Parcours Biochimie international 1re et 2e année

Modern chemistry is a physical science and, as such, is ultimately based upon basic mathematical and physical principles. This first semester concentrates on the basic physical chemistry of electrons in atoms, molecular bonding and structure, and crystal structure. First, the basic notions of quantum mechanics and structure of the atom is introduced with emphasis on the energies and shapes of the atomic orbitals. This is used to build up the periodic table and to understand trends in the physical and chemical properties of elements. Then, it concentrates on the structure and bonding of diatomic and polyatomic molecules beginning with Lewis dot structures and the valence-shell electron pair repulsion (VSEPR) model for predicting geometries. The quantum mechanical description of bonding is explored via molecular orbital theory. Then this is followed by valence-bond (i.e., hybridization theory) for describing bonding in polyatomic molecules. Finally intermolecular forces are discussed with the aim of understanding trends in boiling points, melting points, and solubilities.

In parallel, the crystal structure part of the course treats the key mathematics needed to understand metallic and ionic crystals. For reasons of simplicity, only cubic lattices and the hexagonal closest packed (HCP) lattices are considered.

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The different topics covered in the lectures concern nucleic acids (DNA, RNA), proteins, carbohydrates and lipids. In each case their structures, properties and in vivo assemblies will be presented to the students, all in relation to their different biological roles.

During the tutorial sessions, students will work on different exercises allowing them to detail and deepen the notions discussed in class. In addition, a significant part of the tutorials will be devoted to important reminders on concentration calculations and spectrophotometry.

During the practical sessions, students are introduced to laboratory materials and techniques by carrying out two electrophoresis, one of nucleic acids and the other of proteins.

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  Enseignement Transversal au Choix (ETC)

  Formation Bureautique et Internet (FBI)

1. Enseignement Transversal au Choix (ETC)

Diffusion des savoirs

Réflexion à propos des sciences et histoire des sciences

Développement et engagement personnel

Connaissance du monde professionnel, entrepreneuriat, orientation et insertion professionnelle

Langues (dont Français Langue Étrangère non Erasmus)

Sport

2. Formation Bureautique et Internet (FBI)

Développer et perfectionner vos compétences numériques

Vous préparer à affronter les défis élémentaires d'un monde de plus en plus digital

Travailler les cinq domaines de compétences numériques (selon le référentiel européen DIGCOMP) en s'appuyant sur la plate-forme française Pix (https://pix.fr/) :

- Informations et données

- Communication et collaboration

- Création de contenu

- Protection et sécurité

- Environnement numérique

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Les objectifs de cette UE sont de maîtriser les outils mathématiques de bases nécessaires à la chimie et la biologie, de savoir calculer et de connaître les différents modes de raisonnement (raisonnement direct, par récurrence, par l’absurde).

Il s'agit d'acquérir et de renforcer les notions mathématiques élémentaires que sont le calcul algébrique, les nombres complexes, la géométrie des vecteurs et droites du plan et de l’espace, les notions de fonctions limites et dérivées,ainsi que le calcul intégral.

Cette UE est enseignée sous forme de cours/TD.

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Il s'agit d'une UE d'initiation à la démarche expérimentale dans le domaine de la chimie et de la biochimie. Elle est centrée sur des séances de travaux pratiques durant lesquelles les étudiants seront amenés à réaliser des expériences suite à un travail de préparation en séances de TD. Il s'agira en particulier de préparer des solutions chimiques, de réaliser des dosages par spectrophotométrie et des titrages acido-basiques. Tout au long du semestre, les étudiants seront sensibilisés à la bonne tenue d'un cahier de laboratoire.

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In the first part of the semester, the concepts of electricity (electric force, electric field, electric energy and electric potential) are introduced with emphasis on the historical and practical reasons for these concepts. They are applied to problems related to chemistry and biology in order to illustrate how and when to use these concepts. For example, electrical energy will be used to determine the conformations of molecules, whereas forces will be more appropriate for the study of motion.

The second part of the semester is dedicated to the study of the movements of charges under the effect of an electric field. The objective here is to understand electrophoresis in detail. The diffusion phenomena at work in this experiment are also described.

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This is a course that provides the basics of cell biology. They concern in particular the structure of eukaryotic cells (animal or vegetable) or prokaryotic cells and the associated methods of observation, the mode of division of these cells, the principal stages of the biosynthetic pathways of the organic molecules and their sub-cellular localization, as well as the basic principles of cellular metabolism.

The students work on exercises that allow them to detail and deepen the notions covered in class, in particular through the analysis of experimental results and the creation of synthesis diagrams. Throughout the semester, interaction between students is favoured by working in groups and/or in front of the class.

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This general chemistry teaching unit is centered on the molecule and early concepts of reactivity.  
After the study of the structure of the atom during the first semester, the CHI231 course is dedicated to hybridization, representation of molecules with details on the different classes of isomers, different mesomeric forms, and understanding of the electronic effects of different groups.
A portion of this class will also be dedicated to coordination complexes with a focus on the description of their stereochemistry, the understanding of the crystal field theory and ligand exchanges.
Finally, after a rapid introduction of the main functional groups and the nomenclature rules for the naming of the different compounds, a last chapter will be dedicated to intermolecular interactions and a mechanistic approach of the substitution and elimination reactions and the associated reactivity.

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Les différents thèmes abordés concernent l’eau et l’environnement, que ce soit sous une approche chimique, écotoxicologique ou bactériologique. Les propriétés physico-chimiques d’une eau, sa qualité, ses contrôles qualités (mesures effectuées), ses pollutions chimiques et bactériologiques et ses traitements permettent d’approfondir les connaissances en structure de la matière, cristallochimie, acido-basicité, oxydo-réduction, et sciences de la vie abordées dans d’autres UE du semestre 1 ou 2.

Les nouvelles notions de cours (diagramme d’état, solubilité des solides et des gaz dans l’eau, diagrammes potentiel-pH, traitement et adoucissement d’une eau) sont abordées par des vidéos et des quiz associés, puis sont appliquées en présentiel. Les étudiants travaillent en îlots et s’efforcent de résoudre des exercices parfois associés à des problématiques d’analyses de laboratoire ou de milieu industriel.

Au cours des séances de travaux pratiques, les étudiants approfondissent des gestes pratiques et s’initient aux matériels et techniques de laboratoire en réalisant des dosages colorimétriques, conductimétriques et pHmétriques. Ces TP porteront sur la détermination de la dureté magnésique et calcique d’une eau par dosage colorimétrique, sur la détermination de la teneur en O₂ dissous dans une eau par la méthode de Winckler et sur la détermination du titre alcalimétrique et du titre alcalimétrique complet d’une eau minérale et d’un effluent industriel.

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This module aims to introduce the use of light as a means of investigating matter, based on useful applications in biology, chemistry and earth sciences. The aim is to apply fundamental principles to predict the behaviour of a system and to acquire the basic notions necessary to understand essential phenomena in many scientific fields. The topics covered include geometric optics and optical phenomena, optical and image acquisition instruments and their limitations, and polarisation.

The theoretical notions taught in the form of lectures and tutorials will be further developed during practical work sessions carried out in pairs. 

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* Introduction à la programmation dans un langage de type "impératif" :
  o Variables ; instructions d'affectation, d'entrées-sorties ;
  o Composition des instructions : séquentielle, conditionnelle et itérative.
  o Structuration des programmes et ré-utilisation : procédures et fonctions
  o Types simples et structurés (listes, dictionnaires, ... )
* Démarche de programmation :
  o de l'énoncé à un algorithme : spécification, analyse descendante
  o mise en oeuvre sur machine : codage, tests.
* Expérimentation sur machine dans le langage Python 3

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This course aims at the acquisition of a good knowledge of the functioning of eukaryotic and prokaryotic cells, which deals with all the major cellular functions (replication, transcription, translation, cytoskeleton, cell cycle, cell-environment interaction) and the experimental methods which allow their analysis.

The work of acquiring this knowledge in the TD session is carried out by interactive pedagogical methods (preparatory work, island work, oral presentation) in the form of actions that the students must carry out throughout the semester: oral retransmission of knowledge, application exercise, elaboration of MCQs, analysis of scientific figures, elaboration of a pedagogical creativity project.

In practical work, the student will have a first introduction to the experimental approaches of differential centrifugation, cell culture and luminescent immunolabelling.

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This is an introductory course to the concepts of genetics in prokaryotic and eukaryotic cells as well as in population genetics. In particular, it deals with the different mechanisms of horizontal gene transfer in bacteria and their use for genetic mapping. It also discusses the different types of Mendelian and non-Mendelian hybridism in eukaryotic organisms and describes examples in human genetics. Finally, it introduces the basic concepts of population genetics (Hardy-Weinberg principle, breeding regime and evolutionary forces). The acquisition of this knowledge will be worked on in practical exercises and the practical sessions will enable students to familiarise themselves with the basic techniques of bacterial genetics (transformation, selection, restriction map).

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This course is divided into two parts: firstly, reaction rates, and secondly, the energy aspects and equilibrium shifts associated with a chemical reaction.

The aim is to understand the methods used to determine and measure reaction rates, to understand the factors that influence them, and to determine a partial or global order by linking model and experimental results.

In thermodynamics, the aim is to evaluate energy exchanges and reaction quantities, draw up a calorimetric balance, analyze the origin of irreversibility, and predict an equilibrium situation or direction of evolution for a chemical reaction.

Thermodynamic concepts will be applied to the study of the different states of a pure body and of binary systems.

Theoretical concepts will be put into practice via TD exercises, and on the occasion of three practical work sessions during which experimental data will be acquired and analyzed.

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This course aims at acquiring the basics of descriptive and inferential statistics. It will deal in particular with methods of point estimation, estimation by confidence interval, and hypothesis testing in a parametric framework. The teaching in the form of lectures/tutorial is completed by practical work sessions on computer aimed at familiarising students with the handling of the R software for statistics.

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Spectroscopie :

Seront vues différentes techniques spectroscopiques et spectrométriques (Infra Rouge ; résonance Magnétique Nucléaire ¹H, ¹³C ; spectrométrie de masse) ainsi que la méthode complémentaire d'analyse élémentaire.

Réactivité :

En se basant sur différents mécanismes (substitution nucléophile, élimination, addition électrophile), la réactivité des halogénoalcanes, des alcools/thiols, éthers/thioéthers, époxydes, des amines, des alcènes et des alcynes seront vues.

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This course aims at acquiring the basics of enzymology (catalysis, Michaelis-Menten equation, catalysis mechanisms) and metabolism (glycolysis, Krebbs cycle, bacterial metabolism). The TD sessions consist of application exercises of the notions seen in class and the preparation of the TP sessions. The practical sessions concern the learning of the manipulation and characterization of enzymes (purification, spectroscopy). 

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This class is dedicated to the presentation pf the physical chemistry of aqueous solution. It contains three parts: the acid-base concept, the solubility concept and the reactions that exchange electrons (redox reactions) with an opening towards electrochemical accumulators. The mutual influence between these three properties will also be studied. The description of the solution at the equilibrium will be taken care of through systematic approaches or "the leading reaction" formalism. The diagram approach will only be considered in the framework of E = f(pH) diagrams.

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Overview of 12 different scientific topics in chemistry, biology or at the interface

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Il s’agit de décrire les concepts nécessaires pour comprendre la formation de la liaison chimique entre les atomes. Les outils pour construire les orbitales moléculaires de manière quantitative (calcul des énergies et de la fonction d’onde) seront décrits et appliqués à l’étude de molécules simples avec notamment l’introduction de la méthode dite « de fragmentation » de manière à poser les bases pour l’étude de systèmes plus complexes en troisième année.

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Cette UE traite de la réactivité des composés aromatiques et aborde plus particulièrement les mécanismes de fonctionnalisation du noyau benzénique, la réactivité des composés aromatiques substitués (règles de Holleman) ainsi que d’autres mécanismes impliquant les systèmes aromatiques.

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