Physique des processus biologiques

Le cours abordera différents processus biologiques d’un point de vue physique.                  

Une attention particulière sera donnée à la comparaison des différentes échelles énergétiques en biologie, avec l’introduction des concepts clés de la thermodynamique en lien avec la biologie moléculaire. On traitera différents processus passifs et actifs avec des exemples pertinents en biologie-santé. Le TP proposé concerne l’observation du mouvement brownien et fera le lien avec le cours HAV102P (pour ses notions d’optique).

Compétences visées par l’UE :

• capacité d’approcher un problème biologique avec un point de vue quantitatif;
• Pouvoir manipuler en relation à des problèmes d’intérêt biologique le 1er principe de la thermodynamique, la conservation d’énergie;
• Savoir identifier des systèmes en équilibre, ou expliquer quand l’approximation d’équilibre est valable dans des processus biologiques;
• Expliquer le rôle des fluctuations thermiques dans les états d'équilibre;
• Comprendre un paysage énergétique, et expliquer comment des processus actifs (par ex. contrôlés par des enzymes) peuvent le modifier.

UE HAV102P : Approches physiques du vivant :

            - Grandeurs physiques, Dimensions et unités

            - Forces, bilan de forces, force visqueuse, pression de mobilisation d’un fluide

            -  microscope, diffraction et son impact sur la résolution d’un microscope.

Pré-requis recommandés* :

• Niveau baccalauréat en mathématique.
• Fonctions logarithme et exponentielle.
• Etude d’une fonction réelle d’une variable réelle.

CC : deux épreuves de Contrôle Continu, de préférence en présentiel ou à défaut en distanciel (Quizz Moodle), l’un à mi-parcours, l’autre en fin de semestre.

Liste des Chapitres du module :

-  Introduction : une approche quantitative à la biologie. Ex : Lois d’échelles en biologie.

• Énergie et 1er principe de la thermodynamique.
• Interactions moléculaires, minimisation d’énergie, concept d’équilibre.
• Processus passifs. De la marche aléatoire à la loi de Fick.
• Introduction à l’entropie et à l’énergie libre de Gibbs.
• Exemples de processus actifs ; paysage énergétique des réactions biochimiques (enzymes)
• Changements de phases ;

Volumes horaires* :

            CM : 12h

            TD : 15h

            TP : 3h

            Terrain :