Macromolécules Dans Les Systèmes Biologiques
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Macromolécules dans les systèmes biologiques Par Elias Narciso MATOS African Virtual university Université Virtuelle Africaine Universidade Virtual Africana Université Virtuelle Africaine NOTE Ce document est publié sous une licence Creative Commons. http://en.wikipedia.org/wiki/Creative_Commons Attribution http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ License (abréviation « cc-by »), Version 2.5. Université Virtuelle Africaine Table des maTières I. Macromolécules dans les systèmes biologiques ___________________ 3 II. Cours et savoir-faire pré-requis _______________________________ 3 III. Temps ___________________________________________________ 3 IV. Matériels didactiques _______________________________________ 3 V. Justification_______________________________________________ 4 VI. Contenu__________________________________________________ 4 6.1 Résumé _______________________________________________ 4 6.2 Représentation graphique _________________________________ 4 VII. Objectifs généraux _________________________________________ 5 VIII. Objectifs spécifiques d’apprentissage ___________________________ 6 IX. Activités d’enseignement et d’apprentissage ______________________ 8 X. Activités d’apprentissage ___________________________________ 14 XI. Liste des concepts clés (glossaire) ____________________________ 90 XII. Liste des lectures obligatoires ________________________________ 93 XIII. Listes des liens utiles ______________________________________ 95 XIV. Synthèse du module _______________________________________ 99 XV. Évaluation sommative _____________________________________ 100 XVI. Références bibliographiques ________________________________ 106 XVII. Auteur principal du module ________________________________ 107 Université Virtuelle Africaine i. Macromolécules dans les systèmes biologiques Par Dr. Elias Narciso Matos. ii. Cours et savoir-faire pré-requis L’étudiant doit connaître le contenu fondamental couvert dans le curriculum du programme de chimie et, en particulier les sujets concernant principalement les modules 5, 6, 7. Notion d’isomérie et de stœchiométrie Structure et réactivité des aldéhydes et des cétones Structure et réactivité des acides aminés Concept des aromatiques et des hétérocycles iii. Temps 120 heures Unité Heures Glucides 40 Protéines 40 Lipides 30 Activité pratique 10 Total 120 iV. matériels didactiques Le module 8 (macromolécules dans les systèmes biologiques) est basé sur le maté- riel d’enseignement suivant : ouvrages scolaires de chimie, logiciel éducationnel de chimie, expériences virtuelles réalisées par ordinateur, expériences simples, manuels scolaires et manuels. Université Virtuelle Africaine V. Justification Ce module introduit l’étude de quelques composés représentatifs des macromolé- cules naturelles qui sont vitales pour l’équilibre, le développement, l’entretien et les suppléments des organismes vivants. Le module consolide et élargie les connaissances acquises à partir des modules précé- dents, principalement sur les aldéhydes, les cétones et les acides aminés, en les reliant aux fonctions vitales de l’organisme. L’étude du contenu de ce module apportera une connaissance sur les propriétés et les activités de certaines des macromolécules importantes pour la survie des organismes. Vi. Contenu 6.1. Résumé Le présent module 8 (macromolécules dans les systèmes biologiques) comporte 4 unités qui sont : les glucides, les protéines, les lipides et finalement des activités pratiques. Chaque unité établie et analyse les connaissances fondamentales sur la structure, la nomenclature et la synthèse, ainsi que les propriétés chimiques et physiques des macromolécules ayant un intérêt biologique. Pour l’aspect pratique, le module offre une formation sur comment manier les équipements de base du laboratoire et/ou des exercices simulés par ordinateur sur les techniques de synthèse, de séparation, de purification et de détermination des constantes physiques d’un composé. Le module dure au total 120 heures. 6.2 Représentation graphique M acrMacromoléculesomolécules G luciGlucidesdes PrProtéinesotéines LipidLipideses Université Virtuelle Africaine No de l’unité Nom Durée Unité I : Glucides 40 Unité II : Protéines 40 Unité III : Lipides 30 Unité IV : Activité expérimentale 10 Total 120 Vii. Objectifs généraux Le module 8 (macromolécules dans les systèmes biologiques) expose les princi- pes fondamentaux des principaux aspects théoriques et pratiques de la chimie des macromolécules. Ce module discute de façon systématique de certains des groupes principaux des macromolécules organiques d’importance vitale pour les organismes vivants, qui sont : les glucides, les protéines et les lipides. Ce module analyse aussi la relation entre la structure, les propriétés, la réactivité et les comportements physico-chimiques des composées organiques de haut poids moléculaire. L’étude de ce module approfondira les connaissances sur les composés organiques et aidera à établir une corrélation entre la structure de la matière et ses propriétés. Ce module développe la capacité à faire des observations critiques, et à permettre le raisonnement et donc le développement de meilleures applications et/ou de l’usage de ces composés. Université Virtuelle Africaine Viii. activités d’apprentissages spécifiques (Objectifs d’enseignement) Fournir à l’étudiant les connaissances théoriques sur les composés carbonés de haut poids moléculaires ayant une importance biologique, révéler leur cohérence, obtenir leurs propriétés physiques et leur réactivité, principalement pour les glucides, les protéines et les lipides. Etre capable de manier l’équipement de base du laboratoire pour de la recherche en laboratoire, de déterminer les constantes physiques des composés organiques et connaître les techniques de synthèse, de séparation, de purification. Offre des simulations sur les macromolécules. Unité Objectif(s) d’apprentissage 1. Les glucides A la fin de cette unité, l’étudiant devrait être capable de : - Décrire la structure des glucides - Classer les glucides - Nommer des glucides à l’aide de la nomenclature IUPAC - Connaître les propriétés chimiques et physiques des glucides et leurs corrélations - Connaître la méthode de production et d’identification - Connaître la stéréochimie des glucides, ainsi que le phén mène impliqué dans la disposition spatiale de ces molécules - Discuter la relation entre la structure et les propriétés à partir d’exemples simples 2. Les protéines A la fin de cette unité, l’étudiant devrait être capable de : - Connaître la structure et les propriétés des acides aminés essentiels - Connaître la structure des peptides - Décrire la liaison peptidique - Connaître la structure des protéines - Différentier les structures des protéines et leurs fonctions (primaire, secondaire, tertiaire) - Décrire la structure et la fonction de quelques protéines et nucléotides (DNA, RNA) - Connaître les méthodes de productions Université Virtuelle Africaine 3. Les lipides A la fin de cette unité, l’étudiant devrait être capable de : - Connaître la structure générale des lipides - Classer les lipides (saturés et insaturés) - Relier mutuellement la structure et les propriétés des acides gras - Connaître les sources de production et d’identification 4. L’activité pratique A la fin de cette unité, l’étudiant devrait être capable de : - Identifier les carbones dans les glucides - S’entraîner avec les propriétés des glucides - Identifier les protéines - Identifier les propriétés des lipides Université Virtuelle Africaine iX. activités d’enseignement et d’apprentissage Pré-évaluation Titre de la pré-évaluation Macromolécules dans les systèmes biologiques Justification : la fiche d’évaluation évalue les connaissances de base en chimie organique, ainsi que les connaissances profondes du contenu des modules 5, 6, 7 indispensable pour la réussite du travail dans le présent module. Questions 1. Les glucides sont : a) des composés faits seulement de carbone et d’hydrogène b) des composés qui contiennent de l’eau c) des aldéhydes et des cétones contenant plusieurs groupes hydroxyle d) des composés de la famille des graisses 2. Les graisses sont chimiquement : a) des esters de glycérol et d’acides gras b) des esters d’alcools supérieurs et d’acides gras c) des aldéhydes de hauts poids moléculaires d) des acides de hauts poids moléculaires 3. Les protéines sont des composés faits de: a) unités de glucose liées par des liaisons glycosidiques b) unités d’acides aminés liées par une liaison peptidique c) unités de monosaccharide liées par un liaison glycosidique d) produits de la décomposition de polysaccharides 4. Les acides gras sont : a) des acides avec beaucoup de ramifications b) des acides de personnes obèses c) des acides de hauts poids moléculaires d) des acides carboxyliques Université Virtuelle Africaine 5. La liaison glycosidique a lieu entre : a) des graisses b) des unités d’acides aminés c) des unités de monosaccharides d) des protéines 6. Les liaisons entre les composés organiques sont principalement : a) ioniques b) covalentes c) métalliques d) dipôle-dipôle 7. La liaison peptidique a lieu entre : a) des graisses b) des unités d’acides aminés c) des unités de monosaccharides d) des protéines 8. Les polysaccharides sont faits de : a) milliers d’unités d’acides liées par une liaison glycosidique b) milliers d’unités d’acides aminés liées par des liaisons peptidiques c) milliers d’unités de monosaccharides liées par une liaison glycosidique d) milliers d’unités d’acides aminés liées par des liaisons peptidiques 9. L’isomérie