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1.1 : Introduction et objectifs - Biologie

1.1 : Introduction et objectifs - Biologie


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Cours de biologie computationnelle

Ces notes de cours sont destinées à être enseignées en tant que cours trimestriel sur la biologie computationnelle, chaque cours d'une heure et demie couvrant un chapitre, associé à des devoirs bihebdomadaires et à des sessions de mentorat pour aider les étudiants à réaliser leurs propres projets de recherche indépendants. Les notes sont issues du cours MIT 6.047/6.878 et reflètent de très près la structure des conférences correspondantes.

Dualité des objectifs : fondements et frontières

Il y a deux objectifs pour ce cours. Le premier objectif est de vous présenter les fondements du domaine de la biologie computationnelle. À savoir, présenter les problèmes biologiques fondamentaux du domaine et apprendre les techniques algorithmiques et d'apprentissage automatique nécessaires pour les résoudre. Cela va au-delà du simple apprentissage de l'utilisation des programmes et des outils en ligne qui sont populaires chaque année. Au lieu de cela, l'objectif est de vous faire comprendre les principes sous-jacents des techniques les plus efficaces actuellement utilisées et de vous fournir la capacité de concevoir et de mettre en œuvre la prochaine génération d'outils. C'est la raison pour laquelle une classe d'introduction d'algorithmes est définie en tant que pré-requis ; le meilleur moyen de mieux comprendre les algorithmes présentés est de les implémenter vous-même.

Le deuxième objectif du cours est d'aborder les frontières de la recherche en biologie computationnelle, et c'est ce que sont vraiment tous les sujets avancés et les travaux pratiques. Nous aimerions en fait vous donner un aperçu du fonctionnement de la recherche, vous exposer aux orientations de recherche actuelles, vous guider pour trouver les problèmes les plus intéressants pour vous et vous aider à devenir un praticien actif dans le domaine. Ceci est réalisé grâce à des conférences invitées, des ensembles de problèmes, des laboratoires et, surtout, un projet de recherche indépendant à long terme, où vous effectuez votre recherche indépendante.

Les modules du cours suivent ce modèle, chacun consistant en des conférences qui couvrent les fondements et les frontières de chaque sujet. Les cours de base introduisent les problèmes classiques du domaine. Ces problèmes sont très bien compris et des solutions élégantes ont déjà été trouvées ; certains ont même été enseignés pendant plus d'une décennie. La partie frontières du module couvre des sujets avancés, généralement en abordant des questions centrales qui restent encore ouvertes sur le terrain. Ces chapitres incluent fréquemment des conférences invitées par certains des pionniers de chaque domaine, parlant à la fois de l'état général du domaine et des recherches de leur propre laboratoire.

Les devoirs du cours suivent le même modèle fondation/frontières. La moitié des devoirs consistera à élaborer les méthodes au crayon sur papier et à approfondir les notions algorithmiques et d'apprentissage automatique des problèmes. L'autre moitié sera en fait des questions pratiques consistant en des devoirs de programmation, où des ensembles de données réels sont fournis. Vous analyserez ces données en utilisant les techniques que vous avez apprises et interpréterez vos résultats, vous donnant ainsi une véritable expérience pratique. Les missions aboutissent au projet final, où vous proposerez et réaliserez un projet de recherche original, et présenterez vos résultats sous forme de conférence. Dans l'ensemble, les devoirs sont conçus pour vous donner la possibilité d'appliquer des méthodes de biologie computationnelle à de vrais problèmes de biologie.

Dualité de disciplines : Calcul et Biologie

En plus de viser à couvrir à la fois les fondements et les frontières, l'autre dualité importante de ce cours se situe entre le calcul et la biologie.

Du point de vue biologique du cours, nous visons à enseigner des sujets fondamentaux pour notre compréhension de la biologie, de la médecine et de la santé humaine. Nous évitons donc tout problème intéressant du point de vue informatique et inspiré de la biologie, mais sans rapport avec la biologie. Nous n'allons pas seulement voir quelque chose en biologie, nous inspirer, puis nous lancer dans l'informatique et faire beaucoup de choses dont la biologie ne se souciera jamais. Au lieu de cela, notre objectif est de travailler sur des problèmes qui peuvent apporter un changement significatif dans le domaine de la biologie. Nous aimerions que vous publiiez des articles qui comptent réellement pour la communauté biologique et qui ont un réel impact biologique. Cet objectif a donc guidé le choix des sujets du cours, et chaque chapitre se concentre sur un problème biologique fondamental.

Du point de vue informatique du cours, étant après tout un cours d'informatique, nous nous concentrons sur l'exploration de techniques et de principes généraux qui sont certainement importants en biologie computationnelle, mais qui peuvent néanmoins être appliqués dans tout autre domaine nécessitant une analyse et une interprétation des données. Par conséquent, si vous souhaitez vous lancer dans la cosmologie, la météorologie, la géologie ou autre, ce cours propose des techniques de calcul qui deviendront probablement utiles pour traiter des ensembles de données du monde réel liés à ces domaines.

Pourquoi la biologie computationnelle ?

lecture1_transcript.html#Motivations

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la biologie computationnelle est devenue une discipline importante ces dernières années, et peut-être que certaines d'entre elles vous amènent à prendre ce livre ou à vous inscrire à ce cours. Même si nous avons notre propre opinion sur ces raisons, nous avons demandé aux étudiants année après année ce qu'ils pensaient de ce qui a permis au domaine de la biologie computationnelle de se développer si rapidement au cours des dernières années. Leurs réponses se répartissent en plusieurs grands thèmes, que nous résumons ici.

  1. La raison peut-être la plus fondamentale pour laquelle les approches informatiques sont si bien adaptées à l'étude des données biologiques est qu'à la base, les systèmes biologiques sont fondamentalement de nature numérique. Pour être franc, les humains ne sont pas les premiers à construire un ordinateur numérique - nos ancêtres sont le premier ordinateur numérique, car les premières formes de vie basées sur l'ADN stockaient, copiaient et traitaient déjà des informations numériques codées dans les lettres A, C, G , et T. Le principal avantage évolutif d'un support numérique pour stocker l'information génétique est qu'il peut persister sur des milliers de générations, tandis que les signaux analogiques seraient dilués de génération en génération à partir de la diffusion chimique de base.
  2. Outre l'ADN, de nombreux autres aspects de la biologie sont numériques, tels que les commutateurs biologiques, qui garantissent que seuls deux états possibles discrets sont atteints par des boucles de rétroaction et des processus métastables, même si ceux-ci sont mis en œuvre par des niveaux de molécules. Des boucles de rétroaction étendues et d'autres circuits de régulation divers mettent en œuvre des décisions discrètes via des composants autrement instables, encore une fois avec des principes de conception similaires à la pratique de l'ingénierie, ce qui rend notre quête pour comprendre les systèmes biologiques d'un point de vue technique plus accessible.
  3. Les sciences qui bénéficient largement du traitement des données, comme la biologie computationnelle, suivent un cercle vertueux impliquant les données disponibles pour le traitement. Plus on pourra faire de traitement et d'analyse des données disponibles, plus le financement sera consacré au développement de technologies permettant d'obtenir, de traiter et d'analyser encore plus de données. Les nouvelles technologies telles que le séquençage et les techniques expérimentales à haut débit telles que les tests de microarray, de levure à deux hybrides et de puces à puce créent des quantités énormes et croissantes de données qui peuvent être analysées et traitées à l'aide de techniques informatiques. Les projets de génome de 1 000 $ et de 100 $ sont la preuve de ce cycle. Il y a plus de dix ans, lorsque ces projets ont commencé, il aurait été ridicule d'imaginer même traiter des quantités aussi massives de données. Cependant, à mesure que de plus en plus d'avantages potentiels étaient tirés du traitement de ces données, davantage de fonds ont été consacrés au développement de technologies qui rendraient ces projets réalisables.
  4. La capacité de traitement des données s'est considérablement améliorée ces dernières années, grâce à : 1) la puissance de calcul massive disponible aujourd'hui (en raison de la loi de Moore, entre autres), et 2) les progrès des techniques algorithmiques disponibles.
  5. Les approches d'optimisation peuvent être utilisées pour résoudre, via des techniques de calcul, qui sont autrement des problèmes insolubles.
  6. Les considérations relatives au temps d'exécution et à la mémoire sont essentielles lorsqu'il s'agit de traiter d'énormes ensembles de données. Un algorithme qui fonctionne bien sur un petit génome (par exemple, une bactérie) pourrait être trop inefficace dans le temps ou dans l'espace pour être appliqué à 1 000 génomes de mammifères. De plus, les questions combinatoires augmentent considérablement la complexité algorithmique.
  7. Les ensembles de données biologiques peuvent être bruyants et le filtrage du signal à partir du bruit est un problème de calcul.
  8. Les approches d'apprentissage automatique sont utiles pour faire des inférences, classer les caractéristiques biologiques et identifier

    signaux robustes.

  9. Au fur et à mesure que notre compréhension des systèmes biologiques s'approfondit, nous avons commencé à réaliser que de tels systèmes ne peuvent pas être analysés isolément. Ces systèmes se sont avérés être entrelacés de manières jusqu'alors inconnues, et nous avons commencé à déplacer nos analyses vers des techniques qui les considèrent tous comme un tout.
  10. Il est possible d'utiliser des approches informatiques pour trouver des corrélations de manière impartiale et pour aboutir à des conclusions qui transforment les connaissances biologiques et facilitent l'apprentissage actif. Cette approche est appelée découverte basée sur les données.
  11. Les études informatiques peuvent prédire des hypothèses, des mécanismes et des théories pour expliquer les observations expérimentales. Ces hypothèses falsifiables peuvent ensuite être testées expérimentalement.
  12. Les approches informatiques peuvent être utilisées non seulement pour analyser les données existantes, mais aussi pour motiver la collecte de données et suggérer des expériences utiles. En outre, le filtrage informatique peut réduire l'espace de recherche expérimentale pour permettre des conceptions expérimentales plus ciblées et plus efficaces.
  13. La biologie a des règles : L'évolution est guidée par deux règles simples : 1) la mutation aléatoire et 2) la sélection brutale. Les systèmes biologiques sont contraints à ces règles, et lors de l'analyse des données, nous cherchons à trouver et à interpréter le comportement émergent que ces règles génèrent.
  14. Les ensembles de données peuvent être combinés à l'aide d'approches informatiques, de sorte que les informations collectées lors de plusieurs expériences et à l'aide de diverses approches expérimentales puissent être utilisées sur des questions d'intérêt.
  15. Des visualisations efficaces des données biologiques peuvent faciliter la découverte.
  16. Des approches informatiques peuvent être utilisées pour simuler et modéliser des données biologiques.
  17. Les approches informatiques peuvent être plus éthiques. Par exemple, certaines expériences biologiques peuvent être contraires à l'éthique à effectuer sur des sujets vivants, mais pourraient être simulées par un ordinateur.
  18. Les approches d'ingénierie des systèmes à grande échelle sont facilitées par la technique informatique pour obtenir des vues globales de l'organisme qui sont trop complexes pour être analysées autrement.

Trouver des éléments fonctionnels : une question de biologie computationnelle

lecture1_transcript.html#Codons

Plusieurs problèmes de biologie computationnelle font référence à la recherche de signaux biologiques dans les données ADN (par exemple, régions codantes, promoteurs, amplificateurs, régulateurs, ...).

Nous avons ensuite discuté d'une question spécifique que la biologie computationnelle peut être utilisée pour répondre : comment peut-on trouver des éléments fonctionnels dans une séquence génomique ? La figure 1.1 montre une partie de la séquence du génome de la levure. Étant donné cette séquence, on peut demander :

Q : Quels sont les gènes qui codent les protéines ?

R : Pendant la traduction, le codon de départ marque le premier acide aminé d'une protéine et le codon d'arrêt indique la fin de la protéine. Cependant, comme indiqué dans la diapositive « Extraire le signal du bruit », seules quelques-unes de ces séquences ATG dans l'ADN marquent réellement le début d'un gène qui sera exprimé sous forme de protéine. Les autres sont du « bruit » ; par exemple, ils peuvent avoir fait partie d'introns (séquences non codantes qui sont épissées après transcription).

Q : Comment pouvons-nous trouver des caractéristiques (gènes, motifs régulateurs et autres éléments fonctionnels) dans la séquence génomique ?

R : Ces questions peuvent être abordées de manière expérimentale ou informatique. Une approche expérimentale du problème consisterait à créer un knock-out et à voir si la forme physique de l'organisme est affectée. Nous pourrions également répondre à la question par calcul en vérifiant si la séquence est conservée dans les génomes de plusieurs espèces. Si la séquence est conservée de manière significative à travers le temps évolutif, elle est susceptible de remplir une fonction importante.

Il y a des mises en garde à ces deux approches. La suppression de l'élément peut ne pas révéler sa fonction - même s'il n'y a pas de différence apparente par rapport à l'original, cela peut être simplement dû au fait que les bonnes conditions n'ont pas été testées. De plus, ce n'est pas parce qu'un élément n'est pas conservé qu'il n'est pas fonctionnel. (Notez également que « élément fonctionnel » est un terme ambigu. Certes, il existe de nombreux types d'éléments fonctionnels dans le génome qui ne codent pas pour une protéine. Curieusement, 90 à 95 % du génome humain est transcrit (utilisé comme modèle pour fabriquer de l'ARN). On ne sait pas quelle est la fonction de la plupart de ces régions transcrites, ni même si elles sont fonctionnelles).


1.1 : Introduction et objectifs - Biologie

  • Les organismes vivants sont composés de cellules.
  • Les cellules sont les plus petites unités de la vie.
  • Les cellules proviennent de cellules préexistantes.

1.1.2 : Les organismes unicellulaires assurent toutes les fonctions de la vie.

  • Fonctions de la vie (MRS GREN) :
  • Métabolisme - toutes les réactions dans une cellule
  • Réponse - réaction aux stimuli
  • Sensibilité
  • Croissance
  • la reproduction
  • Excrétion
  • Nutrition - besoin et capacité d'utiliser les nutriments

1.1.3 : Le rapport surface/volume limite la taille d'une cellule

À mesure que la taille d'une cellule augmente, son rapport surface/volume diminue. La surface est une fonction carrée tandis que le volume est une fonction cubique, donc la surface augmente plus lentement que le volume.

Le taux de diffusion des composés à l'intérieur et à l'extérieur d'une cellule est déterminé par la surface de la cellule. Plus la surface est grande, plus la vitesse de diffusion est élevée. Les cellules ont besoin de déplacer des réactifs (comme l'eau et le glucose) et des produits (comme le dioxyde de carbone et l'eau) pour que les réactions métaboliques se produisent.

Lorsque le rapport surface / volume / volume est faible (la cellule est trop grande), les réactifs et les produits mettent beaucoup de temps à se déplacer vers et depuis les sites de réactions métaboliques (comme les mitochondries). Il en résulte que la réaction prend plus de temps, rendant ainsi la cellule inefficace.

Un faible rapport surface/volume peut également entraîner l'accumulation de déchets, ce qui peut être dangereux.

Ainsi, les cellules visent un rapport surface / volume élevé, ce qui entraîne des cellules plus petites.

1.1.4 : Déclarer que les organismes multicellulaires présentent des propriétés émergentes.

Les propriétés émergentes résultent de l'interaction des parties constitutives, le tout est supérieur à la somme de ses parties. Un exemple de propriété émergente est la vie. Les organites ne sont pas vivants, mais les cellules qu'ils constituent le sont.

1.1.5 Des tissus spécialisés peuvent exister dans les organismes multicellulaires en raison de la différenciation

Le tissu musculaire de votre corps est composé de nombreuses, nombreuses cellules spécialisées qui travaillent ensemble pour fabriquer ce tissu musculaire. C'est la même chose pour votre peau, les tissus de votre foie, les tissus qui tapissent votre estomac parmi tant d'autres.

1.1.6 : La différenciation implique l'expression de certains gènes mais pas d'autres

Toutes les cellules d'un corps humain ont les mêmes 25 000 à 30 000 gènes. Cependant, seuls certains de ces gènes sont exprimés dans chaque cellule. C'est ce qu'on appelle l'expression différentielle des gènes. Pour qu'un gène soit « exprimé », sa séquence de bases d'ADN doit (à travers les processus de transcription et de traduction) coder pour une protéine. Les cellules spécialisées n'expriment que des gènes qui codent pour des protéines qui leur permettent de remplir leur fonction spécifique. Par exemple, les cellules qui se différencieront en globules rouges coderaient pour la production d'hémoglobine. Mais une cellule qui se différencierait en neurone ne produirait pas d'hémoglobine car elle n'en a pas besoin.

L'ADN inexprimé s'enroule autour de protéines appelées histones. 9 histones et un brin d'ADN forment une structure appelée nucléosome. Les nucléosomes sont essentiels à l'expression des gènes car les parties de l'ADN qui s'enroulent autour des histones ne s'expriment pas car elles sont inaccessibles. Cependant, l'ADN qui est exprimé flotte dans le noyau comme des spaghettis.

1.1.7 : Les cellules souches se divisent et se différencient le long de différentes voies, cette caractéristique est nécessaire au développement embryonnaire et rend les cellules souches adaptées à des usages thérapeutiques

Une cellule souche est capable de se diviser mais n'a pas encore exprimé de gènes pour se spécialiser dans une fonction particulière. Dans les bonnes conditions, les cellules souches peuvent être induites à exprimer des gènes particuliers et à se différencier en un type particulier de cellule. Les cellules souches embryonnaires, présentes dans le placenta et le cordon ombilical, sont totipotentes et peuvent devenir n'importe quel type de cellule. Les cellules souches pluripotentes se trouvent dans le blastocyste et peuvent se différencier en presque tous les types de cellules. Les adultes ont des cellules multipotentes qui sont légèrement spécialisées en raison de la zone dans laquelle elles se trouvent. Les cellules souches multipotentes présentes dans l'abdomen deviennent des cellules hépatiques, des cellules pancréatiques entre autres.

La leucémie est un cancer dans lequel les cellules de la moelle osseuse se divisent de manière incontrôlable, produisant trop de globules blancs. Pour traiter la leucémie, un patient reçoit des médicaments de chimiothérapie pour tuer les cellules de la moelle osseuse afin d'essayer d'éliminer celles qui causent la leucémie. Les cellules souches sont ensuite placées dans la moelle osseuse et induites à se répliquer dans les cellules sanguines pour remplacer celles qui ont causé la leucémie en premier lieu.

1.1.8 Questionner la théorie cellulaire à l'aide d'exemples atypiques

Cellule musculaire striée, algues géantes et hyphes fongiques aseptés

Une cellule musculaire striée remet en question l'idée qu'une cellule a un noyau. Les cellules musculaires ont plus d'un noyau par cellule. Les cellules musculaires appelées fibres peuvent être très longues (300 mm). Ils sont entourés d'une seule membrane plasmique mais ils sont multinucléés (nombreux noyaux).

Les algues géantes sont un organisme unicellulaire qui remet en question à la fois l'idée que les cellules doivent être de structure simple et de petite taille. Les algues géantes sont gigantesques en taille (5 à 100 mm). Et c'est très complexe, il se compose de trois parties anatomiques

Fungal Hyphae remet en question l'idée qu'une cellule est une seule unité. Ils sont très grands avec de nombreux noyaux, ils ont un cytoplasme continu sans paroi cellulaire ni membrane terminale

1.1.9 Identifier les fonctions de la vie dans une cellule (paramécie)

Les fonctions de la vie sont le métabolisme, la réponse, l'homéostasie, la croissance, la reproduction et la nutrition

1.1.10 Utilisation de cellules souches pour traiter la maladie de Stargardt

La maladie de Stargardt est une maladie dégénérative des yeux. Fondamentalement, l'œil se détériore avec le temps et vous perdez votre vision. Des cellules souches ont été testées sur des animaux pour soutenir et régénérer les récepteurs de la lumière dans l'œil afin de lutter contre la maladie

1.1.11 Considérations éthiques de la recherche sur les cellules souches

1.1.12 Utilisation d'un microscope optique et calcul du grossissement


1.1 Bienvenue à l'unité 1

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1.1 : Introduction et objectifs - Biologie

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Ce cours s'adresse aux personnes intéressées par la compréhension de la science fondamentale de la biologie végétale. Dans cette série de quatre conférences, nous allons d'abord découvrir la structure-fonction des plantes et des cellules végétales. Ensuite, nous essaierons de comprendre comment les plantes poussent et se développent, créant des structures aussi complexes que les fleurs. Une fois que nous saurons comment les plantes poussent et se développent, nous approfondirons ensuite la compréhension de la photosynthèse - comment les plantes prélèvent le dioxyde de carbone de l'air et de l'eau du sol, et le transforment en oxygène à respirer et en sucres à manger. Dans la dernière conférence, nous découvrirons la science fascinante, importante et controversée derrière le génie génétique en agriculture. Si vous ne l'avez pas déjà suivi, vous pourriez également être intéressé par mon autre cours - What A Plant Knows, qui examine comment les plantes voient, sentent, entendent et ressentent leur environnement : https://www.coursera.org/learn/ plante sait. Afin de recevoir des crédits académiques pour ce cours, vous devez réussir l'examen académique sur le campus. Pour plus d'informations sur la façon de s'inscrire à l'examen académique - https://tauonline.tau.ac.il/registration De plus, vous pouvez postuler à certains diplômes en utilisant les notes que vous avez reçues sur les cours. En savoir plus à ce sujet ici - https://go.tau.ac.il/ba/mooc-acceptance Les enseignants intéressés à enseigner ce cours dans leurs salles de classe sont invités à explorer notre programme de lycée académique ici - https://tauonline. tau.ac.il/lycée-en-ligne

Олучаемые навыки

Biologie Végétale, Biologie, Génétique, Plante

Ецензии

Le cours fait un très bon travail pour fournir le contenu prévu. Cependant, si vous avez déjà étudié le domaine et souhaitez avoir une compréhension plus approfondie comme je le fais, vous devez rechercher d'autres cours.

Un cours intéressant et instructif. Un peu difficile parfois pour ceux d'entre nous sans formation en biologie, mais bien présenté et soigneusement expliqué. Une expérience très positive.


1.1 : Introduction et objectifs - Biologie

La chimie organique est l'étude de la chimie des composés carbonés. Le carbone est distingué parce qu'il a une diversité chimique inégalée par aucun autre élément chimique. Sa diversité repose sur les éléments suivants :

  • Les atomes de carbone se lient assez fortement avec d'autres atomes de carbone.
  • Les atomes de carbone se lient assez fortement avec les atomes d'autres éléments.
  • Les atomes de carbone forment un grand nombre de liaisons covalentes (quatre).

Curieusement, le carbone élémentaire n'est pas particulièrement abondant. Il n'apparaît même pas dans la liste des éléments les plus communs de la croûte terrestre. Néanmoins, tous les êtres vivants sont constitués de composés organiques.

La plupart des produits chimiques organiques sont des composés covalents, c'est pourquoi nous introduisons ici la chimie organique. Par convention, les composés contenant des ions carbonate et des ions bicarbonate, ainsi que du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone, ne sont pas considérés comme faisant partie de la chimie organique, même s'ils contiennent du carbone.

Les composés organiques les plus simples sont les hydrocarbures, composés composés uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène. Certains hydrocarbures n'ont que des liaisons simples et apparaissent comme une chaîne (qui peut être une chaîne droite ou peut avoir des ramifications) d'atomes de carbone également liés à des atomes d'hydrogène. Ces hydrocarbures sont appelés alcanes (hydrocarbures saturés). Chaque alcane a un nom systématique caractéristique en fonction du nombre d'atomes de carbone dans la molécule. Ces noms se composent d'une tige qui indique le nombre d'atomes de carbone dans la chaîne plus la terminaison –ane. La tige meth– signifie un atome de carbone, donc le méthane est un alcane avec un atome de carbone. De même, la tige eth– signifie que l'éthane à deux atomes de carbone est un alcane à deux atomes de carbone. Poursuivant, la tige soutenir– signifie trois atomes de carbone, donc le propane est un alcane avec trois atomes de carbone. Graphique 1.1. “Formules et modèles moléculaires des trois alcanes les plus simples” donne les formules et les modèles moléculaires des trois alcanes les plus simples. (Pour plus d'informations sur les alcanes, voir la section 3.3.)

Graphique 1.1. Formules et modèles moléculaires des trois alcanes les plus simples

Les trois plus petits alcanes sont le méthane, l'éthane et le propane.

Certains hydrocarbures ont une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone (notées C=C). Ces hydrocarbures sont appelés alcènes (voir section 3.2. pour plus d'informations) Notez que les noms d'alcènes ont la même tige que l'alcane avec le même nombre d'atomes de carbone dans sa chaîne mais ont la terminaison –ene. Ainsi, l'éthène est un alcène avec deux atomes de carbone par molécule et le propène est un composé avec trois atomes de carbone et une double liaison.

Graphique 1.2. Formules et modèles moléculaires des deux alcènes les plus simples

L'éthylène est communément appelé éthylène, tandis que le propène est communément appelé propylène.

Les alcynes sont des hydrocarbures avec une triple liaison carbone-carbone (notée C≡C) dans le cadre de leur squelette carboné (voir la section 3.2. pour plus d'informations). Les noms des alcynes ont les mêmes racines que pour les alcanes mais avec la terminaison –yne.

Graphique 1.3. Formules et modèles moléculaires des deux alcynes les plus simples

L'éthylène est plus communément appelé acétylène.

Pour votre santé : les graisses saturées et insaturées

Les hydrocarbures ne sont pas les seuls composés qui peuvent avoir des doubles liaisons carbone-carbone. Un groupe de composés appelés graisses peut également en contenir, et leur présence ou leur absence dans l'alimentation humaine est de plus en plus corrélée à des problèmes de santé.

Les graisses sont des combinaisons de composés organiques à longue chaîne (acides gras) et de glycérol (C3H8O3). Les longues chaînes carbonées peuvent avoir soit toutes des liaisons simples, auquel cas la graisse est classée comme saturé, ou une ou plusieurs doubles liaisons, auquel cas il s'agit d'un monoinsaturés ou un polyinsaturé graisse, respectivement. Les graisses saturées sont généralement des solides à température ambiante. La graisse de bœuf (suif) en est un exemple. Les graisses mono- ou polyinsaturées sont susceptibles d'être liquides à température ambiante et sont souvent appelées huiles. L'huile d'olive, l'huile de lin et de nombreuses huiles de poisson sont des graisses mono- ou polyinsaturées.

Certaines études ont établi un lien entre des quantités plus élevées de graisses saturées dans l'alimentation des gens et une plus grande probabilité de développer une maladie cardiaque, un taux de cholestérol élevé et d'autres maladies liées à l'alimentation. En revanche, l'augmentation des graisses insaturées (mono- ou polyinsaturées) a été liée à une incidence plus faible de certaines maladies. Ainsi, des organismes gouvernementaux et des associations de santé ont recommandé de diminuer la proportion de graisses saturées et d'augmenter la proportion de graisses insaturées dans l'alimentation. La plupart de ces organisations recommandent également de diminuer la quantité totale de graisses dans l'alimentation. Une différence aussi simple que la différence entre une liaison simple et double carbone-carbone peut avoir un impact significatif sur la santé.

Les doubles et triples liaisons carbone-carbone sont des exemples de groupes fonctionnels en chimie organique. Un groupe fonctionnel est un arrangement structurel spécifique d'atomes ou de liaisons qui confère une réactivité chimique caractéristique à une molécule. Les alcanes n'ont pas de groupe fonctionnel et ils sont pour la plupart inertes (non réactifs). Une double liaison carbone-carbone est considérée comme un groupe fonctionnel car les doubles liaisons carbone-carbone réagissent chimiquement de manières spécifiques qui diffèrent des réactions des alcanes (par exemple, dans certaines circonstances, les alcènes réagissent avec l'eau) une triple liaison carbone-carbone subit également certaines réactions chimiques particulières. Dans le reste de cette section, nous introduisons deux autres groupes fonctionnels communs.

Si un groupe OH (également appelé groupe hydroxyle) remplace un atome d'hydrogène dans une molécule d'hydrocarbure, le composé est un alcool. Les alcools sont nommés en utilisant le nom de l'hydrocarbure parent mais avec le – finale abandonné et le suffixe –vieux ci-joint. Les deux alcools les plus simples sont le méthanol et l'éthanol (voir figure 1.4.).

Graphique 1.4. Les deux composés alcooliques organiques les plus simples

Les alcools ont un groupe fonctionnel OH dans la molécule. L'éthanol (également appelé alcool éthylique) est l'alcool contenu dans les boissons alcoolisées. D'autres alcools comprennent le méthanol (ou alcool méthylique), qui est utilisé comme solvant et nettoyant, et le 2-propanol (également appelé alcool isopropylique ou alcool à friction), qui est utilisé comme désinfectant médicinal. Ni le méthanol ni l'alcool isopropylique ne doivent être ingérés, car ils sont toxiques même en petites quantités. Le cholestérol est un exemple d'alcool plus complexe.

Une autre famille importante de composés organiques a un groupe carboxyle, dans lequel un atome de carbone est doublement lié à un atome d'oxygène et à un groupe OH. Les composés avec un groupe fonctionnel carboxyle sont appelés acides carboxyliques et leurs noms se terminent par –acide oïque. Les deux acides carboxyliques les plus simples sont illustrés à la figure 1.5. Ils sont peut-être mieux connus sous les noms communs d'acide formique (présent dans le dard des fourmis) et d'acide acétique (présent dans le vinaigre). Le groupe carboxyle est parfois écrit dans les molécules comme COOH.

Graphique 1.5. Les deux plus petits acides organiques

De nombreux composés organiques sont considérablement plus complexes que les exemples décrits ici. De nombreux composés contiennent plus d'un groupe fonctionnel. Les noms formels peuvent également être assez complexes. Dans la section 1.6. nous examinerons plus en détail les groupes fonctionnels et nous apprendrons le système de dénomination (nomenclature) des hydrocarbures au chapitre 3.

Exemple 1

Identifiez le(s) groupe(s) fonctionnel(s) dans chaque molécule comme une double liaison, une triple liaison, un alcool ou un carboxyle.

  1. Cette molécule possède une fonction alcool.
  2. Cette molécule possède une double liaison et une fonction carboxyle.
  3. Cette molécule possède une fonction alcool.
  4. Cette molécule possède une double liaison et une fonction carboxyle.

Exercice de renforcement des compétences

Identifiez le(s) groupe(s) fonctionnel(s) dans chaque molécule comme une double liaison, une triple liaison, un alcool ou un carboxyle.

Exercices de révision de concept

Qu'est-ce que la chimie organique ?

Qu'est-ce qu'un groupe fonctionnel ? Donnez au moins deux exemples de groupes fonctionnels.

Réponses

La chimie organique est l'étude de la chimie des composés carbonés.

Un groupe fonctionnel est un arrangement structurel spécifique d'atomes ou de liaisons qui confère une réactivité chimique caractéristique au groupe alcool moléculaire et au groupe carboxylique (les réponses varieront).

Points clés à retenir

  • La chimie organique est l'étude de la chimie des composés carbonés.
  • Les molécules organiques peuvent être classées selon les types d'éléments et de liaisons dans les molécules.

Des exercices

Donnez trois raisons pour lesquelles le carbone est l'élément central de la chimie organique.

Les composés organiques sont-ils davantage basés sur une liaison ionique ou une liaison covalente ? Expliquer.

Identifiez le type d'hydrocarbure dans chaque structure.

Identifiez le type d'hydrocarbure dans chaque structure.

Identifiez le(s) groupe(s) fonctionnel(s) dans chaque molécule.

Identifiez le(s) groupe(s) fonctionnel(s) dans chaque molécule.

Combien de groupes fonctionnels décrits dans cette section contiennent uniquement des atomes de carbone et d'hydrogène ? Nomme les.

Quelle est la différence dans la manière dont les deux atomes d'oxygène du groupe carboxyle sont liés à l'atome de carbone ?

Réponses

Les atomes de carbone se lient assez fortement avec d'autres atomes de carbone. Les atomes de carbone se lient assez fortement avec les atomes d'autres éléments. Les atomes de carbone forment un grand nombre de liaisons covalentes (quatre).


Rendre le feedback visible : quatre niveaux en action

Un format mis à jour sur une méthode de rétroaction que j'ai commencé à utiliser il y a cinq ans. Gain de temps, responsabilisation des étudiants. Essayez!

Il y a cinq ans, je commençais à me préoccuper de la différence entre la notation et la rétroaction. Qu'est-ce qui faisait une différence dans l'apprentissage de mes élèves et l'effort que je déployais pour une notation détaillée en valait la peine en termes d'amélioration ? En lisant L'apprentissage visible de Hattie pour les enseignants, l'évaluation formative intégrée de Wiliam et le pdf de The Power of Feedback (Hattie & Timperley), j'ai développé un modèle de rétroaction à quatre niveaux à utiliser sur les travaux des élèves.

Ce post est de partager une version mise à jour - j'aime toujours beaucoup cette méthode de donner opportun, actionnable, axé sur les objectifs et commentaires appartenant aux étudiants. Cela me fait certainement gagner du temps, mais met l'accent sur ce qui est le plus important pour que l'élève passe à l'étape suivante. Je continuerai à mettre à jour, éditer et ajouter à ce post.


Les buts et objectifs sont-ils vraiment si importants ?

Le but des objectifs n'est pas de restreindre la spontanéité ou de contraindre la vision de l'éducation dans la discipline, mais de s'assurer que l'apprentissage est suffisamment ciblé pour que les étudiants et l'enseignant sachent ce qui se passe, et ainsi l'apprentissage peut être mesuré objectivement.

Différents archers ont des styles différents, tout comme différents professeurs. Ainsi, vous pouvez tirer vos flèches (objectifs) de plusieurs façons. L'important est qu'ils atteignent votre cible (objectifs) et marquent cette cible !

Image créée par l'auteur, couverte par la licence CC de ce site.

1.1 Introduction aux principes de gestion

Les managers font bouger les choses grâce à un leadership stratégique et entrepreneurial.

Qu'est-ce qu'il y a pour moi?

La lecture de ce chapitre vous aidera à effectuer les opérations suivantes :

  1. Découvrez qui sont les managers et la nature de leur travail.
  2. Sachez pourquoi vous devriez vous soucier du leadership, de l'entrepreneuriat et de la stratégie.
  3. Connaître les dimensions du cadre de planification-organisation-direction-contrôle (P-O-L-C).
  4. Découvrez comment la performance économique nourrit la performance sociale et environnementale.
  5. Comprendre ce que signifie la performance aux niveaux individuel et collectif.
  6. Create your survivor’s guide to learning and developing principles of management.

We’re betting that you already have a lot of experience with organizations, teams, and leadership. You’ve been through schools, in clubs, participated in social or religious groups, competed in sports or games, or taken on full- or part-time jobs. Some of your experience was probably pretty positive, but you were also likely wondering sometimes, “Isn’t there a better way to do this?”

After participating in this course, we hope that you find the answer to be “Yes!” While management is both art and science, with our help you can identify and develop the skills essential to better managing your and others’ behaviors where organizations are concerned.

Before getting ahead of ourselves, just what is management, let alone principles of management? A manager’s primary challenge is to solve problems creatively, and you should view management as “the art of getting things done through the efforts of other people.” 1 The principles of management , then, are the means by which you actually manage, that is, get things done through others—individually, in groups, or in organizations. Formally defined, the principles of management are the activities that “plan, organize, and control the operations of the basic elements of [people], materials, machines, methods, money and markets, providing direction and coordination, and giving leadership to human efforts, so as to achieve the sought objectives of the enterprise.” 2 For this reason, principles of management are often discussed or learned using a framework called P-O-L-C, which stands for planning, organizing, leading, and controlling.

Managers are required in all the activities of organizations: budgeting, designing, selling, creating, financing, accounting, and artistic presentation the larger the organization, the more managers are needed. Everyone employed in an organization is affected by management principles, processes, policies, and practices as they are either a manager or a subordinate to a manager, and usually they are both.

Managers do not spend all their time managing. When choreographers are dancing a part, they are not managing, nor are office managers managing when they personally check out a customer’s credit. Some employees perform only part of the functions described as managerial—and to that extent, they are mostly managers in limited areas. For example, those who are assigned the preparation of plans in an advisory capacity to a manager, to that extent, are making management decisions by deciding which of several alternatives to present to the management. However, they have no participation in the functions of organizing, staffing, and supervising and no control over the implementation of the plan selected from those recommended. Even independent consultants are managers, since they get most things done through others—those autres just happen to be their clients! Of course, if advisers or consultants have their own staff of subordinates, they become a manager in the fullest sense of the definition. They must develop business plans hire, train, organize, and motivate their staff members establish internal policies that will facilitate the work and direct it and represent the group and its work to those outside of the firm.

1 We draw this definition from a biography of Mary Parker Follett (1868–1933) written by P. Graham, Mary Parker Follett: Prophet of Management (Boston: Harvard Business School Press, 1995). Follett was an American social worker, consultant, and author of books on democracy, human relations, and management. She worked as a management and political theorist, introducing such phrases as “conflict resolution,” “authority and power,” and “the task of leadership.”

2 The fundamental notion of principles of management was developed by French management theorist Henri Fayol (1841–1925). He is credited with the original planning-organizing-leading-controlling framework (P-O-L-C), which, while undergoing very important changes in content, remains the dominant management framework in the world. See H. Fayol, General and Industrial Management (Paris: Institute of Electrical and Electronics Engineering, 1916).


Objectif

In the objectives section of your lesson plan, write precise and delineated goals for what you want your students to be able to accomplish after the lesson is completed. Here is an example: Let's say that you are writing a lesson plan on nutrition. For this unit plan, your objective for the lesson is for students to identify the food groups, learn about the food pyramid, and name a few examples of healthy and unhealthy foods. Your goals should be specific and use exact figures and phrasing whenever appropriate. This will help you quickly and easily determine if your students met the objectives or not after the lesson is over.


Dependencies¶

WebAssembly depends on two existing standards:

IEEE 754-2019, for the representation of floating-point data and the semantics of respective numeric operations .

Unicode, for the representation of import/export names and the text format .

However, to make this specification self-contained, relevant aspects of the aforementioned standards are defined and formalized as part of this specification, such as the binary representation and rounding of floating-point values, and the value range and UTF-8 encoding of Unicode characters.

The aforementioned standards are the authoritative source of all respective definitions. Formalizations given in this specification are intended to match these definitions. Any discrepancy in the syntax or semantics described is to be considered an error.


Voir la vidéo: SBI3C - Biologie 11e année (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Gladwin

    la pensée très précieuse

  2. Duzuru

    Après le mien, le sujet est très intéressant. Je vous propose d'en discuter ici ou en PM.

  3. Marg

    ICI PAS DE RÉFÉRENCE

  4. Hugi

    Merci, le message est vraiment sensiblement écrit et précisément, il y a quelque chose à apprendre.

  5. Boyce

    Oui, semble séduisant



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