LDD1 Mathématiques, Sciences de la vie

Descriptif du cours. — Le programme du cours comporte les chapitres suivants :

1. Syste`mes line´aires
2. Espaces vectoriels
3. Matrices
4. Applications line´aires Attendus. — Au terme de ce cours, les e´tudiants devront savoir re´soudre un systeme d’e´quations li- ne´aires avec la me´thode du pivot. Ils devront savoir utiliser cette compe´tence pour re´pondre a des questions abstraites formule´es dans des espaces vectoriels. D’autre part, les e´tudiants devront savoir utiliser des matrices dans le cadre des systemes d’e´quations line´aires. Ils devront savoir les utiliser pour de´crire des applications line´aires et re´pondre a des questions abstraites les concernant.

Descriptif du cours. — Le programme du cours comporte les parties suivantes

Approche axiomatique des nombres re´els : ope´rations, ordre, axiome d’Archime`de et densite´ des rationnels, comple´tude et nombres irrationnels.
Ge´ne´ralite´s et rappels sur les fonctions : de´finitions usuelles, injectivite´, surjectivite´ et monotonie d’une fonction ; re´vision des fonctions trigonome´triques, logarithmiques et exponentielles ;
Limite d’une fonction en un point adhe´rent a` son domaine de de´finition (de´finition, re`gles de calcul, the´ore`me des gendarmes ; cas des limites infinies) ; limite d’une fonction a` l’infini.
Les suites et leurs limites ; proprie´te´ de Bolzano-Weierstrass ; suites monotones.
Continuite´ : de´finition, prolongements par continuite´, the´ore`me de Bolzano et proprie´te´ de valeur
interme´diaire ; the´ore`me des bornes atteintes.
De´rivabilite´:de´finition,re`glesdecalcul,applicationsauxextrema(proprie´te´deFermat,convexite´

Descriptif du cours. — Le programme du cours comporte les chapitres suivants :

1. logique et raisonnements ; 2. ensembles et applications ; 3. relations sur un ensemble ; 4. arithme´tique;
2. nombres complexes ;
3. polyno^mes;
4. bino^me de Newton ;
5. ge´ome´trie dans le plan et dans l’espace. Attendus. — Mai^trise des notions du cours et mise en pratique dans les exercices.

Descriptif du cours. — Le programme du cours est le suivant.

1. Bijections re´ciproques : – the´ore`me de la bijection ; – proprie´te´s de la bijection re´ciproques ; – fonctions trigonome´triques re´ciproques.
2. Inte´gration : – primitives; – inte´gration par parties ; – changement de variables ; – sommes de Riemann et inte´grale de Riemann.
3. Formules de Taylor : – formule et ine´galite´ de Taylor-Lagrange ; – notations asymptotiques o et ~ ; – formule de Taylor-Young.
4. De´veloppements limite´s : – ge´ne´ralite´s; – ope´rations; – applications : calculs de limites, de tangentes, d’asymptotes. 5. E´quations diffe´rentielles line´aires : – ordre 1, avec ou sans second membre ; variation de la constante ; – ordre 2 a coefficients constants, avec ou sans second membre ; – a variables se´parables.

Attendus. —

Bijections re´ciproques. Savoir re´soudre des e´quations e´le´mentaires a` partir de fonctions usuelles pour discuter le caracte`re injectif/surject

-  Savoir nommer la valence des atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote.
-    Savoir reconnaître les fonctions alcool, acide, amine, cétone, aldéhyde, esters.
-    Savoir définir la polarité d’une molécule.
-    Lister les propriétés physico-chimiques de l’eau.
-    Connaître la composition des acides nucléiques.
-    Savoir définir et distinguer les trois domaines du vivant.
-    Savoir décrire et représenter l’organisation générale d’une cellule eucaryote.
-    Savoir décrire et schématiser les étapes de la ségrégation des chromosomes lors de la mitose et de la méiose.
-    Savoir schématiser et décrire un cycle de reproduction sexuée-type chez un eucaryote pluricellulaire.

Chapitre Biochimie / Biologie Cellulaire : 37,5h
Cours : 14h
· Comment construire une cellule ? Constituants élémentaires
· Protéines, la reconnaissance moléculaire au service de la cellule
· Comment transformer la matière ?
· Compartimentation cellulaire
· Organisation de l’espace intracellulaire et Mobilité cellulaire 
· Multicellularité et Microenvironnement cellulaire

Travail non présentiel : 1h sur e-campus : Prérequis aux cours magistraux et cours préparatoires aux TP

Travaux dirigés : 13,5h 
· Constituants de la cellule : structures, propriétés, fonctions et localisation cellulaire
· Structure des protéines et électrophorèse
· Lien entre structure et fonction des protéines, modifications post-traductionnelles
· Transport transmembranaire
· Bioénergétique
· Synthèse et adressage des protéines
· Cytosquelette, Mitose
· Multicellularité, paroi, matrice extracellulaire
· Différenciation cellulaire et signalisation

Travaux Pratiques : 9h
· Électrophorèse des protéines
. Étude comparée des compartiments cellulaires animaux et végétaux

Chapitre Biologie Animale / Biologie Végétale : 34,5h
Cours : 15h
· Introduction générale Biologie Animale / Biologie Végétale présentant notamment les deux modèles de l’UE : amphibiens et plantes à fleurs
· La grenouille : appareils, organes et tissus 
· La reproduction chez les amphibiens : gamétogenèse et fécondation
· Développement embryonnaire précoce du xénope 
· Développement post-embryonnaire des amphibiens : la métamorphose 
· Organisation d’une plante à fleurs et développement primaire
· Développement végétatif secondaire : La croissance en épaisseur 
· La reproduction chez les plantes à fleurs : formation des gamétophytes, gamétogenèse, fécondation et développement embryonnaire

Travaux dirigés : 7,5h
· Les fonctions vitales chez l’animal
· Comparaison de la spermatogenèse et de l’ovogenèse chez les Amphibiens
· Organisation et fonctionnement des méristèmes primaires
· La croissance des plantes ligneuses
· Reconnaissance des principaux tissus chez l’animal et le végétal

Travaux Pratiques : 12h
· Anatomie d’une grenouille adulte – Étude des organes composant les différents appareils 
· Développement embryonnaire précoce d’un amphibien
· Organisation générale d’une plante annuelle : le pois 
Reproduction chez les plantes à fleurs  

Accompagnement personnalisé : 3h
· Une séance de 1,5h : Biochimie / Biologie Cellulaire 
· Une séance de 1,5h : Biologie Animale / Biologie Végétale

Ces séances, programmées après les devoirs sur table, sont prévues pour (1) corriger les devoirs avec les étudiants ayant rencontré des difficultés et (2) proposer des exercices d’approfondissement aux étudiants ayant été plus à leur aise.

Accompagnement en non présentiel : Exercices WIMs

A l'issue de cet enseignement, l'étudiant devra être capable de :

- Identifier et dessiner les structures chimiques de constituants élémentaires du vivant (lipides, glucides et protéines), décrire leurs structures, leurs propriétés chimiques, leurs assemblages intra- et inter-moléculaires et leurs fonctions dans la cellule.

- Identifier et représenter les différents compartiments cellulaires animaux et végétaux, préciser leur composition, décrire leurs fonctions propres et leurs interactions.

- Décrire et expliquer les différents niveaux de structuration intra-, péri- et inter-cellulaire animale et végétale.

- Décrire, à différentes échelles, l’organisation d’un amphibien et d’une plante à fleurs adultes (organismes pluricellulaires), l’illustrer à l’aide d’exemples et de schémas et la mettre en relation avec les grandes fonctions physiologiques de l’organisme.

- Décrire le cycle de vie d’un amphibien et d’une plante à fleurs à différentes échelles (stades, reproduction, processus du développement embryonnaire et post-embryonnaire) et l’illustrer à l’aide d’exemples et de schémas

Objectifs d’apprentissage transversaux :

- Construire une comparaison argumentée pour faire ressortir des points communs et des différences.

-  Appliquer un protocole simple pour réaliser, à l’aide d’outils appropriés, des observations, les analyser et en produire un compte-rendu écrit structuré.

Les chapitres Biochimie/Biologie Cellulaire et Biologie Animale/Biologie Végétale seront abordés en parallèle. Des séances de TD et de TP permettront d’illustrer et/ou approfondir le contenu des CM. 
Deux devoirs sur table auront lieu au cours du semestre et feront l’objet de séances de correction en TD sous forme d’accompagnement personnalisé. Le premier devoir sur table portera sur le chapitre Biochimie/Biologie Cellulaire, le deuxième portera sur le chapitre Biologie Animale/Biologie Végétale.
Les étudiants disposeront d’exercices sur la plateforme WIMS organisés en feuilles de révision par partie de cours au sein de chaque chapitre pour s’exercer sur les différentes notions abordées au cours du semestre. L’acquisition des notions sera évaluée par feuilles d’exercices en ligne (tirage aléatoire des exercices) et les notes seront intégrées au contrôle continu.
Les différents chapitres seront aussi évalués en contrôle continu par des comptes-rendus de TPs.
Un examen terminal de synthèse portera sur l'ensemble des enseignements (CM, TD, TP).

1. Biologie Cellulaire. Des molécules aux organismes. CALLEN JC. Ed. Dunod (2e edition, 2005)
2. Biologie Moléculaire de la Cellule. ALBERTS B. Ed. Médecine science publication/Lavoisier (5e édition 2011)
3. Introduction à la Botanique. DUCREUX G. Ed. Belin (2002)
4. Biologie végétale. RAVEN, EVERT, EICHHORN. Ed. de Boeck (2007)
5. Développement. BEAUMONT A., HOURDRY J., VERNIER JM. et WEGNEZ M. ,Ed. Dunod (1994)
6. Biologie du développement. Le modèle Amphibien. DARRIBERE T. Ed. Diderot, Arts et Sciences, Collection Pavages (1997)

Chimie: Composants de l’atome, notion d’isotopes, composition atomique des molécules, quantités de matière et concentrations, équilibrage de réactions chimiques (conservation du nombre d'atomes et de la charge), tableaux d'avancement pour des réactions totales, notions de chaleur et de transferts d'énergie, terminologie de la verrerie « standard » (béchers, éprouvettes, pipettes,…)
Physique: Conversion d'unités et analyse dimensionnelle, force et travail d'une force, interaction coulombienne, énergies (mécanique, potentielle, et cinétique)
Mathématiques: Géométrie - vecteurs et combinaison de vecteurs, géométrie 3D (polyèdres réguliers simples), trigonométrie. Algèbre - puissances de 10, fractions, résolution d'équations du premier degré
Analyse : fonction d'une variable - variations, dérivée, intégrale, représentation graphique, détermination d’équations de droites (pente, ordonnée à l’origine), fonctions logarithme et exponentiel

Cet enseignement apporte les bases en chimie générale en partant de la structure des atomes pour construire la structure et les propriétés des molécules organiques, inorganiques et des solides :

Généralités et Spectroscopie
  - Atomistique : Rappel des constituants de l'atome et définition d'un élément et de ses isotopes. Notion de masse atomique
  - Lumière : Description ondulatoire et corpusculaire de la lumière
  - Spectroscopie : Définition de l'analyse spectrale, des domaines du spectre électromagnétique et des types de spectres (de raies ou continu). Processus d'émission et d’absorption   représentés dans un diagramme d'énergie. Présentation des séries de l'atome d'hydrogène, travaux pratiques de spectroscopie d'émission des atomes H et O dans le visible.
  - Hydrogénoïdes : Formules de Bohr et étude du diagramme d'un hydrogénoïde. Processus d'ionisation

Configuration électronique - Description Quantique et Classification
  - Éléments de Mécanique Quantique : Principe d'Heisenberg, notion de fonction d'onde et équation de Schrödinger
  - Orbitales Atomiques (OA) d'un hydrogénoïde : Description qualitative des OA d'un hydrogénoïde, des nombres quantiques et des représentations usuelles associés
  - Atome poly-electronique : principes directeurs de la structure électronique - Critère de stabilité, exclusion de Pauli, structure énergétique (approximation monoélectronique et appariement).
 - Règles empiriques de Klechkowski et de Hund. Détermination de la couche de valence
 - Tableau Périodique : structuration en blocs et évolution des propriétés atomiques dans le tableau (électronégativité, énergie d'ionisation, ...)

Structure et géométrie des molécules
  - Prévision de structures stable : Modèle de Lewis et règle de l'octet. Notion de valence, d'hypervalence et écriture de charges formelles
 - Prévision de la géométrie : Principes de la méthode VSEPR (Valence Shell Electron Paire Repulsion)
  - Polarité des molécules : Notions de charges partielles sur une liaison et détermination de la polarité de molécules simples.

Molécules organiques
  - Nomenclature : Nomenclature chimique IUPAC (différentes écritures, fonctions chimiques et groupements fonctionnels, ordre de priorité, règle de détermination du nom de composés polyfonctionnelles et écriture des structures chimiques à partir du nom d’un composé)
  - Géométrie des molécules organiques et hybridation : redéfinition de liaison covalente et des limitations du modèle de Lewis et de la théorie VSEPR. Formation de liaison sigma et pi, hybridation des orbitales atomiques et géométrie des atomes dans les molécules organiques, localisation des doublets non liants.
  - Systèmes électroniques délocalisés : systèmes conjugués et mésomérie, coplanéarité et aromaticité, effets inductifs et effet mésomères

Complexes inorganiques
  - Constituants d'un composé inorganique (atome ou ion métallique central, nombre d'oxydation, ligands et denticité) et nomenclature associée.

Cohésion de la matière
 - Les différents types de liaison - liaisons fortes : liaisons covalentes, iono-covalentes, métalliques, liaisons de coordination dans les complexes
  - Les différents types de liaison - liaisons faibles : les forces de Van der Waals (London, Keesom et Debye). La liaison hydrogène et illustration dans les molécules biologiques. Solvatation.

-Etats de la matière : liquide, solide, gaz 

Structures des solides
 - Propriétés structurales des solides (état amorphe ou cristallin, notion d'ordre à courte ou longue distance et de périodicité)
 - Structure des solides cristallins : maille, réseau et motif. Introduction aux empilements de sphères et aux structures simples

Travaux Pratiques :
  1) Spectroscopie d'émission - transition atomique et diagramme des niveaux d'énergie. Observation de spectres d'émission et rédaction d'un compte-rendu de travaux pratiques

  2) Spectroscopie d'absorption : Dosage par spectrophotométrie associé à une réaction de complexation - Utilisation de la verrerie standard en chimie, évaluation des incertitudes de mesure et rédaction d'un compte-rendu de travaux pratiques

1. Travaux pratiques informatisés de visualisation et d'obtention des grandeurs caractéristiques associées aux empilements dans les structures cristallines.

A l’issu de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :

1. Décrire la lumière :
   -en utilisant différentes grandeurs caractéristiques
   -en la reliant à des mesures et des éléments de spectroscopie
   -en la replaçant dans le spectre électromagnétique
   -en reconnaissant des sources de rayonnements électromagnétiques et leur nature (spectre continu ou discret)
   -en l’associant à une énergie et le photon.
2. Déterminer les propriétés d’un atome :
   - Savoir identifier et décrire un nucléide
   - Comprendre la notion de quantification. Prévoir l'énergie et le rayon d'un hydrognénoïde à partir du modèle planétaire de Bohr
   - Savoir lire et se repérer dans la classification
   - Savoir écrire une configuration électronique et représenter les électrons dans un modèle de case quantiques
   - Ecrire la configuration électronique fondamentale d'un atome ou d'un ion à l'aide des 3 règles de construction (Pauli, Klechkowski, et Hund) et en déduire les électrons de valence
   - Déterminer la place dans le tableau périodique d'un élément à partir de son numéro atomique et de sa configuration électronique fondamentale et vice-versa
   Connaître l'évolution de quelques propriétés des atomes (taille, électronégativité, énergie d'ionisation, affinité électronique) au sein du tableau périodique
3. Comprendre et utiliser la spectroscopie atomique :
   - Savoir tracer et remplir un diagramme d’énergie
   - Savoir représenter et traiter des transitions
   - Connaître la définition d’une série d’émission
   - Réaliser un bilan d'énergie résultant de l'interaction entre un photon et un atome
   - Manipuler les transitions entre niveaux d'énergie quantifiés d'un hydrogénoïde sur le modèle atomique de Bohr
   - Reconnaître et différencier un spectre de raies en émission, en absorption et un spectre continu.
   - Identifier les éléments d'un instrument de spectroscopie : élément de dispersion, source, fentes, détecteur
   - Utiliser la loi de Beer-Lambert pour retrouver la concentration ou l'absorbance d'un composé en solution
4. Savoir qu'une particule peut être caractérisée par une énergie mais aussi par une fonction d'onde. Avoir une notion du concept d’Orbitale Atomique
5. Prédire les propriétés d’une molécule à partir la structure de Lewis  :
   - Décrire la répartition des électrons de valence d'une molécule (formule de Lewis), en utilisant la règle de l'octet (et en en connaissant les limites)
   - Appliquer la théorie VSEPR pour déterminer la géométrie d'un édifice moléculaire
   - Déterminer la polarité d'une molécule à partir de sa géométrie
   - Déterminer les nombres d'oxydation à partir des structures de Lewis des molécules organiques.
6. Représenter, nommer et décrire des molécules organiques :
   - Déterminer le nom en nomenclature IUPAC des molécules polyfonctionnelles.
   - Ecrire une structure développée, semi-développée et topologique de toutes molécules organiques.
   - Identifier les fonctions ou groupements fonctionnels (acide carboxylique, alcool, ester, amine, aldéhyde, cétone, amide, thiol, éther oxyde,insaturations...) et déterminer la fonction principale.
   - Classer les groupements fonctionnels par priorité décroissante
   - Employer les préfixes et suffixes associées aux fonctions, substituants et insaturations
   - Assembler les différents éléments (suffixe, préfixe, numérotation, insaturations, chaine carbonée) afin de déterminer le nom des molécules polyfonctionnelle en nomenclature IUPAC
   - Prédire l’état d’hybridation des atomes et représenter les formes limites
   Déterminer l'hybridation des atomes de C, O et N dans des molécules simples et déterminer l’orbitale dans laquelle se trouve le doublet non liant de l’azote.
   - Décrire les effets électroniques de groupements dans des molécules organiques
   - Identifier les systèmes conjugués et aromatiques et représenter ses formes mésomères éventuelles.
7. Décrire la structure d'un composé inorganique de coordination. 
   - Prévoir la denticité d'un ligand, calculer un nombre d'oxydation.
   - Identifier les composants d'un composé de coordination à partir de son nom ou sa formule.

- Identifier les différents types de liaison (covalente à ionique)

1. Faire le lien entre cohésion de la matière / Forces intermoléculaires :
   - Connaître les différents types de liaisons (physiques et chimiques) pouvant exister entre atomes et molécules et leurs caractéristiques principales
   - Prédire la formule chimique d'un solide ionique
   - Expliquer les différences de température de transition de phase de composés proches en relation avec les forces intermoléculaires en présence
   - Identifier les composés susceptibles de participer à des liaisons hydrogène
2. Décrire l'architecture de la matière à différentes échelles (du moléculaire au solide)

- Décrire les empilements d'atome dans un solide cristallin, calculer la compacité et la masse volumique

1. Rédiger un compte-rendu de travaux pratiques en chimie
2. Réaliser une mesure par spectrophotométrie de l'absorbance d'un composé en solution :
   - Effectuer les opérations courantes dans un laboratoire de chimie en toute sécurité
   - Utiliser la verrerie adaptée. Estimer quantitativement les erreurs associées aux opérations courantes de laboratoire en chimie.
   -Réaliser une gamme étalon et s'y référer pour doser une concentration inconnue.

Le programme sera déroulé dans l'ordre des chapitres, avec la répartition suivante en terme de volume horaire (CM, TD). Cette répartition peut être modulée entre chapitres suivant l'avancement, mais en conservant un total de 27 h en CM, 30 h en TD et 8 h en TP.
Chapitre 1, 2 et 3 (CM 14h, TD 14h)
Chapitre 4, (CM 7h, TD 8 h)
Chapitre 5 et 6 (CM 3h, 2h TD)
Chapitre 7 (CM 3h, TD 5h)
3 séances de travaux pratiques sont prévues :
   3h : Spectroscopie de l'atome d'hydrogène et de l'atome d'oxygène. L'évaluation portera sur la qualité des mesures et l'interprétation des résultats.
  
   3h : Établissement d'une gamme étalon et dosage par spectrophotométrie de complexes de cuivre. Une attention particulière sera portée à la réalisation de manipulation élémentaire en chimie de laboratoire comme les pesées et les dilutions. Un travail préparatoire de rédaction des objectifs et de la méthode d'investigation sera demandé.

 2h : Travaux pratiques informatisés de visualisation et d'obtention des grandeurs caractéristiques associées aux empilements dans les structures cristallines.

  Un accompagnement différencié sera proposé à travers des séances de retour sur les notions mal acquises après les épreuves. Des travaux personnels d'approfondissement de notions seront proposés aux étudiants ayant acquis un socle de compétences nécessaire. 
  Une séance de TD manipulation de modèles moléculaires est prévue pour aider à la visualisation de la géométrie des molécules si nécessaire. 
   La 3ème séance de TP comportera une partie différenciée suivant l’aptitude des étudiants à réaliser correctement les opérations élémentaires de chimie de laboratoire.
   Des exercices en ligne (WIMS) notés seront effectuer tout au long du semestre en préparation et en révision des séances de TD.

LIVRES DE COURS :
- Chimie - Cours, exercices et méthodes. Stéphane Perrio (Auteur), Béatrice Roy (Auteur),
Jean-Yves Winum (Auteur) Editions DUNOD
- Chimie : Collection Les Manuels Visuels Pour la Licence (Fluoresciences, DUNOD)
- Chimie : Visa pour la prépa, par Séverine Bagard et Nicolas Simon (Dunod)
- Chimie générale par René Didier et Pierre Grecias (collection Lavoisier chez Tec&Doc).
- Cours de Chimie Physique, par Paul Arnaud (Dunod)
- Structure électronique des molécules, Yves Jean et François Volatron (Edisciences)
1- De l’atome aux molécules simples
- Chimie générale « tout le cours en fiches » par Alain Sevin et collaborateurs (DUNOD)
- Chimie 3 (introduction à la chimie inorganique, organique, et à la chimie physique), Andy
Burrows, John Holman, Andy Parsons, Gwen Pilling, Gareth Price, Edition DeBoeck ,
édition Deboeck
- Chimie inorganique, Catherine E Housecroft, Alan G Sharpe, édition deboeck
- Chimie organique, Jacques Maddaluno, Véronique Bellosta, Isabelle Chataigner édition
Dunod

LIVRES D’APPROFONDISSEMENT :
- Chimie générale, par Atkins (InterEditions)
- Chimie générale, par Mc Quarrie/Rock (De Boeck Université)

HISTOIRE DES SCIENCES :
- L'atomisme antique : Démocrite, Epicure, Lucrèce, par Jean Salem (Livre de Poche). Lire
le chapitre 1 – Disponible à la BU.
- De l'alchimie à la chimie, par Olivier Lafont (Ellipse) – Disponible à la BU. Tout petit
livre, très intéressant, à consulter.
- Les atomes, par Jean Perrin (Livre de poche Flammarion) – Disponible à la BU, à avoir
chez soi.

Mathématiques lycée :
-algèbre élémentaires
-Calculs de dérivées
-Fonction exponentielle
-Fonction logarithme népérien
-Intégration

Mathématiques du S1 BCST
Chimie du S1 BCST

Physique-chimie lycée :
-Constitution de la matière à l’échelle macroscopique (corps pur et mélanges au quotidien et les solutions aqueuses)
-Modélisation des transformations de la matière et transfert d’énergie (transformation physique et transformation chimique)

• Représentation spatiale des molécules
• Du macroscopique au microscopique
• Transferts d’énergie entre systèmes macroscopiques
• Acide et Base de Bronsted

Première partie : Acquisition des compétences de base nécessaire à l’étude des réactions chimiques en solution

• Formation d’une solution (définition de solution, propriétés physico-chimiques du solvant eau, dissolution et solubilité, électro-neutralité des solutions ioniques, unités de concentration)
• Equation-bilan d’une réaction chimique (écrire, équilibrer et tableau d’avancement)
• Calcul d’une quantité de matière, réactif limitant et rendement

Seconde partie : Les principes de la thermodynamique

• Énoncé du premier principe et définir l’enthalpie. Chaleur et calorimétrie (changement d’état).
• Introduction qualitative de l’entropie en la reliant au désordre
• Énoncé du 2nd principe en introduisant simplement la notion de création d’entropie. On se focalisera sur des transformations réversibles, on précisera que dans les cas réversibles l’entropie créée est nulle.
• Calcul des variations d’entropie pour des transformations réversibles et en particulier à pression constante sous l’effet d’une variation de température.
• Troisième principe de la thermodynamique et variations qualitatives de l’entropie (influence de l’état physique, du numéro atomique, du nombre d’atomes, de la structure…)

Troisième partie : Applications des principes aux réactions chimiques

• Introduction des grandeurs de réaction
• Lien entre chaleur de réaction et fonctions d’état
• Réalisation d’un bilan énergétique d’une réaction chimique
• Définition des réactions conventionnelles notamment réactions de formation et réactions de combustion
• Calcul enthalpie / entropie de formation, de réaction et de combustion – Variation avec la température – Notion de cycle de Hess sans changement d’état.

Quatrième partie : Différencier les différents stéréoisomères et déterminer leurs configurations

• Distinguer les isomères plans des stéréoisomères.
• Écrire une représentation tridimensionnelle (Cram, Newman, équilibre chaise-chaise, Fischer) de molécules organiques.
• Différencier les stéréoisomères de conformation des stéréoisomères de configuration et déterminer précisément le type de stéréo-isomérie (conformère, énantiomère, diastéréoisomère).
• Déterminer si une molécule est chirale.
• Identifier le conformère le plus stable.
• Déterminer les descripteurs des centres stéréogènes et des doubles liaisons sur des molécules simples.

Cinquième partie : Identifier les catégories de réaction chimiques et prédire les propriétés acido-basiques de molécules organiques simples

• Classer des espèces (oxydant/réducteur, acide/base, nucléophile/électrophile)
• Utiliser le formalisme d’écriture de chimie organique
• Identifier les catégories de réactions chimiques
• Comparer la stabilité de composés organiques.
• Identifier les fonctions acides et basiques sur des composés organiques.
• Classer des molécules organiques selon leur force acide ou basique.

Sixième partie : Trouver une structure de molécules organique simple à partir de données spectroscopiques IR et RMN

• Extraire du spectre infra-rouge les nombres d’onde des absorbances et en déduire les fonctions présentes sur une molécule organique simple
• Décrire un spectre RMN (déplacement chimique, multiplicité, constante de couplage, intégration)
• Différencier les atomes d’hydrogène équivalents. Traduire la multiplicité d’un signal en motif.
• Proposer une structure de molécules correspondant à un spectre proton assez simple.

Septième partie : Réaliser une synthèse simple et une purification en suivant un protocole expérimental.

• Choisir la verrerie adaptée à la manipulation et suivre un protocole
• Réaliser une extraction liquide-liquide à l’aide d’une ampoule à décanter
• Séparer des composés par chromatographie sur couche mince
• Déterminer un point de fusion
• Mettre en place un protocole de purification chimique (recristallisation et/ou distillation)

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :

- Acquérir des compétences de base nécessaires à l’étude des réactions chimiques en solution
- Énumérer, expliquer les trois principes de la thermodynamique
- Appliquer les trois principes de la thermodynamique
- Différencier les différents stéréoisomères et déterminer leurs configurations
- Identifier les catégories de réaction chimiques et prédire les propriétés acido-basiques de molécules organiques simples
- Trouver une structure de molécules organique simple à partir de données spectroscopiques IR et RMN.
- Réaliser une synthèse simple et une purification en suivant un protocole expérimental.

Enseignement avec cours magistraux, travaux dirigés, travaux pratiques et mise à disposition d’éléments pédagogiques numériques (documents de cours et TD, annales et corrigés, tests sur e-campus).
QCM, interrogation orale et écrite en TD.

« Toute la chimie pour bien commencer sa licence » , V. Alezra, de Boeck Supérieur ; « Principes de chimie » , P. W. Atkins, L. Jones, L. Lavermann, de Boeck Supérieur ;
« Thermodynamique » , Richard Taillet, deboeck superieur
« Fluoresciences Les manuels visuels pour la science - Chimie » , Stéphane Perrio, Béatrice Roy et Jean-Yves Winum, DUNOD
« Traité de Chimie Organique », Vollhardt et Schore, Ed. De Boeck Université
« Chimie Organique : Tout le cours en fiches », J. Madaluno, I Chataigner, F ; Couty, L. Garcia, A. Harrison-Marchand, M.-C. Lasne, J. Rouden, Dunod.

Définir le vocabulaire de base en biologie : atome, molécule, polymère, ADN, chromosome, cellule
Définir les notions d’hérédité, de mutation, d’évolution
Différencier les liaisons hydrogène et covalentes

Chapitre Génétique et Biologie Moléculaire
Cours 10h
  Structure et stabilité de l’ADN : comprendre la stabilité et l’évolution des espèces
  Divisions cellulaires : cycle cellulaire et mitoses
  Les mutations et leurs effets – Notion de crible
  L’expression des gènes : transcription et traduction
  Génétique
 
TP 4,5h
  Estimation du titre d’une culture bactérienne
  Suivi de la croissance de la bactérie Escherichia coli par turbidimétrie, influence de la température et du milieu

TD 9h
  Structure des acides nucléiques 
  Croissance bactérienne et réplication de l’ADN chromosomique
  Génétique : impact des mutations
  Transcription-Traduction
  Les divisions cellulaires : mitose et méiose
  Génétique : ségrégation des allèles
 
Chapitre Évolution 
Cours 8,5h
  Histoire des idées en évolution
  Principes de base de phylogénie 
  Phylogénies moléculaires 
  Arbre du vivant 
  Histoire de la vie sur terre
 
 TP 2h
  Etude du squelette de vertébré : Un exemple d’homologie structurale
 
 TD 5,5h
  Les concepts de base en systématique 
 Alignement de séquences et principes de construction d’un arbre phylogénétique
 Application des concepts et des méthodes de construction à l’aide de feuilles d’exercice WIMS (2 séances)
 Comparaison de phylogénies      
 Relation entre vitesse d’évolution et âge des ancêtres dans un arbre phylogénétique
 
Chapitre Diversité
Cours 7,5h
  Présentation des eucaryotes
  Diversité des eucaryotes photosynthétiques
  Diversité des Eumycètes
  Diversité des Embryophytes
  Diversité des métazoaires
 
 TP 9h
  Diversité du monde microscopique
  Les algues : diversité des organismes photosynthétiques
  Comparaison des plans d’organisation d’un métazoaire diblastique et d’un métazoaire triblastique
 
 TD 4,5h
  Caractérisation des grands groupes d’eucaryotes
  Notion d’échelle et endosymbioses
  Cycles de vie chez les Embryophytes
 
Évolution et Diversité
TD 1,5h 
 Diversité - Etude paléontologique et évolution des arthropodes 

Les étudiants bénéficieront d’un accompagnement personnalisé au travers de deux séances de TD, respectivement de 2h et 1h chacune. Ces séances sont prévues pour corriger avec les étudiants les devoirs sur table.

A l’issu de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :

1. Expliquer la théorie de l’évolution et l’appliquer à l’analyse de la diversité du vivant

- Reformuler l’histoire des grandes idées en évolution

- Générer des arbres phylogénétiques simples à partir de la description de caractères morphologiques ou moléculaires

- Analyser les changements morphologiques ou moléculaires sur un arbre phylogénétique

- Mémoriser les grandes étapes de l’histoire de la vie sur terre

2. Décrire la structure, le maintien et l’expression du support de l’information génétique

- Décrire les éléments constitutifs des nucléotides et leur organisation en acide nucléique

- Illustrer les différentes étapes de la réplication de l’acide désoxyribonucléique (ADN)

- Décrire la structure d’un gène procaryote et d’un gène eucaryote et les étapes menant à son expression

3. Identifier les variations de l’information génétique et décrire sa transmission d’une génération à l’autre

- Lister les grandes catégories de mutations et leurs conséquences à l’échelle des molécules et de l’organisme

- Appliquer les lois de génétique mendélienne pour prédire les proportions génotypiques et phénotypiques d’une descendance chez des organismes haploïdes et diploïdes

- Connecter un phénotype mutant avec le résultat d’un crible positif ou négatif

4. Nommer et classer les grands groupes du vivant à partir de caractères diagnostiques

- Schématiser l’origine des mitochondries et des chloroplastes, preuves de l’évolution

- Identifier des caractères homologues à partir de données morphologiques ou moléculaires dans lesquels ils sont observés

- Mémoriser les caractéristiques générales des domaines du vivant et des super-groupes eucaryotes

- Mémoriser les arbres simplifiés des Embryophytes et des Métazoaires et les états de caractères dérivés partagés et caractères propres illustrant leur évolution

5. Analyser les différents cycles de vie en identifiant les grandes étapes et en produire un schéma légendé

- Distinguer méiose et fécondation sur un cycle, en déduire la ploïdie des différentes phases

- Décrire les étapes de la méiose et ses conséquences

- Décrire les étapes de la mitose et la replacer dans le cycle cellulaire

Les chapitres Evolution et Génétique et biologie moléculaire sont abordés en parallèle et avant le chapitre Diversité.
Les étudiants disposent d’exercices sur la plateforme WIMS organisés en feuilles de révision par partie de cours au sein de chaque chapitre pour s’exercer sur les différentes notions abordées au cours du semestre.
 Pour le chapitre Évolution, deux TD consistent en des exercices en ligne sur     WIMS. L’acquisition des notions sera évaluée d’une part via un compte-rendu de TP, d’autre part via une série     d’exercices en ligne (tirage aléatoire des exercices des TD mentionnés ci-dessus) et les notes seront intégrées au contrôle continu.
 Les chapitres Génétique et Biologie Moléculaire et Diversité sont aussi chacun évalués en contrôle continu par une série d’exercices en ligne sur WIMS (tirage aléatoire des exercices des feuilles de révision de chaque chapitre) ainsi que par des compte-rendus de TPs. Ces derniers sont corrigés par l’enseignant, rendus au TP suivant puis corrigés en salles.
 Deux devoirs sur table auront lieu au cours du semestre et feront l’objet de séances de correction en TD sous forme d’accompagnement personnalisé. Un 3ème et dernier devoir sur table de synthèse aura lieu à la fin du semestre.

Bibliographie
1.        CAMPBELL Neil et REECE Jane. Biologie. 9ème édition. Ed. Pearson Education France, 2012.
2.        Elise LELIEVRE, Julie DENOEUD, Jonathan ROQUES, Elise HAMARD-PERON, Mickael AIRAUD. Biologie, Les manuels visuels pour la Licence. Collection Fluoresciences. Ed Dunod, 2018.
3.        Francine BRONDEX. Evolution, synthèse des faits et théories. Cours et questions de révision. Ed. Dunod Université, 1999.
4.        Luc PERINO. Darwin et les sciences de l’évolution pour les nuls. Ed. First, 2018.
5.        LECOINTRE Guillaume et LE GUYADER Hervé. Classification phylogénétique du vivant, volumes 1 et 2, Ed. Belin, 4ème édition 2017.
6.        CASANE Didier et LAU     RENTI Patrick. Penser la biologie dans un cadre phylogénétique. L’exemple de l’évolution des vertébrés. Médecine/Sciences, 2011, 28, 1121-7
7.        RICHARD Daniel. Evolution et Diversité du vivant, L’essentiel pour l’étudiant, Ed Dunod, 2022

L’objectif de cet enseignement est de mettre en pratique une approche de modélisation mathématique à travers un travail en groupe. Plusieurs sujets de projet seront proposés sur des thématiques biologiques différentes. Les étudiants seront en groupe 4-5 étudiants pour traiter chaque sujet. Chaque groupe devra comprendre le sujet et son contexte général, associer une question biologique précise. Pour répondre à la question, les étudiants proposeront un modèle mathématique et une démarche théorique ou de simulation la mettront en œuvre. Les groupes devront travailler régulièrement en autonomie entre des séances de suivi encadrées par des tuteurs   bio-mathématiciens. Chaque groupe devra restituer son travail sous-forme d’un document écrit et d’une présentation orale.

Optimiser le travail en groupe (partager les taches, communiquer efficacement, respecter des délais, etc.), savoir formaliser et modéliser un problème biologique en mobilisant des connaissances en biologie et en mathématiques, élaborer un plan de simulation pour répondre à une question biologique et programmer l'algorithme associé, développer un regard critique vis à vis des résultats et rédiger un document de synthèse et présenter son travail à l'oral.

A l'issue de la présentation générale du contenu et des objectifs de l’UE en amphithéâtre, chaque étudiant choisit un thème (métier ou secteur d’activité) qui constitue son "projet professionnel". Il intègre ensuite une équipe de 3 à 6 étudiants partageant le même thème. Au cours de l’UE, chacun devra :
- effectuer une recherche documentaire pertinente et approfondie sur le(s) métier(s) choisi(s) 
- réaliser des interviews de professionnels
- faire une présentation orale à l'aide d'un support.
Des séances de TD de durée variable jalonneront ce travail, afin de faire le bilan des informations recueillies et de préparer les étapes suivantes du travail. La méthodologie suivie sera semblable à celle d'une recherche scientifique.

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :
- Décrire un métier à différents niveaux (missions / environnement de travail / compétences requises / formation nécessaire / accès à l’emploi / évolution de carrière…)
- Analyser des informations de sources multiples et variées et déterminer leur fiabilité/redondance
- Extraire les informations pertinentes de divers documents et en faire une synthèse organisée
- Obtenir et réaliser une interview de professionnel
- Savoir se présenter et présenter sa démarche
- Élaborer un support de communication orale en respectant des consignes
- Communiquer ses travaux (écrit / oral)
- Travailler en équipe : s’intégrer dans un groupe, interagir et collaborer, faire preuve d’initiative

L’UE « S’approprier son Projet Professionnel » (SAPP) est une UE transversale de 20h dont l’objectif est d’aider les étudiants à définir et/ou préciser leur projet en termes d’activité professionnelle, pour les amener à confronter ce projet aux réalités du monde du travail, de façon à ce qu’ils puissent adopter une démarche active face à leur orientation.

Cette UE se compose d’un cours introductif en amphithéâtre (1h30), de 5 TD de durée variable répartis sur le semestre (11h30 total) et de 7h de travail en autonomie.

Compétences préprofessionnelles :
Connaître le métier, les perspectives d’insertion, les entreprises ou organisations
Travailler en équipe : s’intégrer, se positionner, collaborer, communiquer et rendre compte
Savoir se présenter et présenter sa démarche
Compétences transférables
S’organiser, gérer son temps et ses priorités
Faire preuve d’initiative
Mobiliser les informations pertinentes et les mettre en forme
Construire et développer une argumentation
Faire preuve d’esprit critique
Respecter la syntaxe et l’orthographe
Construire un exposé adapté à l’objet et au public
Prendre la parole
Organisation

Gilles D., Millaud-Collier C., Saulnier-Cazals J., Vuillermet-Cortot M.J. Projet professionnel de l’étudiant : les nouvelles donnes. Le livre « Passeurs de futurs » + CD-Rom. Ed. ONISEP (Paris), collection Références, 2002.

Gilles D., Saulnier-Cazals J., Vuillermet-Cortot M.J. SOCRATE, le retour... Pour accompagner la réussite universitaire et professionnelle des étudiants, Ed. Septembre (Québec), 2007.

ANGLAIS GÉNÉRAL. Cette UE s'inscrit dans une approche actionnelle dans les 5 compétences (compréhension
orale et écrite, expression écrite, expression orale en continu et en interaction) avec un travail sur la prononciation des sons voyelles. L'interaction se fait à travers des documents écrits et/ou audiovisuels centrés sur la problématique de l'environnement et du développement durable et un scénario de communication dans le cadre d'un projet tout au long du semestre. La communication interculturelle pourra être abordée dans le cadre du projet.
Le travail se fera par groupes de niveau.

Compétences à acquérir [habilitation] :
Attendus de l'UE Langue-Anglais1 : Niveau B1 minimum dans les 5 compétences linguistiques

Généralités
Objectifs et méthodes de la Physique, grandeurs et dimensions, cohérence des résultats.

Bases de la mécanique
Notion de vecteurs forces, lois de Newton, statique du point matériel à une dimension, dynamique à une dimension, mouvement avec force de frottement fluide (exemples : chute avec frottement, bulles dans liquide, électrophorèse), force de rappel d’un ressort et oscillateur harmonique (exemple : vibration molécule approche classique).

Statique des fluides
Masse volumique, densité, pression, poussée d’Archimède, loi d’évolution de la pression avec la profondeur.

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant devra être capable de :

- Évaluer l’homogénéité d’une équation en utilisant les notions de grandeur, de dimension et d'unité de mesure.

- Vérifier la cohérence d'un résultat : sensibilité aux paramètres du problème, comportement aux instants particuliers, ordre de grandeur du résultat numérique. 

- Présenter les principes de la mécanique et montrer qu'ils s'appliquent à de très nombreux phénomènes.

- Étudier des systèmes dynamiques et savoir utiliser des équations différentielles pour décrire l'évolution de ces systèmes.

- Acquérir de l’autonomie face à une question scientifique

L'enseignement se déroule sous la forme de Cours Magistraux (11,5h) et de Travaux Dirigés (13,5 h).

Yan PICARD, Physique: Outils et méthodes pour réussir la L1, DeBoeck Supérieur, ISBN-10 : 2807321909, ISBN-13 : 978-2807321908
Eugène HECHT, Physique, DeBoeck Supérieur, ISBN-10 : 2744500186, ISBN-13 : 978-2744500183

Séance 1
La théorie de la Terre plate

Séance 2
Le dimorphisme sexuel du cerveau

Séance 3
Les ondes gravitationnelles

Séance 4
Le transhumanisme entre économies de la promesse, imaginaires, et pratiques technoscientifiques

Séance 5
Sujet : Le transhumanisme (le procès fictif)

Le contenu de l'UE se décompose comme suit:

• Introduction à la programmation impérative (en C++): variables,
  types, conditionnelles, boucles, fonctions, tableaux (1D et 2D),
  chaînes de caractères, fichiers, compilation séparée.
• Bonnes pratiques de programmation: tests, documentation, débogage,
  programmation modulaire.

Introduction à la programmation impérative (en C++)

L’enseignement s’effectue sous la forme d'amphi (~100 étudiants) et de séances de TD+TP (1h45+2h) en petits groupes (~25-35 étudiants).
Les premières séances s'appuient sur des feuilles de travail interactives (Jupyter) permettant d'aborder les premières notions dans
un environnement web simple. Par la suite est introduite la compilation. Les dernières semaines sont consacrées à un projet de programmation (traitement d'image, analyse de données libres, jeu
2048, ...). Tout du long, les étudiants ont à leur disposition des exercices en ligne (PL) pour s'entraîner et s'auto-évaluer.

Ces enseignements sont complétés par une ou deux conférences invitées sur les grands enjeux sociétaux de l'informatique.

Cet enseignement se décompose en une partie informatique  d'introduction à la programmation en langague Python et une partie mathématique d'introduction aux approches de modélisation, avec une emphase sur   l'application de ses disciplines aux sciences de la vie. Dans la partie informatique, les objectifs consistent à acquérir des compétences de bases en programmation en langage Python (manipulation de structure de données, méthodes de visualisation) en soutien pour la partie mathématique de l'UE et en soutien d'autres UEs du cursus (ex: Calcul scientifique). Pour cette partie,  des exemples d'application de programmation à la biologie seront abordés en séances et des feuilles d’exercices interactives seront utilisés pour un travail en autonomie. Une introduction à l'usage de carnet interactif sera également réalisé. Dans la partie mathématiques, les objectifs consistent d'une part à introduire des objets mathématiques souvent utilisés en modélisation des systèmes biologiques (suites, équations différentielles ordinaires simples et systèmes d'équations différentielles ordinaires) et d'autre part à utiliser ces outils pour proposer un modèle mathématique permettant de répondre à une question biologique. Les modèles mathématiques seront analysés avec des approches théoriques (résolution analytique, recherche de points d'équilibre) et des approches numériques.

Outils mathématiques et informatiques utiles pour les UE disciplinaires de la formation.