Licence 3 CPES Modélisation et numérique en sciences de la vie

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Cette UE de travaux pratiques vise à mettre en application les connaissances des étudiants en microbiologie et biologie moléculaire afin d’identifier des bactéries de l’environnement.

L’analyse quantitative et qualitative de la population bactérienne présente dans un échantillon de terre se fera classiquement en identifiant les espèces par les moyens de la bactériologie classique par étapes successives : 1) isolement de la flore bactérienne ; 2) diagnostic de famille et de genre à l’aide de milieux et tests conventionnels ; 3) diagnostic de l’espèce à l’aide de galeries API System.

Les techniques de la biologie moléculaire permettent désormais d’identifier les bactéries présentes dans un échantillon sans avoir besoin de recourir à leur culture. Cette approche nécessite l’accès à une plateforme de séquençage et sera également réalisée en Travaux Pratiques, ce qui permettra de comparer les deux approches. Les résultats de séquençage obtenus permettront une analyse bioinformatique du gène rrsA spécifiant l’ARN16S des bactéries isolées.

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Cet UE décrit la méthodologie suivie par les chercheurs en sciences de la vie afin de communiquer les résultats de leurs expériences, autant à l’écrit qu’à l’oral. L’anglais étant la langue commune des chercheurs internationaux, une grande partie de ce cours est enseigné dans cette langue.

La communication écrite est traitée à travers l’étude de la structuration (macro) d’un article de recherche ainsi que par une étude du processus de publication dans les journaux scientifiques. Plusieurs éléments de la structuration écrite (micro) sont examinés afin de comprendre les différences entre l’anglais scientifique et l’anglais littéraire : clarté, cohésion, cohérence.

Ces études sont complétées par un projet tuteuré durant le semestre pendant lequel les étudiants sont amenés à analyser un article de recherche récemment publié dans la littérature scientifique et de le retranscrire sous forme de présentation orale (conférence) en anglais.

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Cette EU se place comme la suite logique de l’UE de S4 (Base de la physiologie et de l’immunologie) et se propose d’approfondir les connaissances en immunologie fondamentale, appliquée et clinique. Nous aborderons aussi les notions d’immunologie « non conventionnelles » et nous développerons les stratégies d’immunothérapies innovantes. Cette UE abordera l’ensemble des thématiques liée à l’immunologie moderne et sera fortement orienté vers les aspects cliniques de cette discipline.

 Mots clés

Immunologie fondamentale, Immunité anti infectieuse, Immunothérapie, vaccination, Auto-immunité, Déficits immunitaires, Immunité anti cancéreuse, Immunité non conventionnelle

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La biologie moléculaire est à la fois un fascinant sujet d'étude en soi, mais elle fournit également aux autres disciplines de la biologie (biologie cellulaire, génétique, physiologie...) des outils fantastiques de modification et de quantification des gènes et de leurs produits.

L'UE approfondit la connaissance des mécanismes de l'organisation, du maintien, de la réplication et de l'expression (transcription, modifications post-transcriptionnelles, traduction) des génomes eucaryotes.

En particulier, seront explorées les propriétés des macromolécules porteuses d'information (ADN, ARN, protéines), et comment les transactions entre elles expliquent le fonctionnement des cellules eucaryotes et leur adaptation à l'environnement et au développement des organismes.

En parallèle, les principales techniques permettant de suivre ou modifier l'expression des gènes, ou d'étudier les mécanismes de cette expression, seront exposées en cours et approfondies en TD par l'analyse de résultats.

Ainsi, les TD abordent ces sujets sous forme (1) d'exercices amenant les étudiants à vérifier leur compréhension des savoirs décrits plus haut, et (2) d'expériences extraites d'articles scientifiques à analyser. Ainsi, les bases du raisonnement scientifique, et de l'analyse critique de résultats seront acquises et / ou approfondies.

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Cette UE vise à approfondir les connaissances en microbiologie pour les étudiants qui souhaitent poursuivre leurs études dans cette discipline.

Elle abordera la génétique moléculaire appliquée aux procaryotes (éléments génétiques mobiles et résistance, CRISPR, système à 2 composants, quorum sensing, transferts horizontaux…) et les spécificités du métabolisme bactérien.

Des bactéries à morphologie particulière seront présentées.  

En virologie, la physiopathologie des infections virales, ainsi que la prévention et le contrôle des maladies virales seront présentés. Les mécanismes d'échappement au système immunitaire seront détaillés. Les mécanismes d'évolution des virus seront décrits et mis en relation avec l'émergence virale.

Le mode de vie parasitaire de certains microorganismes eucaryotes sera illustré par la description de leur développement intracellulaire obligatoire et les modifications de la cellule hôte induites par ces parasites.

L'UE abordera enfin la notion de microbiote et exposera les dernières données sur la nature du microbiote humain et son rôle sur la santé.

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Cette UE est un module de spécialisation en Biologie Fonctionnelle des Plantes abordant les mécanismes à la base des grandes étapes de développement des plantes.

Elle s'appuie sur les connaissances provenant principalement de la plante modèle Arabidopsis thaliana et aborde d’un point de vue moléculaire, cellulaire et physiologique, les notions suivantes :

• Rôles et fonctionnement des principales phytohormones.
• Développement des gamètes mâles et femelles, fécondation.
• Développement de l’embryon, de la graine et du fruit.
• Fonctionnement des méristèmes racinaires et caulinaires (végétatif et floral).
• Architecture de la fleur.
• Mécanismes de développement adaptatif en réponse à des facteurs abiotiques : lumière, gravité, froid.

Certains aspects du développement seront également analysés dans une perspective évolutive en étudiant le rôle de gènes de développement dans la diversification et l’évolution de processus développementaux chez les plantes terrestres (évolution du système racinaire, de l'architecture florale, ...).

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Cet UE décrit la méthodologie suivie par les chercheurs en sciences de la vie afin de communiquer les résultats de leurs expériences, autant à l’écrit qu’à l’oral. L’anglais étant la langue commune des chercheurs internationaux, une grande partie de ce cours est enseigné dans cette langue.

La communication écrite est traitée à travers l’étude de la structuration (macro) d’un article de recherche ainsi que par une étude du processus de publication dans les journaux scientifiques. Plusieurs éléments de la structuration écrite (micro) sont examinés afin de comprendre les différences entre l’anglais scientifique et l’anglais littéraire : clarté, cohésion, cohérence.

Ces études sont complétées par un projet tuteuré durant le semestre pendant lequel les étudiants sont amenés à analyser un article de recherche récemment publié dans la littérature scientifique et de le retranscrire sous forme de présentation orale (conférence) en anglais.

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La bioinformatique est une discipline au carrefour de l'informatique, des mathématiques et des sciences de la vie. Elle repose notamment sur l'utilisation et le développement d'outils informatiques permettant d'analyser des données biologiques massives. A terme ces mégadonnées peuvent être organisées au sein de base de données interrogeables en ligne pour qu'un utilisateur puisse extraire des données pertinentes à une problématique biologique.

L'Unité d’Enseignement « Bioinformatique appliquée à la biologie de la plantes » a pour but de sensibiliser les étudiants à l'utilisation de bases de données et de proposer une première approche de l’exploration de données au travers du logiciel R.

La quasi-totalité des enseignements se feront sous la forme de cas pratiques en salle informatique en sous-groupe d'étudiants.

Dans une première partie, les étudiants apprendront les rudiments du langage informatique R permettant d'organiser et nettoyer leurs données brutes afin de les rendre pleinement exploitables pour des analyses ultérieures. Puis, ils devront apprendre à proposer des représentations graphiques explicites à partir de données biologiques. Une attention particulière sera donnée à la rédaction de scripts réutilisables et au choix des graphiques associés aux calculs en fonction de la question biologique.

Dans une seconde partie, les étudiants exploiteront des bases de données généralistes comme NCBI ou exclusivement consacrées à la plante modèle Arabidopsis (TAIR) pour réaliser des fouilles de données.

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La biologie moléculaire est à la fois un fascinant sujet d'étude en soi, mais elle fournit également aux autres disciplines de la biologie (biologie cellulaire, génétique, physiologie...) des outils fantastiques de modification et de quantification des gènes et de leurs produits.

L'UE approfondit la connaissance des mécanismes de l'organisation, du maintien, de la réplication et de l'expression (transcription, modifications post-transcriptionnelles, traduction) des génomes eucaryotes.

En particulier, seront explorées les propriétés des macromolécules porteuses d'information (ADN, ARN, protéines), et comment les transactions entre elles expliquent le fonctionnement des cellules eucaryotes et leur adaptation à l'environnement et au développement des organismes.

En parallèle, les principales techniques permettant de suivre ou modifier l'expression des gènes, ou d'étudier les mécanismes de cette expression, seront exposées en cours et approfondies en TD par l'analyse de résultats.

Ainsi, les TD abordent ces sujets sous forme (1) d'exercices amenant les étudiants à vérifier leur compréhension des savoirs décrits plus haut, et (2) d'expériences extraites d'articles scientifiques à analyser. Ainsi, les bases du raisonnement scientifique, et de l'analyse critique de résultats seront acquises et / ou approfondies.

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La génétique fonctionnelle vise à mieux comprendre les relations entre le génotype et le phénotype. Ce cours intègre les différents aspects de l’analyse de la fonction des gènes et des génomes à l’échelle du génome entier par des approches in vivo, ainsi que la régulation transcriptionnelle et la régulation de l’expression des génomes eucaryotes. Le cours est illustré par des exemples concrets en génétique du développement dans des contextes physiologiques et pathologiques.

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Cet enseignement offre un approfondissement en biochimie structurale des biomolécules, plus particulièrement des protéines et des acides nucléiques.

Les notions de base et la nomenclature utilisées pour l’analyse des structures 3D des protéines y sont brièvement reprises (diagramme de Ramachandran, motif et domaine structuraux, repliement, famille, superfamille, etc……). Ces notions sont complétées par l’étude de la stabilité et de la dynamique des biomolécules.

La classification structurale des protéines est détaillée en fonction des 4 principaux types de repliement. Les relations structure-fonction sont illustrées à l’aide d’exemples de protéines. Les spécificités des structures des protéines membranaires (protéines intégrales, protéines liées à la membrane) sont abordées.

Les principaux outils de modélisation et de prédiction de structures secondaires et tertiaires sont présentés.

Les différentes structures et fonctions des acides nucléiques sont étudiées. Les complexes protéine-acide nucléiques sont décrits d’un point de vie structural (principaux motifs de reconnaissance, …) et les notions de spécificité de reconnaissance sont détaillées.

Cet enseignement est illustré en travaux dirigés. Ces travaux consistent à se familiariser avec les principales bases de données utilisées en biologie structurale ainsi qu’avec le logiciel PyMol pour l’analyse des structures 3D.

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Cet enseignement fournit les connaissances fondamentales en enzymologie formelle et structurale.

- Le premier volet de ce cours traite de la cinétique formelle (étude des vitesses de réaction, détermination de l’ordre d’une réaction, équilibre et cinétique, réaction réversible et équilibrée). Les aspects expérimentaux sont présentés en parallèle (détermination des constantes cinétiques par spectrophotométrie, fluorescence, radioactivité, dosages immuno.,…).

- Le deuxième volet du cours concerne l’étude des cinétiques enzymatiques mono-substrat.

Définition d’une enzyme, catalyseur. Nomenclature des enzymes (E.C)

Cinétique michaelienne. Equation de Michaelis-Menten. Définition des paramètres enzymatiques, K_M, vitesse maximale, constante catalytique, turn-over. Différentes représentations graphiques (Lineweaer-Burk, Eadie-Hofstee). 

Les différents types d’inhibition sont également étudiés (compétitive, incompétitive, non compétitive, mixte) ainsi que leur représentation graphique.

Détermination de la constance d’inhibition. Les inhibiteurs irréversibles.

Vitesse de la réaction. Loi d’Arrhénius.

- Le troisième volet s’attache à décrire les cinétiques enzymatiques pluri-substrats d’un point de vue formel. Avec complexe ternaire. Mécanisme aléatoire ou ordonné.

Sans complexe ternaire. Mécanisme Ping-Pong, Theorell-Chance. Représentation de Cleland.

Détermination graphique.

- La quatrième partie concerne les liaisons à l’équilibre et l’allostérie.

Liaison Récepteur-Ligand / Enzyme-Substrat. Détermination de la constante de dissociation (ou d’association). Liaison spécifique et non-spécifique.

Démonstration et représentation graphique de Scatchard. Récepteurs (ou enzymes) allostériques. Enzyme non michaelienne. Notion de coopérativité. Coopérativité positive, négative. Nombre de Hill, graphe de Hill.

Les modèles de régulation allostérique sont présentés. Allostérie. Modèles de coopérativité, concerté (Monod-Wyman-Changeux), séquentiel (Koshland-Nemethy-Filmer). Rôle des effecteurs, activateur ou inhibiteur. Exemple de l’hémoglobine et de la fixation d’oxygène.

- La cinquième partie du cours met en relation les structures d’enzyme et leur fonction à l’aide de plusieurs exemples. Description des structures 3D et des mécanismes catalytiques de l’acétylcholine estérase, de protéases et de la nucléoside diphosphate kinase. Notion de triade catalytique, poche de liaison, etc… 

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Cet UE décrit la méthodologie suivie par les chercheurs en sciences de la vie afin de communiquer les résultats de leurs expériences, autant à l’écrit qu’à l’oral. L’anglais étant la langue commune des chercheurs internationaux, une grande partie de ce cours est enseigné dans cette langue.

La communication écrite est traitée à travers l’étude de la structuration (macro) d’un article de recherche ainsi que par une étude du processus de publication dans les journaux scientifiques. Plusieurs éléments de la structuration écrite (micro) sont examinés afin de comprendre les différences entre l’anglais scientifique et l’anglais littéraire : clarté, cohésion, cohérence.

Ces études sont complétées par un projet tuteuré durant le semestre pendant lequel les étudiants sont amenés à analyser un article de recherche récemment publié dans la littérature scientifique et de le retranscrire sous forme de présentation orale (conférence) en anglais.

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La biologie moléculaire est à la fois un fascinant sujet d'étude en soi, mais elle fournit également aux autres disciplines de la biologie (biologie cellulaire, génétique, physiologie...) des outils fantastiques de modification et de quantification des gènes et de leurs produits.

L'UE approfondit la connaissance des mécanismes de l'organisation, du maintien, de la réplication et de l'expression (transcription, modifications post-transcriptionnelles, traduction) des génomes eucaryotes.

En particulier, seront explorées les propriétés des macromolécules porteuses d'information (ADN, ARN, protéines), et comment les transactions entre elles expliquent le fonctionnement des cellules eucaryotes et leur adaptation à l'environnement et au développement des organismes.

En parallèle, les principales techniques permettant de suivre ou modifier l'expression des gènes, ou d'étudier les mécanismes de cette expression, seront exposées en cours et approfondies en TD par l'analyse de résultats.

Ainsi, les TD abordent ces sujets sous forme (1) d'exercices amenant les étudiants à vérifier leur compréhension des savoirs décrits plus haut, et (2) d'expériences extraites d'articles scientifiques à analyser. Ainsi, les bases du raisonnement scientifique, et de l'analyse critique de résultats seront acquises et / ou approfondies.

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La génétique fonctionnelle vise à mieux comprendre les relations entre le génotype et le phénotype. Ce cours intègre les différents aspects de l’analyse de la fonction des gènes et des génomes à l’échelle du génome entier par des approches in vivo, ainsi que la régulation transcriptionnelle et la régulation de l’expression des génomes eucaryotes. Le cours est illustré par des exemples concrets en génétique du développement dans des contextes physiologiques et pathologiques.

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Cette UE permet aux étudiant(e)s d’approfondir leurs connaissances du métabolisme. Cette UE permet d’appréhender une vision globale du métabolisme humain. Elle insistera sur les liens entre les différentes voies métaboliques. D’autre part elle montrera comme les différents tissus communiquent pour maintenir une homéostasie énergétique globale. Des dérégulations de ce métabolisme à l’origine de certaines pathologies seront présentées.

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Les étudiants vont devoir mener une analyse bibliographique sur une thématique de leur choix, validée par les responsables de l’UE. Sous le tutorat d’un enseignant-chercheur, les étudiants devront répondre à la problématique qu’ils se posent au travers d’une analyse de la bibliographie disponible. Ils devront faire l’état de l’art du domaine sur lequel ils travaillent, en identifier les zones d’incertitudes, de controverses, et les questions ouvertes restant à résoudre. Ils devront réaliser une véritable analyse scientifique critique de la bibliographie disponible, et ne pas se contenter d’un compte rendu de la bibliographie. Ils devront suivre les conventions de rédaction d’un article scientifique, impliquant la citation des sources, la synthèse d’informations par l’illustration, la problématisation et la synthèse des résultats scientifiques.

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Cette UE prolonge l'UE Base de l'évolution pour introduire les principaux concepts en écologie évolutive afin de comprendre et formaliser de façon simple les mécanismes évolutifs et écologiques qui façonnent la biodiversité à différentes échelles d'intégration.

Cette UE est conçue comme un ensemble cohérent où cours, TD et TP sont complémentaires. Les notions sont abordées par l’exemple puis formalisées à l’aide de modèles mathématiques, lesquels sont confrontés à l’expérience et à des données réelles.

Elle traitera de dynamique des populations (compétition intra- et interspécifique), de niche écologique et détaillera les mécanismes de l'évolution et leurs conséquences génétiques à l'échelle des populations: sélection naturelle (dont sélection sexuelle), influence des régimes de reproduction, dérive génétique. Les TD permettront aux étudiants de s'approprier la formalisation mathématique de notions vues en cours et leur modélisation informatique simple ainsi que des analyses de jeux de données. Les TP permettront la réalisation et l'analyse en groupes restreints de 2 expériences d'1 mois chacune (avec rédaction d'un rapport et présentation à l'oral) afin de développer la méthodologie et le raisonnement scientifique.

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L’UE est organisé en cinq grands thèmes :

Thème 1 : Cartographie génétique et recombinaison. Notions de biologie moléculaire lié à l’expression des gènes, la réparation de l’ADN et les processus épigénétique.

Thème 2 : Introduction à l’évolution moléculaire : Mesure de l’intensité de la sélection dans la divergence génétique. Horloge moléculaire et variation des taux d’évolution crée par l’action de la selection naturelle. Théorie neutraliste de l’évolution.

Thème 3: Introduction à la génomique : composition et taille des génomes. Importance des éléments répétées. Notion de liaison génétique et d’effet local de la sélection. Influence de la démographie.

Thème 4 : Outils moléculaires pour la biodiversité : Barcoding, eDNA, metabarcoding. Taxonomie moléculaire. Les limites liés à l’hybridation. Les applications en conservation.

Thème 5 : Hérédité extranucléaire. Symbiose, parasitisme et co-evolution (intra-cellulaire : p.ex. Wolbachia). Notion de phénotype étendue.

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Cette unité d'enseignement visera à aborder les éléments nécessaires à la compréhension du mode de vie des grands groupes d'organismes unicellulaires à la base du fonctionnement des écosystèmes (virus, bactéries, archées, et eucaryotes unicellulaires....). Les cours permettent d'aborder l'organisation biologique de chaque type d'organisme, les modalités de reproduction, la diversité, pour aboutir à des notions d'écologie. Nous aborderons le rôle de ces microorganismes dans le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes, en considérant les interactions que ces organismes entretiennent avec les autres êtres vivants ( notion de « symbiose » dans toutes ses déclinaisons).

Les travaux pratiques permettront :

 - la mise en œuvre de techniques permettant le dénombrement bactérien (CFU), l’identification d’une souche particulière à partir d’un échantillon de l’environnement

 - la mise en évidence de la diversité du phytoplancton (algues unicellulaires) en milieu aquatique (eau douce)

 - la mise en évidence de la spécificité d’interactions entre bactéries et bactériophages

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L’objectif majeur consiste à apprendre les bases de l’anatomie comparée des chordés, de manière à pouvoir les comparer et les classer, avant d’en retracer les étapes-clés de l’histoire évolutive. Les enseignements sont intégratifs en ce sens qu’ils font appel à la fois aux organismes actuels et au registre fossile, de manière à documenter l’histoire évolutive du clade dans son intégralité et sous tous ses aspects. Les approches anatomiques, biomécaniques, phylogénétiques, et écomorphologiques seront abordés en CM afin d’illustrer la diversité et les grandes caractéristiques des chordés. Les TPs (et TDs) permettront d’illustrer l’évolution de la diversité des téguments, du squelette, de la musculature, du système digestif et respiratoire sur de longues échelles de temps.

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Cette UE est la continuité naturelle de l’UE “ Quantification de l’aléa ” (HAV424B) présentée en S4. Elle doit fournir les concepts de la construction de protocoles expérimentaux qui répondent à des questions biologiques et d’y associer des modèles appropriés de l’analyse de la variabilité. Une première partie sera consacrée à la construction de protocoles expérimentaux qui permettent de répondre à une multitude de questions dans les sciences du vivant, c’est-à-dire en prenant en compte l’inévitable dépendance des individus statistiques, telle l’apparentement, la structure spatiale ou temporelle des populations. Cette partie sera ainsi l’occasion d’aborder la notion de fluctuation, de réplication et pseudo-réplication, qui seront pris en compte dans les modèles construits dans la deuxième partie du cours. Cette deuxième partie s’appliquera à montrer le lien entre le protocole expérimental réalisé et la modélisation de la variabilité d’une variable réponse quantitative, via la construction de modèles incluant plusieurs variables qualitatives ou quantitatives. Une attention particulière sera portée aux conditions d’applications de ces méthodes, aux erreurs de type I et II, aux méthodes d’estimation des paramètres des modèles construits (incluant la vraisemblance) et à l’interprétation des paramètres estimés. Chaque notion sera illustrée par l'analyse de données biologiques réelles provenant de plusieurs thématiques, aidant ainsi les étudiants à découvrir non seulement les questions biologiques modernes et courantes mais également les outils développés pour y répondre. Des travaux pratiques sous R permettront de pouvoir réaliser en autonomie des analyses sur des cas biologiques publiés.

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Cet UE décrit la méthodologie suivie par les chercheurs en sciences de la vie afin de communiquer les résultats de leurs expériences, autant à l’écrit qu’à l’oral. L’anglais étant la langue commune des chercheurs internationaux, une grande partie de ce cours est enseigné dans cette langue.

La communication écrite est traitée à travers l’étude de la structuration (macro) d’un article de recherche ainsi que par une étude du processus de publication dans les journaux scientifiques. Plusieurs éléments de la structuration écrite (micro) sont examinés afin de comprendre les différences entre l’anglais scientifique et l’anglais littéraire : clarté, cohésion, cohérence.

Ces études sont complétées par un projet tuteuré durant le semestre pendant lequel les étudiants sont amenés à analyser un article de recherche récemment publié dans la littérature scientifique et de le retranscrire sous forme de présentation orale (conférence) en anglais.

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Au travers de séances de travaux pratiques, étude de différentes régulations physiologiques sur l'animal.

Acquisition de techniques opératoires chez le rat afin de déterminer le volume sanguin, la diurèse osmotique et perméabilité rénale, l'action de l'adrénaline et de l'insuline sur la glycémie, la clairance de l'inuline et les mécanismes de transport de glucose au travers de la paroi intestinale.

Etude du fonctionnement mécanique et électrique du coeur de grenouille.

Apprentissage de tous les éléments permettant de mener à bien le protocole de TP demandé afin d'obtenir des résultats et de construire un compte rendu.

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Cette EU se place comme la suite logique de l’UE de S4 (Base de la physiologie et de l’immunologie) et se propose d’approfondir les connaissances en immunologie fondamentale, appliquée et clinique. Nous aborderons aussi les notions d’immunologie « non conventionnelles » et nous développerons les stratégies d’immunothérapies innovantes. Cette UE abordera l’ensemble des thématiques liée à l’immunologie moderne et sera fortement orienté vers les aspects cliniques de cette discipline.

 Mots clés

Immunologie fondamentale, Immunité anti infectieuse, Immunothérapie, vaccination, Auto-immunité, Déficits immunitaires, Immunité anti cancéreuse, Immunité non conventionnelle

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L’objectif de cette UE est une approche intégrée du fonctionnement du système nerveux faisant appel à plusieurs champs disciplinaires des Neurosciences (Neurodéveloppement, Neuroanatomie fonctionnelle Neuro-imagerie, Neurosciences cognitives) et ciblé sur les fonctions cérébrales complexes

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Cette UE a pour objectif l’étude morpho-fonctionnelle des cellules du système nerveux (neurones, cellules gliales) à savoir, principalement : la description des mécanismes impliqués dans l’excitabilité neuronale (génération et propagation du potentiel d’action) et de la neurotransmission (mécanismes de libération et de synthèse des neurotransmetteurs et la structure et fonction des récepteurs de neurotransmetteur). Les concepts de plasticité synaptique sont également développés.

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L’UE de physiologie cardiovasculaire vise à décrire et acquérir les connaissances sur le fonctionnement du système cardiovasculaire de l’animal entier au moléculaire en passant par le cellulaire. Seront entre-autre étudiés la contraction cardiaque, la régulation de l’activité électrique cardiaque (électrocardiogramme et canaux ioniques), la régulation de la pression artérielle et baroréflexe, la régulation des fonctions cardiovasculaires par le système nerveux autonome.

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Cette UE s’inscrit dans la continuité de l’UE de Biochimie Structurale en S5. Les étudiant vont apprendre les concepts de base des différentes approches utilisées pour la caractérisation structurale multi-échelle ainsi que l’analyse des interactions macromoléculaires. Les avantages et limitations de l’ensemble des outils seront mis en avant afin que les étudiants puissent comprendre la complémentarité de ces outils et savoir les utiliser d’une manière intégrative pour répondre à une question biologique donnée. 

Les TD seront un mélange d’application d’analyse structurale en utilisant des outils de visualisation (type Pymol) ainsi que des analyses d’articles où on utilise une combinaison des approches étudiées en CM. Les étudiants devront par la suite conceptualiser leur propre projet d’expériences pour répondre à une problématique donnée.

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Le cours aborde de manière synthétique les notions nécessaires pour la modélisation mathématique en biologie. L’accent est mis sur les systèmes dynamiques linéaires et non-linéaires, en dimension un et deux. Le cours commence par des notions essentielles d’algèbre linéaire : matrices, systèmes d’équations linéaires, interprétation géométrique des solutions de ces systèmes en tant que vecteurs et sous-espaces (droite, plan, etc.). La théorie des vecteurs et valeurs propres des matrices est introduite en relation avec les systèmes dynamiques linéaires. Pour les systèmes dynamiques non-linéaires, on présente la théorie qualitative des équations différentielles (attracteurs, portrait de phases, isoclines de niveau zéro), en tant qu’alternative au calcul, souvent compliqué, des solutions. Le TD traite un grand nombre de modèles biologiques utilisés en écologie, épidémiologie, oncologie, et biologie des systèmes.

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Cette UE permet aux étudiants de consolider et d’approfondir la gestion pratique de nombreuses données expérimentales obtenues sur une semaine de travaux pratiques en période bloquée (5 journées consécutives). Ces données sont obtenues suite à l’élaboration de nombreux protocoles différents, en gardant à l’esprit d’assurer au mieux la bonne reproductibilité des préparations réalisées et d’avoir la meilleure rapidité d’exécution dans la préparation, la réalisation et l’analyse des différentes expériences. Une large autonomie dans la mise en place des protocoles sera encouragée, permettant à terme maîtrise et autonomie expérimentales. Ces travaux pratiques permettent également la gestion du travail en groupe (en binôme ou en trinôme selon les capacités d’accueil et les effectifs) et l’écriture d’un rapport consignant au mieux les protocoles réalisés, toutes les données expérimentales obtenues et leurs analyses afin de déterminer un large ensemble de paramètres biochimiques. Une part conséquente de l’évaluation reposera sur la capacité des étudiants à générer, gérer, exploiter et analyser avec la plus grande rigueur des données expérimentales brutes.

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Dans le cadre de cette UE les étudiants apprendront les principes expérimentaux basés sur la manipulation des acides nucléiques. Les CM seront articulés autour de deux axes majeurs :

1. Mise en place d’outils moléculaires (clonage, analyse des acides nucléiques, vectorologie) ii. Leurs applications (expression de protéines recombinantes, banque génomique, transgénèse, système CRISPR/CAS9 etc…) et réflexion sur la notion d’éthique en biologie.

Les TD se composeront de :

- Analyses d’articles présentant des problématiques à résoudre avec les acquis du cours. Les thématiques choisies feront, autant que possible, référence aux UE parallèles de la L3. Ses articles seront présentés par les étudiants sous forme d’exposés oraux par groupes de 3 à 4 étudiants à l’ensemble de la classe.

- Séances réservées à l’utilisation d’outils basiques de bioinformatique en salle informatique.

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La biologie des systèmes offre la possibilité d’avoir une compréhension du fonctionnement des organismes vivants à différents échelles de leur organisation. Ce cours abordera surtout l’échelle subcellulaire. A cette échelle, les modèles de la biologie des systèmes intègrent plusieurs niveaux d’interaction provenant du transcriptome, protéome, métabolome. Les prédictions des modèles in silico peuvent être utilisées en recherche biomédicale pour comprendre les maladies multi-factorielles et optimiser des traitements médicamenteux, en bioingénierie pour synthétiser des génomes avec des propriétés et fonctions optimisées (biologie synthétique), ainsi que pour guider la recherche fondamentale sur les principes du fonctionnement du vivant. Le cours comporte une partie théorique (cours et TD sur la modélisation des réseaux de gènes, de signalisation et métaboliques) et une partie pratique (TP informatiques utilisant le logiciel Matlab).

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Après avoir défini l’agriculture intensive et analyser ses risques / bénéfices, ce module permettra aux étudiants de réfléchir sur les différents pistes possibles pour faire évoluer l’agriculture dans une démarche d’agroécologie. Des exemples comme les Biopesticides, l’intensification écologique, la gestion des sols seront développés. Une visite d’entreprise œuvrant pour une agriculture durable est aussi organisée. Le site visité varie d’une année en fonction des souhaits des étudiants et de la disponibilité des entreprises. Exemple de visites effectuées dans le cadre de ce module : Bayer, Vilmorin, Geves, CTIFL, sudExpé…

Licenciales.

Les étudiants seront amenés à présenter un projet ou une création d’entreprise développant des propositions innovantes pour faire évoluer les pratiques culturales, ou tout autre utilisation de produits végétaux afin de réduire l’impact environnemental.

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Cette UE présente les grandes fonctions de nutrition carbonée, minérale et hydrique de la plante qui assurent son autotrophie (la production de sa biomasse). Elle donnera les bases nécessaires à la compréhension des mécanismes fondamentaux d’absorption, de distribution et d’assimilation des nutriments. L’UE comportera deux grandes parties, l’une dédiée à la nutrition minérale et l’autre à la nutrition carbonée.

Après un rappel des propriétés des membranes et des parois végétales et des concepts du transport transmembranaire, la partie de l’UE dédiée à la nutrition minérale enseignera les mécanismes d’absorption et de circulation de l’eau, d’absorption racinaire, de compartimentation subcellulaire et de distribution des minéraux, ainsi que le métabolisme assimilateur de l’azote.

Le chapitre dédié à la nutrition carbonée présentera le fonctionnement du chloroplaste dans la cellule végétale, la photosynthèse (capture d’énergie lumineuse et synthèse des premiers composés carbonés), la production de composés organiques et leur allocation dans la plante.

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Cette UE est un module de découverte de la recherche scientifique en Agro-Sciences végétales fondamentales ou appliquées. L’étudiant doit faire un stage de 10 semaines ou plus (pouvant se continuer sur l’été) dans un laboratoire de recherche (CNRS, INRAE, IRD, CIRAD), dans un organisme de recherche appliquée tel que le GEVES, CTIFL, SudExpe, Serfel, IFV ou dans une entreprise privée comme Staphyt, AgroXp, Vilmorin. Les terrains de stage sont nombreux sur le site Montpelliérain dans ce domaine.

C’est un module d’insertion dans le monde professionnel permettant de rentrer en relation avec les acteurs du monde des Agro-Sciences végétales donnant à l’étudiant l’opportunité:

• d’appliquer les techniques apprises dans les différents UE du cursus de Licence parcours BiPAgro.
• de se confronter au milieu professionnel
• de murir son propre projet professionnel et d’enrichir son CV

L’étudiant rédige un mémoire qu’il soutient devant un jury composé d’enseignants-chercheurs, de chercheurs et/ou technicien / ingénieur de terrain. 

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Bactériologie :

Au travers divers exemples les étudiants pourront mieux appréhender la notion de pouvoir pathogène en relation avec la virulence des bactéries. Les moyens et les mécanismes utilisés pour manipuler les cellules de l’organisme au niveau des muqueuses afin de pénétrer dans le milieu intérieur, c'est-à-dire le pouvoir invasif, seront abordés ainsi que la perception des signaux environnementaux et l’intégration de ces signaux afin de coordonner la réponse des procaryotes de manière à ce qu’ils adoptent un comportement de groupe. La description de quelques exemples de toxines et modulines en relation avec la colonisation et/ou l’invasion permettra de mieux comprendre les différences de stratégies entre les pathogènes procaryotes. Enfin on abordera la notion de microbiote et son influence sur le fonctionnement de l’organisme ainsi que son implication sur le développement de certaines pathologies.

Immunologie :

La partie Immunologie aborde les grandes lignes du fonctionnement du système immunitaire au cours de l’infection. Ainsi de la mise en place et du déroulement de la réaction inflammatoire  lors de  la reconnaissance des signaux du non soi par l'immunité naturelle (PRR-PAMP) jusque aux mécanismes d'activation des cellules et les réponses cellulaires engendrées  on pourra apprécier la diversité des possibilités offertes par les différents acteurs de l’immunité. De plus  la séquence d’événements conduisant à l’orientation de la réponse immune et de l’acquisition d’une protection durable lors de la phase adaptative permettra de mieux comprendre la stratégie vaccinale. Enfin l'immunité de la muqueuse intestinale sera abordée dans le contexte de la relation entre l’hôte et le microbiote

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L’UE de TP de biologie moléculaire vise à rendre autonomes les étudiants face à un protocole de biologie moléculaire et à les initier à la recherche pilotée par hypothèses. Les étudiants auront 6 jours pour répondre à une problématique biologique qui leur sera proposée. Ils pourront ainsi mettre en pratique, en conditions de laboratoire, une partie des techniques abordées dans leurs enseignements théoriques pour mieux les appréhender.

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Les enseignements dispensés concerneront les bases  et principes d’application de l’écologie microbienne (biodiversité microbienne ; microorganismes cultivables/non cultivables ;   grands groupes microbiens, principales fonctions microbiennes et cycles biogéochimiques, métabolismes microbiens dans l’environnement et applications environnementales, bases de l’écologie applicables aux microorganismes (interactions microbiennes, vie libre, compétition, collaboration, symbiose , parasitisme et leurs  applications). Seront en particulier abordés à titre d’illustration

- les virus : notion d’émergence et de réémergence

-les vibrios, facteurs de virulence, adaptation à l’hôte et transfert horizontal

-les streptocoques, génomique comparative, réduction génomique, spécialisation

 Les applications de l’écologie microbienne aux biotechnologies concerneront : la détection, production d’inocula, les bioproductions, la bioremediation, le traitement de l’eau sur des exemples concrets (mise au point d’outils de détection multpathogènes tenant compte de la mutation, production d’un exhausteur de gout par une corynebacterie du sol, applications de l’étude d’interactions microbiennes à la sélection  d’arômes fromagers,  indice de qualité d’un sol viticole…)

TP analyse de l’eau, principes, normes, applications : totaux 6h

TD/ travail personnel sur la base des résultats du TP : conception d’un modèle d’épuration de l’eau en situation réelle (données cadastrales, relevé topologique, charge en coliformes totaux fécaux streptocoques issus des TP, exposé des étudiants sur les  différents types de (micro)stations d’épuration….) il s »agit de proposer une solution conceptuelle adaptée au cas de terrain.

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Dans le cadre de cette UE les étudiants apprendront les principes expérimentaux basés sur la manipulation des acides nucléiques. Les CM seront articulés autour de deux axes majeurs :

1. Mise en place d’outils moléculaires (clonage, analyse des acides nucléiques, vectorologie) ii. Leurs applications (expression de protéines recombinantes, banque génomique, transgénèse, système CRISPR/CAS9 etc…) et réflexion sur la notion d’éthique en biologie.

Les TD se composeront de :

- Analyses d’articles présentant des problématiques à résoudre avec les acquis du cours. Les thématiques choisies feront, autant que possible, référence aux UE parallèles de la L3. Ses articles seront présentés par les étudiants sous forme d’exposés oraux par groupes de 3 à 4 étudiants à l’ensemble de la classe.

- Séances réservées à l’utilisation d’outils basiques de bioinformatique en salle informatique.

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L'UE a pour objectif l’acquisition de connaissances de virologie fondamentale et appliquée, en privilégiant une vision intégrative de la discipline. Elle présentera les spécificités des interactions hôte-virus et la physiopathologie d'infections virales chez différents types d'hôtes (vertébrés/insectes/plantes). Elle abordera des aspects d'écologie virale, d'émergence et de risques associés pour la santé humaine et animale. Enfin, l'UE présentera les méthodes d'études utilisées en recherche, les outils de détection et de diagnostic virologiques, et les applications des virus en biotechnologies.

L’UE sera dispensée sous forme de cours magistraux, de travaux dirigés (analyses d'articles scientifiques d'actualité et présentations orales) et de travaux pratiques illustrant les enseignements magistraux et dirigés (amplification et purification de virus et quantification à l'aide de techniques de référence).

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L’UE a pour objectif de proposer un panorama de la diversité des Angiospermes, approchée à la fois au travers du prisme des phylogénies les plus récentes proposées par l’Angiosperm Phylogeny Group (APG). Cette trame phylogénétique sera étayée tout au long de l’UE par l’observation concrète des caractères végétatifs et floraux d’une sélection de taxons répartis sur l’ensemble de la phylogénie, de façon à dégager les synapomorphies des principaux clades, les éventuelles homoplasies, ainsi que les adaptations (biologie florale, pollinisation, interactions trophiques, etc.)

Les étudiants appréhendent également la diversité des Angiospermes sous l’angle floristique, par la réalisation d’un herbier d’espèces en général méditerranéennes. Ils se familiarisent à cette occasion avec l’utilisation d’une flore et des outils numériques d’aide à la détermination (Pl@ntNet e-Flore de Tela Botanica, etc.).

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A travers 5 grands thèmes, nous ferons le lien entre les principes de l'évolution et de l'écologie évolutive vus dans les U.E. précédentes d'une manière fondamentale et des applications sociétales actuelles.

Ces 5 grands thèmes sont: l'évolution humaine, la conservation de la biodiversité, la domestication des espèces animales et végétales, la médecine évolutive, les grandes crises et perturbations planétaires

Deux séances sur la compréhension et la restitution orale d'articles scientifiques sont effectuées en liaison avec l'UE " Ecologie évolutive et ses applications".

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A l’issue de cet enseignement, les étudiants auront acquis les connaissances de base indispensables pour préparer et réaliser correctement une opération de communication scientifique adaptée à un public cible et cela aussi bien à l’oral qu’à l’écrit. Ils seront aussi capables de concevoir du matériel pédagogique et des ateliers de sensibilisation pour le grand public.

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Les universités sont souvent perçues comme des lieux inaccessibles pour une grande partie de la société. Dans le cadre du dispositif UniverlaCité, qui a pour objectif de faire vivre l’Université dans les quartiers prioritaires, les étudiants élaboreront des ateliers scientifiques destinés à un public scolaire de REP. 

L’UE offrira l’opportunité aux étudiants de :

1-  partager leurs propres expériences et valoriser leurs connaissances acquises à l’Université dans un souci de répondre le mieux possible aux besoins du contexte sociétal.

2- révéler et développer des compétences en termes de communication scientifique au travers de l’élaboration et de la réalisation de supports pédagogiques adaptés au public concerné.

L’UE se déroulera sous forme de TD et de suivi de projet (SPS) sur des thématiques définies au préalable. La situation socio-culturelle des zones urbaines sensibles sera abordée lors du premier TD. Ce premier TD servira aussi à poser les bases de l’UE, présenter en détails le dispositif UniverlaCité et à faire un présentation large de la médiation scientifique.

Les TDs suivants serviront de séances au cours desquels les étudiants, répartis en groupe, devront proposer des activités à mettre en place. Les contraintes qui leur seront données par l’équipe pédagogique seront : le public cible, la thématique (qui sera définie par l’équipe pédagogique et qui sera renouvelée chaque année) et la nécessité de proposer des activités ‘hors les murs’.

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Les grands enjeux de santé humaine et animale liés aux changements globaux c'est-à-dire :

• la dégradation des milieux naturels, induisant la perte de qualité des ressources naturelles (pollutions diverses) et la perte de biodiversité
• le changement climatique
• l’artificialisation des milieux de vie
• les nouveaux modes thérapeutiques
• la mondialisation des échanges
• l’uniformisation des modes de vie

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A travers 5 grands thèmes, nous ferons le lien entre les principes de l'évolution et de l'écologie évolutive vus dans les U.E. précédentes d'une manière fondamentale et des applications sociétales actuelles.

Ces 5 grands thèmes sont: l'évolution humaine, la conservation de la biodiversité, la domestication des espèces animales et végétales, la médecine évolutive, les grandes crises et perturbations planétaires.

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Cet enseignement représente une introduction à l'écologie des écosystèmes d'eaux douces continentaux et des écosystèmes marins, ainsi qu'à des milieux d'interfaces entre ces deux compartiments que sont les mangroves, les estuaires et les deltas.  Ils seront abordés à la fois du point de vue de leur structure et du point de vue de leur fonctionnement en insistant à la fois sur leurs points communs et sur leurs différences, et sur les facteurs abiotiques et biotiques qui régissent l'organisation des communautés d'organismes qui les peuplent.

Ils doivent permettre d'acquérir une vue d'ensemble sur ces écosystèmes ou hydrosystèmes et sur leur fonctionnement à diverses échelles.

La première partie de l'UE est dédiée entièrement à des enseignements théoriques, la seconde regroupe des séances introductives aux sorties de terrain, les sorties elles-mêmes et les séances de TP dans lesquelles sont analysées et mises en commun les données récoltées sur le terrain.

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Les outils moléculaires font partie intégrante d’études visant à décrire et à caractériser la biodiversité. L’UE visera à présenter diverses approches moléculaires (barcoding, metabarcoding et ADN environnemental, etc.) permettant (1) de décrire, caractériser et quantifier cette diversité à des niveaux intra- ou interspécifiques, des populations ou des écosystèmes, et (2) de présenter leurs domaines d’application à différentes échelles de temps et d’espace. L’UE intégrera des aspects pratiques visant à s’initier, mettre en œuvre ces techniques, analyser les données qui en résultent et en rendre compte. Les travaux de groupes en interaction avec des chercheurs et enseignants-chercheurs seront privilégiés.

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ORPAL est une UE d’écologie en APP (1/3 terrain et 2/3 TP en laboratoire). S’appuyant sur des concepts et des méthodes de l’Ecologie, cette UE a pour objectif la découverte de l’écologie historique (étude des interactions entre l’Homme et son environnement sur des périodes chronologiques variables) et des applications principales en paléoécologie, depuis la définition de la problématique, l’échantillonnage sur le terrain, l’acquisition des données jusqu’à l’interprétation et la rédaction d’un article scientifique (voir https://biologie-ecologie.com/exemples-travaux/). Cette UE est un préalable théorique et expérimental intéressant, aux parcours ACCES, CEPAGE, PALEONTOLOGIE, ECOSYSTEMES ou BIOGET.

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Les adaptations au mode de vie « parasitaire » sont étudiées sur l’ensemble des organismes parasites (virus, bactéries, eucaryotes) en incluant différentes échelles d’analyse « des molécules aux populations ».

Ainsi la coévolution entre hôtes et parasites sera ainsi envisagée du point de vue des dialogues moléculaires et cellulaires hôte – parasite (immunité- échappement – exploitation des ressources hôtes…) mais aussi des structures morpho-anatomiques impliquées dans l’adaptation au site infra- hôte ou dans la survie dans le milieu extérieur, enfin du point de vue des adaptations comportementales pour la rencontre avec l’hôte (favorisation) .

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Un des buts de cette UE est de synthétiser des notions et des connaissances acquises en biologie animale (anatomie, systématique) et en écologie pour décrire et comprendre la morphologie et l'évolution des morphologies des vertébrés. En plus de traiter des groupes actuels, cette UE s’intéressera fortement aux groupes fossiles éteints, notamment à leur apport dans la compréhension des différentes adaptations éco-morphologiques (ex. acquisition ou retour à la vie aquatique, acquisition du vol) qui ont marqué l’histoire évolutive des clades.

Cette UE vise également à fournir des bases théoriques et pratiques en phylogénie (cladistique) pour retracer l'évolution d’un clade (méthodes de distances, de parcimonie et de vraisemblance), aussi bien sur des caractères moléculaires ou phénotypiques (actuel et fossile).

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Initier les étudiants à une approche intégrée de la plante par l’étude des caractères morpho-anatomiques des tiges et des racines. Leur faire découvrir la construction coordonnée spatio-temporelle des architectures racinaire et caulinaire au travers d’adaptations d’espèces méditerranéennes et tropicales. Les structures reproductrices ainsi que la diversité des types biologiques seront également prises en compte. Cette UE se positionne comme une préparation à la poursuite en Master BE parcours BioGET et s’appuie sur le milieu naturel et des infrastructures locales et régionales (Serre Amazonienne, Villa Thuret, Jardin Château La Pérouse).

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Le mécanisme d’action des médicaments repose sur une interaction avec une structure cellulaire cible de l’organisme conduisant à la modulation de son fonctionnement. Ainsi, cette UE comporte 2 grands volets. Le 1^er volet aura pour objectif de sensibiliser les étudiants sur les différents modes de communications cellulaires, les différents messagers chimiques, leurs cibles et leurs modes d’action. Le 2ieme volet aura pour objectif de donner aux étudiants les connaissances de base en Pharmacologie, c’est-à-dire comprendre le mode d’action des médicaments et leur devenir dans l’organisme. Pour cela, les concepts de pharmacodynamie (interaction ligand-récepteur, relation effet-dose) et de pharmacocinétique (ADME : absorption-distribution-métabolisme-excrétion) seront abordés. De plus, les cibles des médicaments, leur signalisation intracellulaire et leur indication thérapeutique seront abordés.

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L’UE propose une introduction aux problématiques des principales maladies affectant le système nerveux, qu’elles soient neurologiques ou psychiatriques. Les pathologies sont traitées sous un angle multidisciplinaire allant du moléculaire aux symptômes. Ces connaissances de bases en neuropathologie serviront de socle aux champs de recherche abordés par la suite en Master

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L’UE de pathologies musculaires et cardiaques vise, à partir des connaissances acquises au semestre précédent sur la physiologie cardiovasculaire, à comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires qui aboutissent à des pathologies cardiaques (divers troubles du rythme dont la fibrillation atriale, insuffisance cardiaque, …) et musculaire (myopathies, …).

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L’enseignement dispensée dans l’UE de Neurophysiologie sensorielle et motrice aborde d’une part, l’organisation anatomique et fonctionnelle des principaux systèmes sensoriels, vision, audition, somesthésie. D’autre part elle traite de la motricité et de son contrôle central à l’étage spinal et supra spinal : tronc cérébral, cortex moteur, cervelet et ganglion de la base.

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Cette UE a pour objectif de donner à l'étudiant des connaissances et compétences fondamentales et approfondies sur la physiologie du système endocrinien. Par l’étude de l'organisation morphologique et fonctionnelle du système endocrinien, l’étudiant pourra appréhender la multitude des systèmes hormonaux (glandes endocrines, axe hypothalamo-hypophysaire, système reproducteur) et leurs rôles essentiels dans la réalisation des grandes fonctions physiologiques et de l’homéostasie.

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