2018-2019 / BIOC0709-4

Bioénergétique

Durée

20h Th

Nombre de crédits

 Master en sciences biomédicales, à finalité2 crédits 
 Master en sciences biomédicales2 crédits 
 Master en bioinformatique et modélisation, à finalité2 crédits 
 Master en biochimie et biologie moléculaire et cellulaire, à finalité2 crédits 

Enseignant

Pierre Cardol, Fabrice Franck

Coordinateur(s)

Fabrice Franck

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Introduction générale : l'énergie dans les processus biochimiques
 
La conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique:

  • Les premières expériences d'Emerson sur la photosynthèse : rendement quantique du dégagement photosynthétique d'oxygène ; l'unité photosynthétique
  • L'interaction de la lumière avec les pigments photosynthétiques ; les niveaux d'énergie
  • Processus de désactivation de l'état excité de la chlorophylle ; transferts d'énergie et photochimie
  • Deux photosystèmes : effet 'red drop'  ; distribution latérale dans les thylakoïdes
  • Structure et fonction des centres réactionnels photosynthétiques : généralités ; particularités des centres réactionnels des photosystèmes I et II
  • Organisation des photosystèmes et des complexes collecteurs de lumière
  • Structure et fonction du cytochrome b6/f ; analogie avec le complexe III mitochondrial
  • Transports d'électrons linéaire et cyclique
  • Voies secondaires de transport d'électrons
  • La réduction du carbone et la photorespiration
 
La phosphorylation oxydative et le transport trans-membranaire de métabolites:
  • Historique et rappels : le catabolisme énergétique
  • Théorie chimiosmotique : gradient électrochimique trans-membranaire et photophosphorylation; hypothèse de Mitchell et expériences fondatrices
  • Mécanismes de transfert des électrons et de translocations des protons dans la chaîne respiratoire
  • Structure, composition, fonction et particularités des complexes de la chaîne respiratoire
  • Contrôle respiratoire et systèmes dissipateurs d'énergie dans la mitochondrie
  • Structure, mécanisme et fonction des ATP synthétases
  • Passage d'ions et de métabolites dans les membranes : diversité des processus; structure et fonction des principaux échangeurs ioniques
  • Méthodes expérimentales de mesure des gradients électrochimiques de protons trans-membranaires : cations lipophiles et déplacement électro-chromique
 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Compréhension des aspects thermodynamiques du métabolisme énergétique au niveau de l'organite et de la cellule
Acquisition des démarches expérimentales et conceptuelles pour le développement des connaissances scientifiques dans les domaines de la bioénergétique
Connaissance des aspects énergétiques et mécanistiques des processus biologiques :

  • d'exploitation de l'énergie d'excitation lumineuse
  • de couplage énergétique
  • de conversion de l'énergie redox en énergie d'hydrolyse de la liaison phosphate
  • de transport trans-membranaire de métabolites
Capacité à appréhender les relations entre structure et fonction des complexes protéiques
Capacité à résoudre des problèmes mettant en jeu différentes formes d'énergie biochimique
 

Savoirs et compétences prérequis

métabolisme cellulaire ; notions générales de structure des protéines

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Cours ex cathedra; exercices

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Notes de cours ou présentations Power Point

Modalités d'évaluation et critères

Première session:
examen écrit comprenant deux QCM (40 %) et trois questions à réponse libre (60 %)
Deuxième session:
examen écrit comprenant deux QCM (40 %) et trois questions à réponse libre (60 %)

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Prof. Fabrice FRANCK: Laboratoire de Bioénergétique, B22, Tel: 043663904, email: F.Franck@ulg.ac.be
Dr. Pierre CARDOL: Laboratoire de Génétique et Physiologie des Microalgues, B22, Tel: 043663840, email: pierre.cardol@ulg.ac.be