Programme du C.A.P.L.P. externe section biotechnologies option santé - environnement.

Biochimie - nutrition

1. Biochimie structurale

1.1. Composition de la matière vivante

Principaux éléments constitutifs.

Oligo-éléments.

Constituants minéraux : eau et ions minéraux.

Constituants organiques : principaux squelettes hydrocarbonés et principales fonctions rencontrés en biochimie.

1.2. Les interactions chimiques faibles

Forces de Van der Waals, liaisons hydrogène, liaisons ioniques, liaisons hydrophobes.

1.3. Structure et propriétés des biomolécules

1.3.1. Les protides.

Les acides aminés naturels et leurs principaux dérivés : structure et propriétés.

La liaison peptidique : structure et propriétés ; principaux peptides d'intérêt biologique.

Structure primaire des peptides et des protéines ; séquençage.

Conformation spaciale des peptides et des protéines.

Propriétés des protéines.

Méthodes de préparation et d'analyse des protéines.

Classification et principaux types de protéines.

1.3.2. Les glucides.

Les oses et leurs principaux dérivés : structure, classification, propriétés ; principaux représentants.

La liaison osidique : structure et propriétés.

Oligosides et polyholosides : principaux représentants.

Protéoglycanes et mucopolysaccharides : définition et exemples.

Glycoprotéines : définition et exemples.

Méthodes d'analyse des glucides.

1.3.3. Les lipides.

Classification des lipides.

Structure et propriétés des principaux constituants des lipides : acides gras, glycérol, lipides isopréniques.

Structure et propriétés des principaux groupes de lipides : glycérides, stérides, cérides, glycérophosphatides, sphingolipides, sulfolipides.

Méthodes d'analyse des lipides.

1.3.4. Les acides nucléiques.

Structure générale et propriétés des acides nucléiques.

Les A.D.N. : différents types ; topologie des A.D.N. circulaires et linéaires ; super-enroulement ; méthodes d'étude : préparation, analyse, séquençage.

Les ARN : structure et conformation des A.R.N. de transfert, des A.R.N. messagers, des A.R.N. ribosomiques ; propriétés et méthodes d'étude.

Les architectures nucléoprotéiques : ribosomes, chromatine, virus.

2. Enzymologie

2.1. Définition et caractères généraux des enzymes

2.2. La spécificité enzymatique

2.3. Cinétiques enzymatiques

Cinétiques michaeliennes à un et deux substrats ; définition et signification des paramètres cinétiques ; effecteurs physiques et chimiques des enzymes : pH (potentiel hydrogène), température, activation et inhibition de l'activité enzymatique.

2.4. Enzymes allostériques

Définition, effecteurs allostériques.

2.5. Les coenzymes

Définitions ; modes d'action ; principaux coenzymes.

2.6. Complexes multienzymatiques ; isoenzymes

2.7. Classification des enzymes

2.8. Applications de l'enzymologie

Techniques utilisées : techniques immuno-enzymatiques, électrodes à enzymes, enzymes fixées.

Applications analytiques : dosages de métabolites, détermination d'activités enzymatiques, identification de biomolécules.

Applications industrielles dans le domaine des industries alimentaires et dans celui des industries chimiques et pharmaceutiques.

3. Métabolisme

3.1. Bioénergétique

3.1.1. Les différents types trophiques eucaryotes et procaryotes.

3.1.2. Oxydations cellulaires et production d'énergie.

3.1.3. Molécules à enthalpie libre d'hydrolyse élevée.

3.1.4. Couplages énergétiques.

3.1.5. Chaînes respiratoires aérobies et anaérobies ; fermentations.

3.2. Production d'énergie : le catabolisme

3.2.1. La glycolyse et la glycogénolyse.

3.2.2. Devenir du pyruvate en anaérobiose ; fermentations lactique et éthanolique.

3.2.3. Devenir du pyruvate en aérobiose : décarboxylation oxydative.

3.2.4. Le cycle de Krebs.

3.2.5. Le catabolisme des acides gras saturés et la lipolyse.

3.2.6. Génèse et utilisation des composés cétoniques.

3.2.7. Catabolisme général des protéines et des acides aminés.

Protéolyse.

Décarboxylation, désamination et transamination des acides aminés.

Uréogénèse.

3.2.8. Réoxydation des coenzymes réduits.

3.3. Mise en réserve de l'énergie

3.3.1. Glucogénèse et néoglucogénèse.

3.3.2. Glycogénogénèse.

3.3.3. Lipogénèse.

3.4. Régulations métaboliques

3.4.1. La régulation des flux métaboliques : les échanges membranaires.

3.4.2. Régulation de l'activité et de la biosynthèse des enzymes.

3.4.3. Régulations hormonales : rôles de l'insuline, du glucagon et des catécholamines.

4. Génétique moléculaire

4.1. Réplication de l'ADN procaryote et eucaryote.

4.2. Transcription de l'A.D.N.

Notion de gène.

Les ARN polymérases et la transcription.

Gènes morcelés ; exons et introns ; transcrits primaires ; épissage.

4.3. Traduction protéique.

Le code génétique.

Initiation de la synthèse protéique.

Elongation des chaînes polypeptidiques.

Terminaison des chaînes polypeptidiques.

Phénomènes post-traductionnels.

4.4. La régulation de la synthèse et de la fonction des protéines chez les procaryotes et les eucaryotes : mécanismes généraux.

4.5. Le génie génétique.

Clonage de gènes ; banques génomiques et banques d'A.D.N. complémentaire.

Applications industrielles du génie génétique.

5. Nutrition

5.1. Besoins nutritionnels et apports recommandés des différentes catégories d'individus en fonction de l'âge, de l'état physiologique, du mode de vie.

5.1.1. Besoins et apports recommandés en eau.

5.1.2. Besoins énergétiques et apports recommandés en énergie.

5.1.3. Besoins qualitatifs, quantitatifs et apports recommandés en protides, lipides, glucides, éléments minéraux, vitamines, fibres alimentaires végétales.

5.2. Alimentation rationnelle des différentes catégories d'individus en fonction de l'âge, de l'état physiologique, du mode de vie.

5.2.1. Etablissement de rations alimentaires équilibrées.

5.2.2. Vérification de l'équilibre d'une ration.

5.2.3. Utilisation des équivalences alimentaires.

5.2.4. Organisation de l'alimentation pour une journée ; répartition de la ration et des menus.

Sciences et technologies de l'environnement

1. Eléments d'écologie générale et appliquée

1.1. Relations entre les organismes vivants et leur environnement : biocénoses, écosystèmes ; symbiose, commensalisme.

1.2. Transfert d'énergie et de matière dans un écosystème : types trophiques, chaînes et réseaux trophiques, cycles de matière (cycle de l'eau, cycle du carbone, cycle de l'oxygène, cycle de l'azote, cycle du soufre, cycle du phosphore, cycle de l'ozone).

2. Ecologie microbienne

2.1. Diversité du monde microbien.

2.2. Bactéries.

Morphologie, structure, ultrastructure de la cellule bactérienne.

Physiologie bactérienne : types trophiques, types respiratoires, croissance, sporulation.

Pouvoir pathogène des bactéries : virulence, toxines.

Agents antibactériens.

2.3. Champignons.

Morphologie des levures et des moisissures.

Agents fongicides.

2.4. Virus.

Structure.

Multiplication.

Agents antiviraux.

2.5. Microflores de l'homme, des eaux, de l'air, des aliments.

Diversité et caractéristiques de chaque microflore.

Conséquences du développement et de la propagation des microflores :

Infections nocosomiales ;

Altérations d'aliments.

2.6. Rôles des micro-organismes dans la lutte contre la pollution : procédés de biodégradation ; applications aux traitements d'épuration des eaux usées domestiques et des effluents industriels.

3. Nuisances et pollutions de la biosphère

3.1. Nuisances et pollutions physiques.

Particules : poussières, fumées, aérosols.

Radioactivité.

Bruit.

Facteurs d'ambiance météorologique.

3.2. Pollutions chimiques agricoles, industrielles, ménagères.

3.3. Déchets liquides ou solides.

Activités génératrices de déchets.

Caractéristiques des déchets : biodégradabilité, inflammabilité, toxicité, explosivité, corrosivité, prolifération de parasites.

3.4. Modes d'action et conséquences des nuisances et pollutions sur l'homme et son environnement.

4. Technologies de l'environnement

4.1. Urbanisme.

Aménagement de l'espace, plans d'occupation des sols.

Opérations d'urbanisme.

4.2. Habitat et logement.

Différents types d'habitat.

Accession au logement : accession à la propriété, location ; mesures d'aides.

Réglementation en matière de logement : sécurité, règlement intérieur, baux, assurances.

Equipements collectifs : alimentation en eau potable, évacuation des eaux usées, des déchets ménagers, alimentation en énergie et en fluides.

Facteurs d'hygiène et de confort : isolation phonique, isolation thermique, chauffage, ventilation, climatisation, éclairage.

Fonctions, aménagement et entretien des différentes parties du logement ; matériaux de revêtement, de surface ; mobilier et équipements.

4.3. Collectivités et locaux professionnels.

Conception des bâtiments et des locaux professionnels : étude des paramètres d'influence sur l'hygiène et la maintenance des locaux relatives aux structures extérieures des bâtiments, aux fonctions des locaux, aux réseaux électriques, d'eau, de ventilation, d'évacuation des déchets, aux matériaux de revêtements des murs et des sols, aux matériels et mobiliers.

Techniques d'entretien, de remise en état ou de rénovation des locaux et des équipements ; produits et matériels.

5. Hygiène publique - protection de l'environnement

5.1. Cadre réglementaire relatif à la protection de l'environnement.

Services administratifs chargés de la mise en œuvre d'une politique de protection de l'environnement.

Textes réglementaires.

5.2. Prévention et traitement des contaminations radioactives.

5.3. Surveillance et traitement des eaux d'alimentation.

5.4. Surveillance et maintenance des réseaux d'assainissement.

5.5. Collecte et traitements des déchets industriels et ménagers.

5.6. Traitements de désinfection, de décontamination, de stérilisation microbienne.

5.7. Contrôle des denrées alimentaires

Biologie humaine

1. Biologie cellulaire

1.1. Méthodes d'étude de la cellule

Microscopie optique et électronique.

Immunocytochimie et radio-autographie.

Fonctionnement cellulaire.

Culture de tissus et de cellules.

1.2. Ultrastructure cellulaire

1.2.1. La membrane plasmique.

1.2.2. Le cytosol et le cytosquelette.

1.2.3. Les organites cytoplasmiques.

Réticulum endoplasmique et appareil de Golgi.

Lysosomes, peroxysomes.

Mitochondries.

1.2.4. Le noyau.

Nucléoplasme.

Nucléoles.

La chromatine interphasique et les chromosomes.

1.3. Echanges membranaires

1.4. Production d'énergie

Voir Biochimie-Nutrition

1.5. Circulation protéique intracellulaire

Rôles du réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi.

1.6. Le cycle celllulaire et sa régulation

2. Fonctions de nutrition

2.1. Milieu intérieur

Composition des compartiments liquidiens intracellulaires et extracellulaires : sang, lymphe, liquide céphalo-rachidien.

Le sang : plasma et cellules sanguines.

Groupes sanguins.

Hémostase.

La lymphe : composition et circulation.

2.2. Circulation sanguine

Cœur : anatomie et histologie ; origine et propagation de l'excitation ; couplage excitation-contraction ; révolution cardiaque ; contrôle de l'activité du cœur.

Vaisseaux : anatomie et histologie ; hémodynamique ; régulation locale et systémique de la circulation dans les vaisseaux ; pression artérielle.

2.3. Digestion et absorption intestinale

Anatomie et histologie du tube digestif.

Sécrétions digestives : rôles ; régulations nerveuse et hormonale.

Motricité et transit.

Absorption intestinale et transport des nutriments.

2.4. Respiration

Anatomie et histologie de l'appareil respiratoire.

Physiologie de la respiration : mécanique ventilatoire ; transport des gaz respiratoires par le sang ; échanges gazeux pulmonaires et tissulaires ; régulation de la respiration.

2.5. Physiologie rénale

Organisation générale de l'appareil urinaire.

Anatomie et histologie du néphron.

Méthodes d'exploration.

Formation de l'urine.

Hormones rénales.

Régulation de la composition et du volume des liquides extracellulaires.

3. Fonctions de relation et d'information

3.1. L'appareil locomoteur

3.1.1. Le squelette : organisation générale.

3.1.2. Les muscles squelettiques.

Tissu musculaire : structure, ultrastructure, propriétés de la fibre musculaire striée squelettique.

Contraction musculaire.

3.2. Système nerveux cérébro-spinal

3.2.1. Le tissu nerveux : structure, ultrastructure et propriétés du neurone et du nerf.

3.2.2. Transmission synaptique neuroneuronique et neuromusculaire.

3.2.3. Moelle et activité réflexe ; tonus musculaire.

3.2.4. Fonctions sensorielles : vision, audition.

3.2.5. Fonctions motrices : motricité pyramidale et extrapyramidale.

3.3. Système nerveux végétatif

3.3.1. Système nerveux végétatif afférent et efférent.

3.3.2. Médullo-surrénale.

3.3.3. Réflexes végétatifs.

3.4. Système endocrinien

3.4.1. Mode d'action des hormones.

3.4.2. Thyroïde et hormones thyroïdiennes.

3.4.3. Pancréas endocrine et régulation du métabolisme des glucides et des lipides.

3.4.4. Glandes surrénales et régulation du métabolisme hydrominéral glucoprotéique et du métabolisme énergétique.

3.4.5. Parathormone, calcitonine, cholécalciférol et régulation du métabolisme phosphocalcique.

3.4.6. Complexe hypothalamo-hypophysaire.

3.5. Comportement alimentaire

4. Maintien de l'intégrité de l'organisme

4.1. Mécanismes de l'homéostasie

Rôle intégrateur du foie dans l'organisme.

Régulation de la glycémie.

Thermorégulation.

Adaptation au travail et à l'effort.

4.2. Mécanismes de l'immunité

4.2.1. Tissus et cellules de l'immunité.

4.2.2. Immunité non spécifique.

Barrières contre l'infection : barrières cutanéo-muqueuses, flore commensale.

La réaction inflammatoire et la phagocytose.

Le complément.

Cytokines et cellules cytotoxiques non spécifiques.

4.2.3. Immunité spécifique.

4.2.3.1. Immunité humorale.

Les antigènes.

Les anticorps : diverses classes d'immunoglobulines solubles et membranaires : structure fine des immunoglobulines ; rôle et propriétés des anticorps.

La réaction antigène-anticorps : caractéristiques de la réaction antigène-anticorps ; principaux types de réaction antigène-anticorps.

4.2.3.2. Immunité à médiation cellulaire.

Lymphocytes T.

Cellules présentant l'antigène.

Médiateurs chimiques : cytokines et lymphokines.

Complexe majeur d'histo-compatibilité.

Modes d'action des lymphocytes T cytotoxiques et des lymphocytes T auxiliaires ; autres cellules cytotoxiques.

4.2.3.3. Mémoire immunitaire.

4.2.3.4. Tolérance immunitaire.

4.2.4. Origine de la diversité des anticorps.

4.2.5. Applications.

Vaccination et sérothérapie.

Greffes et transplantations d'organes.

Anticorps monoclonaux.

5. Fonctions de reproduction

5.1. Organisation des appareils génitaux masculins et féminins.

5.2. Gamètes et gamétogénèse.

5.3. Déterminisme neurohormonal de la physiologie sexuelle.

5.4. Fécondation.

5.5. Gestation.

6. Hygiène et prévention

6.1. L'appareil locomoteur

Déformations osseuses ; fatigue musculaire ; prévention.

Adaptation des gestes et des postures.

6.2. Le système nerveux

Conditions favorables au bon fonctionnement du système nerveux : alimentation, sommeil, rythmes biologiques.

Hygiène de la vision, de l'audition.

6.3. Les appareils digestif, excréteur, respiratoire et cardiovasculaire

Conditions favorables à leur bon fonctionnement.

6.4. L'appareil reproducteur

Maîtrise de la reproduction.

Prévention des maladies congénitales et des malformations néonatales.

Hygiène et surveillance de la grossesse.

Nutrition - alimentation

1. Sciences de l'alimentation

1.1. Les aliments

1.1.1. Différents groupes d'aliments : caractéristiques physiques, biochimiques et organoleptiques ; intérêts nutritionnels ; place de fait et place souhaitable dans l'alimentation ; qualité sanitaire ; formes de conservation et de commercialisation.

1.1.2. Modification de la valeur nutritionnelle et de la valeur organoleptique des aliments lors des transformations subies au cours de leur fabrication, de leur conservation et de leurs traitements culinaires.

1.2. Nutrition

Voir Biochimie-Nutrition

2. Technologies et techniques culinaires

2.1. Techniques culinaires de base

2.1.1. Les modes de cuisson.

Cuisson en milieu aqueux, cuisson à la vapeur.

Grillades, sautés, rôtis, poêlés.

Cuisson à l'étouffée ; braisés et ragoûts.

Fritures.

2.1.2. Différentes liaisons et émulsions.

2.1.3. Différents types de pâtes.

Brisée, sablée, feuilletée.

Levée.

Pâte à crêpe.

2.2. Auxiliaires de préparation

Jus, fonds blancs, fonds bruns, glaces, gelées, farces.

2.3. Applications à la préparation des potages, veloutés, consommés, sauces

3. Technologies et techniques biochimiques

Applications à l'extraction, au fractionnement, à la purification, à l'identification et au dosage de constituants alimentaires :

Broyages, filtrations, solubilisations fractionnées et relargages.

Centrifugation.

Distillation.

Extractions solide-liquide et liquide-liquide.

Dialyse et électro-dialyse.

Chromatographie en phase liquide : adsorption, partage, échanges d'ions, gel-filtration, affinité.

Chromatographie en phase gazeuse.

Méthodes de dosage :

Dosages volumétriques (détermination des points d'équivalence par indicateurs colorés par potentiométrie) ; applications à la protométrie et à l'oxydoréduction ;

Dosages par spectrophotométrie d'absorption moléculaire.

4. Technologies et techniques microbiologiques

Applications à l'analyse et au contrôle de produits alimentaires, au contrôle d'hygiène au niveau des locaux et des équipements de cuisine et de restauration :

Conditionnement et stérilisation d'une préparation culinaire ou d'une denrée alimentaire.

Techniques d'examen microscopique : état frais et colorations usuelles.

Techniques d'ensemencement.

Techniques de numération.