Biophysique
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Faculté : Faculté des Sciences
Département : Science de la Nature et de la Vie (SNV).
Matière :BiophysiqueSemestre: S3 pour les sections Biologie, Agronomie, Biotechnologie, Sciences Alimentaire.
Crédit : 05
Coefficient : 03Médecine: Première année
Enseignant: Meglali Omar
Volume Horaire:60h
E mail:omar.meglali@univ-msila.dz-
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La biophysique est une science qui se situe entre les sciences biologiques (science de la vie) et les sciences physiques (sciences exactes). La biophysique est une discipline qui contribue à une meilleure compréhension des grandes fonctions physiologiques (respiration, circulation, digestion, reproduction, photosynthèse, etc.). Toutes ces fonctions physiologiques peuvent être étudiées par des phénomènes purement physiques (diffusion, osmose, pression osmotique, tension superficielle, etc.). Ces phénomènes physiques s’effectuent entre deux milieux de concentrations différentes, et sont souvent séparés par une membrane.
Chez les organismes vivants, l’eau est le constituant essentiel, cette eau à l’état liquide contient de nombreux solutés. L’ensemble l’eau et soluté forme une solution, c’est la raison pour laquelle nous abordons le module de la biophysique par une étude détaillée des solutions et les solutions électrolytiques en particulier.
Ce cours est destiné aux étudiants de licence en biologie (deuxième année tronc- commun) il intéressera également les étudiants de deuxième année médecine et pharmacie.
On espère que ce cours, fruits d'une expérience de cinq ans, rédigé avec beaucoup d'attention, de passion et de rigueur apporte une aide efficace aux étudiants à faire leurs premiers pas dans le vaste domaine de biophysique, et qu'il sera partagé par un grand nombre de facultés.
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On appelle grandeur physique toute propriété de la science qui peut être mesurée ou calculée. La grandeur physique est caractérisée par une unité et une dimension.
Lors de la Conférence Générale des Poids et Mesures en1972, les physiciens on adopté une liste de grandeurs dites fondamentales. Le système international des unités fondamentales (abrégé SI) est constitué de sept unités de base et dont toutes les autres grandeurs sont des dérivées.
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La biophysique est une science qui se situe entre les sciences biologiques (science de la vie) et les sciences physiques (sciences exactes). La biophysique est une discipline qui contribue à une meilleure compréhension des grandes fonctions physiologiques (respiration, circulation, digestion, reproduction, photosynthèse, etc.). Toutes ces fonctions physiologiques peuvent être étudiées par des phénomènes purement physiques (diffusion, osmose, pression osmotique, tension superficielle, etc.). Ces phénomènes physiques s’effectuent entre deux milieux de concentrations différentes, et sont souvent séparés par une membrane.
Chez les organismes vivants, l’eau est le constituant essentiel, cette eau à l’état liquide contient de nombreux solutés.
L’ensemble l’eau et soluté forme une solution, c’est la raison pour laquelle nous abordons le module de la biophysique par une étude détaillée des solutions et les solutions électrolytiques en particulier.
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La diffusion est un phénomène de transport passif d’ion ou de molécules d’un milieu à un autre à cause du gradient de concentration. Le gradient de concentration est la variation de la concentration en fonction de la distance. La diffusion se fait du milieu le plus concentré
vers le milieu le moins concentré.
La dialyse est la technique d’épuration du sang à travers une membrane. Les reins ont un rôle d’épuration et de filtration dans notre corps. Ils éliminent dans les urines les déchets azotés; l’excès d’eau et certains sels. Ils régulent donc le volume, la composition et le pH du
sang. Le principe de base de la dialyse consiste à faire passer les déchets du sang à travers une membrane, vers un liquide appelé le dialysat.
Il existe deux types de dialyse, l’hémodialyse (filtration extra corporelle) et la dialyse péritonéale (filtration intra corporelle).
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Un fluide est défini comme un milieu matériel continu constitué par des petites particules faiblement liées et libres de se déplacer les unes par rapport aux autres, sa propriété principale est être facilement déformable, c'est-à-dire il n’a pas de forme propre, et il prend la forme du récipient qu’il le contient. Il existe deux formes de fluides ; fluide compressible et fluide incompressible
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La tension superficielle, ou également appelée énergie d’interface ou encore énergie de surface est la tension qui existe à la surface de séparation de deux milieux différents. La surface de contact (de séparation) de deux milieux différent est dite l’interface, son épaisseur
peut varier de 1 à plusieurs nanomètres. La tension superficielle est définie comme une énergie par unité de surface (J m-2), elle peut s’exprimer aussi comme une force par unité de longueur (N m-1). Notons qu’à température ambiante, l’eau et le mercure présentent les
tensions superficielles les plus élevées. L’origine de la tension superficielle est l’interaction entre la surface qui délimite le corps
(liquide ou solide) avec le milieu ambiant. La tension superficielle explique de nombreux phénomènes en biologie, physiologie, pharmacie, etc, elle intervienne dans l’explication des phénomènes de la mouillabilité des surfaces solides par les différents liquides ainsi que la formation des gouttes, des bulles et des cavités, etc.
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[1] R. Atlani , R.Attal, Biophysique -tome 1, Hémodynamique, tension superficielle, vision-audition, Editions Robert Atlani (2011). ISBN :2-907283-55-3.
[2] S. Belazreg, R. Perdrisot, J.Y. Bounaud, Biophysique cours, exercices, annales et QCM corrigés, Dunod, Paris, (2006). ISBN : 2 10 048978X.
[3] S. Belazreg, R. Perdrisot, J.Y. Bounaud, Biophysique UE3, Dunod, Paris, (2014). ISBN :
978-2-10 -071225-0.
[4] Z.Benallou, Biophysique, Dynamique de la circulation sanguine : cours et applications, Edition El-Radjaa, Alger (2013). ISBN : 978-9931-476-30-0.
[5] Site d’internet: http://phymain.unisciel.fr/wp-content/uploads/2014/03/bonnel_meca_flu.pdf, Consulté le 1/09/2018.
[6] Site d’internet : www.biophysique.sitew.com/dl/Root/9n4dm-tension_superficielle.pdf, Consulté le 1/09/2018.
[7] Site d’internet :http://univ.ency-education.com/uploads/1/3/1/0/13102001/biophysique2an-diffusion.pdf, Consulté le 1/09/2018.
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Préface
Ce cours est destiné aux étudiants de licence en biologie (deuxième année tronc-
commun) il intéressera également les étudiants de deuxième année médecine et
pharmacie.
L'objectif de ce cours est de présenter l'ensemble des notions à connaitre d'une
façon claire. Chaque chapitre de ce cours comporte une série de travaux dirigés
avec sa solution détaillée, permet aux étudiants de tester leurs connaissances et
de bien se préparer pour les examens.
On espère que ce cours, fruits d'une expérience de cinq ans, rédigé avec
beaucoup d'attention, de passion et de rigueur apporte une aide efficace aux
étudiants à faire leurs premiers pas dans le vaste domaine de biophysique, et
qu'il sera partagé par un grand nombre de facultés.
Je remercie Mme. N. Benkhaled Aouina, Enseignante au département de
microbiologie de l'université de M'Sila pour ses conseils et son aide dans mes
premier pas dans l'enseignement de ce cours. -
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