8.5 : Être conscient des enjeux et valeurs portés par l'institution et du positionnement des acteurs (niv1 : connaitre les grands axes des compétences attendues des enseignants, connaître les bases de l’histoire du système éducatif). T1 : Communiquer de façon claire et rigoureuse à l’écrit comme à l’oral en français. C4.1 : Identifier des engagements réalistes dans le temps imparti et s’y tenir. C4.3 : Travailler de façon autonome et en équipe de façon responsable.

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

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

Le cours est une introduction à l'histoire des sciences de la vie en Occident du XVIIIe au XXe siècle. Dans une première partie du cours, il s'agira de comprendre la façon dont les modes de production des connaissances en histoire naturelle et en sciences de la vie se sont modifiés avec les transformations des sociétés occidentales depuis le XVIIIe siècle, afin de mieux appréhender la genèse des concepts et théories mobilisés aujourd'hui en sciences naturelles, sciences de la terre, médecine et physiologie. Une seconde partie fera travailler les étudiants sur les processus de construction et de validation des savoirs scientifiques à partir d'un dossier qu'ils auront à lire et qui sera analysé avec les enseignants.

Développer une bonne connaissance de base en histoire des sciences de la vie et de la terre et de la médecine.

• Apprendre à lire des textes en relevant la structuration de l’argumentation.
• Travailler sur des notions et les comprendre.
• Savoir travailler son vocabulaire et l’enrichir à partir de textes.
• Savoir susciter la réflexion sur des questions scientifiques à forts enjeux sociétaux.
• Développer son sens critique.
• Travailler de manière individuelle.

L'UE de 25h ETD comporte deux parties:

• un enseignement magistral permettant d'aborder des notions de base en histoire des sciences, histoire des sciences de la vie et de la terre et histoire de la médecine.
• un enseignement de type cours/TD au cours duquel les étudiants travailleront sur un dossier, fourni par l'enseignant, intitulé "Le travail de la Preuve". Ce dossier permet de travailler dans différents contextes (disciplinaires, culturels…) et périodes historiques : 1° comment la(les) preuve(s) est(sont) présentée(s), reprise(s, contestée(s), retravaillée(s), réécrite(s). 2° comment la(les) preuve(s) est(sont) reçue(s), comment les arguments sont jugés convaincants ou non, comment les critères de la preuve sont jugés pertinents ou non, comment la(les) preuve(s) est(sont) acceptée(s) ou rejetée(s) par une communauté scientifique, ou dans un contexte social plus large. 3° l’existence de normes de preuves différentes.

Avoir suivi des UE de Géologie en 1ère année de l’Université

Initiation à la Tectonique à partir de l'étude géométrique des structures nées de la déformation des formations géologiques. Rappels sur les notions de force et de contrainte. Les structures élémentaires (plis, failles) : reconnaissance morphologique, mode de formation, organisation géométrique. L'évolution spatiale et temporelle des zones déformées (sur une base de données chrono-stratigraphiques avec discordance, cachetage, subsidence). Mise en relation étroite avec les cartes géologiques : maîtrise de la lecture des cartes et de l'interprétation contrôlée de l'organisation géométrique des formations géologiques.

Les Objectifs d’Apprentissage Visés de cette UE sont : OAV1. Acquérir les concepts et le vocabulaire de base dans le domaine de la tectonique. OAV2. Reconnaitre les objets de la déformation, les décrire, et les interpréter en termes de contraintes. OAV3. Lire une carte topographique, faire lien avec la géologie grâce à la cartographie, et finalement interpréter la structure en profondeur via la réalisation de coupes géologiques. OAV4. Représenter un jeu de données tectoniques sous forme de projection stéréographique.

L'UE est composée de plusieurs CM et TP. Les TP seront en rapport direct avec les connaissances acquises lors des CM et sont focalisés sur l'étude de cas naturels en France.

Tectonique - 4e édition - Edition DUNOD - EAN 9782100747023

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

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

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

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

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

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

"Principes de Biochimie" de Lehninger

• "Biochimie" de Stryer, Berg et Tymoczko

L1 biologie UE de mathématiques de L1 (Calculus )

Lois usuelles et principe des tests statistiques Tests statistiques suivants :

Test de conformité gaussien
Test binomial
Test de Student
Test du Chi2 : conformité et homogénéité/indépendance

OAV1. Identifier une variable aléatoire dans un problème de biologie et proposer une modélisation en identifiant notamment la nature de la variable. OAV2. Formuler les étapes des tests statistiques. OAV3. Réaliser un test du chi-deux portant sur une/plusieurs variables aléatoires qualitatives. OAV4. Réaliser un test de conformité portant sur une variable aléatoire quantitative gaussienne. OAV5. Choisir le test statistique approprié à l’analyse des données parmi les tests vus en cours (test du chideux de conformité et d’indépendance, tests de conformié sur la moyenne (Student ou approximation gaussienne).

Tous les cours magistraux (4*2h CM) ont lieu sur un rythme soutenu en début de semestre (fin de semaine 36 et semaine 37). Les semaines suivantes ont lieu 4 séances de TD pour un total de 14 heures. Un de ces TDs est dirigé par un biologiste afin d'appliquer les tests sur des exemples rencontrés en biologie. Ensuite, tout au long du semestre, des devoirs wims de mathématiques et de biomathématiques ainsi qu'un DM personnalisé sont donnés aux étudiants. Ces travaux comptent pour évaluation dans le cadre du contrôle continu. Ainsi, les étudiants intègrent progressivement par du travail personnel les notions statistiques vues en cours et développées en TDs. En semaine 47 a alors lieu un TD de 3 heures, entièrement dirigé par les biologistes, conçu comme un TD "projet", au cours duquel les étudiants répartis en petits groupes traitent chacun une partie d'une problématique biologique (par exemple : interactions fourmis, chenilles, lierre sur un figuier). Puis l'examen écrit de décembre avec 2 sujets (1 sujet de mathématiques et 1 sujet de biomathématiques) conclut le semestre.

Contenu de l'UE de statistiques pour la biologie dispensée au L2S3 ou équivalent.

Le fonctionnement d’un écosystème est le résultat de phénomènes aléatoires que l'on peut étudier à partir de données recueillies sur le terrain. Pour aborder cette problématique, l’enseignement mèle un cours d’écologie fondamentale et des enseignements fondamentaux et appliqués en bio-statistiques. Le cours d’écologie fondamentale porte sur la compréhension des processus responsables de la diminution de la biodiversité. Cinq volets seront particulièrement étudiés : les invasions biologiques, les changements climatiques, la destruction et la fragmentation des habitats, la surexploitation des espèces et les pollutions anthropiques. Le cours de biostatistiques introduit des méthodes statistiques de base dont le principe et la mise en place pratique seront introduits lors des séances de TP. Le cours de statistiques fait suite au cours de statistiques du L2S3. Les méthodes statistiques abordées sont les tests gaussiens d’homogeneité des moyennes et des variances, le théorème de la limite centrale, les intervalles de confiance. En TP, les étudiants apprendront à traiter des problèmes d'écologie à partir de jeux de données réels extraits d’études relatives aux thèmes abordés en cours. Le contexte et le plan d’expérience de l’étude seront introduits et discutés. Les étudiants seront amenés à répondre à des questions en écologie en mettant en oeuvre des tests statistiques (modélisation statistique et mise en oeuvre dans le logiciel R).

OAV1. Énoncer et définir les causes principales de perte de biodiversité et les expliquer sur la base d’exemples du cours. OAV2. Décrire, analyser et interpréter un document ou un graphique basé sur des données scientifiques du domaine de l’écologie. OAV3. Choisir le test statistique approprié à l’analyse des données parmi les tests vus en cours. OAV4. Formuler les étapes des tests statistiques. OAV5. Mettre en œuvre un test avec R en adaptant et réutilisant les scripts vus en cours/TP/TD. OAV6. Interpréter du point de vue statistique et écologique les résultats des tests réalisés avec R.

L’équipe pédagogique est constituée de biologistes et de mathématicien-statisticiens. L’UE est constituée de 10 CM d’écologie de 2 heures, de 2 CM de statistiques d’1h30 et de TP de statistiques appliquées à l’écologie. Les TPs sont encadrés par un binôme d’enseignants mathématicien et biologiste. Le contrôle des connaissances se fera par des contrôles continus (DST, WIMS) et par un examen.

Définir les notions de base de la génétique mendélienne : gène, allèle, locus, polymorphisme, transmission d’un couple d’allèles chez des organismes haploïdes et diploïdes. Définir les notions d’espèce et de population. Définir la notion d’évolution et les pressions évolutives : sélection naturelle, dérive génétique et mutations.

Cours (9h= 6*1.5h) Partie Écologie : 3 séances de 1h30

Introduction à l’écologie
Écosystème et communautés
Impacts des changements globaux anthropiques sur les écosystèmes

Partie Génétique des populations : 3 séances de 1h30

Introduction à la génétique des populations
Calcul des fréquences, panmixie et modèle de Hardy-Weinberg
Évolution des populations : pressions évolutives et régime de reproduction  

TD (10h) Partie Génétique des populations : 4 heures

Calcul des fréquences alléliques dans une population en équilibre dans le modèle d’Hardy-Weinberg et relation avec le régime de reproduction
Calcul des fréquences alléliques et relation avec les forces évolutives

Partie Écologie : 3 heures

Interactions entre espèces et conséquence des perturbations d’une espèce sur la communauté d’espèces
Fonctionnement des écosystèmes et conséquences des perturbations anthropiques

Partie Génétique des populations et Écologie : 3 heures

Fragmentation de l’habitat et conséquences sur la structure génétique des populations 
Introduction d’espèces envahissantes, conséquences sur la variabilité génétique au moment de la fondation des populations et sélection naturelle dans le nouvel environnement

TP (6h= 2h + 4h)

Génétique des populations, séance de 2h : simulation sur ordinateur de l’effet des forces évolutives (dérive et sélection)
Écologie, séance de 4h : découverte d’écosystèmes sur le campus d’Orsay, description des principaux constituants et de leurs interactions-structuration dans l’espace

OAV1. Énumérer et définir les régimes de reproduction et les pressions évolutives. OAV2. Préciser les effets des régimes de reproduction et des pressions évolutives sur la structure génétique des populations. OAV3. Définir l’écologie en tant que discipline scientifique et son domaine d’étude. OAV4. Discuter la dynamique temporelle des écosystèmes. OAV5. Appliquer la démarche scientifique aux questions de génétique des populations et d’écologie.

Le chapitre Écologie est abordé avant le chapitre génétique des populations. Pour les deux chapitres, des exercices en ligne sur la plateforme WIMS sont disponibles pour les étudiants. L’acquisition des notions sera évaluée par un examen en ligne sur un tirage aléatoire des exercices mentionnés ci-dessus. La note sera intégrée au contrôle continu. Les deux chapitres sont aussi évalués en contrôle continu par des comptes rendus de Travaux Pratiques. Ces derniers sont corrigés par l’enseignant et rendus à la séance suivante. Une épreuve finale sur les deux chapitres aura lieu à la fin du semestre.

Génétique Moléculaire et Evolutive, M Harry, Ed. Maloine Génétique des populations, J-L Serre, Ed. Dunod Mini Manuel d'écologie, C Tirard, R Barbault, L Abbadie, N Loeuille, Ed. Dunod Ecologie, R Ricklefs, G Miller, Ed. De Boeck

Programme des Sciences de la Terre du secondaire.

Objectifs : Ce module est une introduction aux géosciences dans leurs globalité. Il permet à l’étudiant d’acquérir les connaissances de bases sur les processus géologiques internes et externes et aborde les fondamentaux que constituent l’histoire de notre planète, la connaissance du cycle des roches, et les processus internes et externes associés.

Description : Cette UE est constituée de cours magistraux et de travaux pratiques répartis comme suit : Dix heures de CM sont consacrées : i) à l’évolution du système solaire et structure interne de la Terre ainsi qu’aux processus principaux en œuvre depuis sa formation, du noyau jusqu’à la lithosphère ; ii) au cycle sédimentaire (production, transport, dépôt, diagenèse) et à quelques exemples d’environnements sédimentaires (fluviatiles, lacustres, évaporitiques, marins). Quatre TP sont destinés à l’étude et reconnaissance macroscopique de roches magmatiques (volcaniques et plutoniques) et sédimentaires (détritiques terrigènes et carbonatées) et deux TP sont dédiés à de la cartographie.

Les Objectifs d'Apprentissage Visés de cette UE sont de : OAV1. L’étudiant saura décrire et distinguer les modalités de formation des roches (magmatiques, métamorphiques et sédimentaires). L’étudiant pourra ainsi évaluer l’origine des roches et concevoir leurs modalités de formation. OAV2. L’étudiant saura décrire et différencier deux grandes familles de roches sédimentaires : les roches carbonatées et les roches détritiques terrigènes. Il observera et distinguera ces deux grandes familles de roches sédimentaires par la manipulation et l'observation macroscopique d’échantillons. Il mobilisera également des compétences de description macroscopique de ces roches. OAV3. L’étudiant saura décrire et reconnaître les deux grandes familles de roches magmatiques : roches volcaniques et roches plutoniques. Il observera et distinguera ces deux grandes familles de roches magmatiques par la manipulation d’échantillons. Des compétences de description macroscopique seront mobilisées. OAV4. L’étudiant sera capable de résumer le fonctionnement de la planète Terre depuis sa formation jusqu’à nos jours. Il sera capable d’expliquer la structure interne ainsi que les processus de genèse des magmas. L’étudiant saura ainsi exprimer les différentes étapes de différenciation fractionnée de ces derniers et sera apte à restituer les processus de formation des différents types de roches magmatiques. OAV5. L’étudiant mémorisera et saura différencier les différents processus du cycle des roches. Il intégrera l’ensemble des concepts vus en CM et, en s’appuyant sur les échantillons de roches manipulés en TP, il sera capable de relier quelques faciès sédimentaires à des environnements et paysages précis (e.g. structure volcaniques, plate-forme carbonatée, environnement fluviatile, lacustre…). OAV6. L’étudiant acquerra les bases des différents aspects de la cartographie et saura lire et interpréter les principales structures topographiques et géologiques visibles sur carte géologique. Il réalisera des schémas précis d’interprétations géologiques (carte topographiques et géologiques).

Les enseignements seront dispensés sous forme de cours magistraux et de travaux pratiques. L’évaluation sera faite via une épreuve finale de synthèse mais également par un suivi régulier. La plupart des TP seront ainsi ramassés et notés. À la fin de l’UE, une évaluation portant sur les connaissances acquises en TP aura lieu conjointement à l’épreuve écrite finale. Lors de l’épreuve écrite finale, l’étudiant sera amené à restituer les connaissances acquises lors des CM et devra être capable de décrire et interpréter des faciès sédimentaires ou réaliser des coupes topographiques et géologiques simples, comme présenté en cours.

Au cours de la première année de Licence les étudiants ont survolé au sein du socle « Système Terre, Climat, Energies », la notion de « cycle des roches » et ont été confrontés rapidement en TP aux types de roches existants. L’étudiant devait ainsi être capable de distinguer les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires. Dans l’UE « Fonctionnement du Système Terre » les approches menées en première année sont approfondies et l’étudiant doit être capable au terme de l’UE d’identifier de nombreuses roches magmatiques et sédimentaires et d’émettre des hypothèses quant à leurs processus et lieux de formation.

Cette UE permettra aux étudiants souhaitant poursuivre leur cursus au sein du parcours L3 ESVT d’avoir les notions requises pour suivre le module « Dynamique et environnements sédimentaires ». Cette UE vise en effet à approfondir les connaissances acquises dans l’UE « Fonctionnement du Système Terre ».

Maurice Renard, Yves Lagabrielle, Erwan Martin, Marc Rafelis Saint Sauveur (de), Jean-Charles Pomerol. Eléments de géologie - 16e édition du Pomerol Cours, QCM et site compagnon. Dunod 2018 - 16ème édition - 1152 pages - 191 x 250 mm, EAN13 : 9782100724802.
Pierre Peycru, Jean-François Fogelgesang, Didier Grandperrin, Christiane Perrier, Bernard Augère, et al. Géologie tout-en-un BCPST 1re et 2e années. J'intègre, Dunod 2019 - 2ème édition - 720 pages - 191 x 250 mm, EAN : 9782100796243.

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

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

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

Programme de L1 :

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

Programme de L2S3 (UE GBM et Biochimie) :

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

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

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

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

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

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