Quelle est la nature des grandeurs mesurées par les biologistes ?

[Etienne2030]

Bonjour à tous,

Quelle est la nature des grandeurs mesurées par les biologistes ? Est-ce que ce sont toujours des grandeurs chimiques ? Est-ce que ce sont parfois des grandeurs physiques ? Est-ce que ce sont parfois des grandeurs qui ne sont ni chimiques, ni physiques ? Si oui, quelle est leur nature ?

Que fait un biologiste lorsqu'il explique le fonctionnement d'un organisme ? Est-ce qu'il se contente de révéler les réactions chimiques qui se produisent dans cet organisme ?

Pour savoir si une réaction chimique théorique est bien la réaction chimique qui se produit dans un micro-organisme ( par exemple dans une mitochondrie ), des biologistes doivent mesurer des concentrations de substances. Mais pour pouvoir mesurer une concentration infinitésimale d'une substance dans un micro-organisme, ils doivent amplifier cette réaction chimique. Comment font-ils pour amplifier une réaction qui se produit dans un micro-organisme ?

Merci.

Bien à vous.

Etienne
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[Flyingbike]

Bonjour

Je veux bien essayer de vous répondre, mais vous pourriez expliquer d'ou proviennent ces questions ? est-ce dans un cadre scolaire ? de la curiosité ?

[Geb]

Bonjour,

Moi, ce que je comprends de tout cela, c’est que l’initiateur de cette discussion souhaiterait qu’on lui explique comment, c’est-à-dire avec quelles techniques, à partir de quelles données expérimentales (c’est ce que j’entends par "grandeurs physiques ou chimiques"), les biochimistes ont fait pour déterminer, par exemple, le cycle de Krebs au sein des mitochondries chez les eucaryotes.

C’est bien ça ?

Sans doute qu’à partir de là on pourra effectivement avoir une base à partir de laquelle répondre aux questions posées sans trop rester dans le vague.

Après, je suis d'accord avec Flyingbike : ce serait très utile de connaître le contexte dans lequel sont nées ces questions.

Cordialement.

[Flyingbike]

Bonjour,

Moi, ce que je comprends de tout cela, c’est que l’initiateur de cette discussion souhaiterait qu’on lui explique comment, c’est-à-dire avec quelles techniques, à partir de quelles données expérimentales (c’est ce que j’entends par "grandeurs physiques ou chimiques"), les biochimistes ont fait pour déterminer, par exemple, le cycle de Krebs au sein des mitochondries chez les eucaryotes.

C’est bien ça ?

Sans doute qu’à partir de là on pourra effectivement avoir une base à partir de laquelle répondre aux questions posées sans trop rester dans le vague.

Après, je suis d'accord avec Flyingbike : ce serait très utile de connaître le contexte dans lequel sont nées ces questions.

Cordialement.

Je comprends la même chose. On pourrait passer des heures à en discuter et à donner des exemples tant c'est varié, c'est pour cela qu'une restriction du champ serait peut être utile

[A voir en vidéo sur Futura]

[Etienne2030]

Bonjour à tous,

Merci pour vos réponses.

Je suis un étudiant en sciences de gestion. J'envisage de compléter mes connaissances en étudiant une branche de la biologie.

Par grandeur physique ou chimique j'entends une variable qui sert à décrire un phénomène. Je sais que des physiciens mesurent des longueurs, des masses, des intensités, des puissances, des flux, des longueurs d'onde,... je sais aussi que des chimistes mesurent des PH, des températures, des concentrations,... mais je ne sais pas ce que les biologistes mesurent dans leur laboratoire. J'imagine donc ( je peux me tromper ) qu'ils mesurent parfois des grandeurs physiques ( par exemple la masse de tel animal à sa naissance ) et qu'ils mesurent parfois des grandeurs chimiques ( par exemple la concentration d'oxygène dans le sang d'un être vivant dans telles circonstances ) donc je suppose qu'il n'existe pas de variable mesurable qui est spécifique à la biologie ( une grandeur mesurable inconnue des physiciens et des chimistes ).

Ensuite, je me demande à quoi ressemble une théorie de la biologie. J'ai cru comprendre qu'elle décrit des phénomènes ( par exemple l'évolution dans le temps d'un embryon ) et qu'elle explique des phénomènes ( par exemple la photosynthèse ). Donc je me demande ce que font les biologistes quand ils expliquent un phénomène biologique. Je n'ai trouvé qu'une seule réponse ( est-ce la seule ? ) à cette question : ils font connaître les réactions chimiques qui se produisent dans un organisme vivant.

Donc je me demande enfin comment font les biologistes pour expérimenter une théorie biologique qui stipule que telle réaction chimique se produit dans tel organisme vivant microscopique. Autrement dit, comment font-ils pour mesurer une concentration d'une substance chimique dans un organisme vivant microscopique afin de vérifier qu'une théorie est exacte ?

Avec mes remerciements,

Etienne

[Etienne2030]

Faire cela est un exploit car nous savons tous que les instruments de mesure ( par exemple une balance ) possèdent un seuil de détection en dessous duquel ils sont aveugles.

[minushabens]

Si tu veux démontrer qu'une certaine bactérie synthétise une certaine molécule tu n'es pas obligé d'observer une unique bactérie. Tu peux prendre une colonie contenant quelques milliards de bactéries toutes identiques.

[Flyingbike]

Bonjour à tous,

Merci pour vos réponses.

Je suis un étudiant en sciences de gestion. J'envisage de compléter mes connaissances en étudiant une branche de la biologie.

Par grandeur physique ou chimique j'entends une variable qui sert à décrire un phénomène. Je sais que des physiciens mesurent des longueurs, des masses, des intensités, des puissances, des flux, des longueurs d'onde,... je sais aussi que des chimistes mesurent des PH, des températures, des concentrations,... mais je ne sais pas ce que les biologistes mesurent dans leur laboratoire. J'imagine donc ( je peux me tromper ) qu'ils mesurent parfois des grandeurs physiques ( par exemple la masse de tel animal à sa naissance ) et qu'ils mesurent parfois des grandeurs chimiques ( par exemple la concentration d'oxygène dans le sang d'un être vivant dans telles circonstances ) donc je suppose qu'il n'existe pas de variable mesurable qui est spécifique à la biologie ( une grandeur mesurable inconnue des physiciens et des chimistes ).

Ensuite, je me demande à quoi ressemble une théorie de la biologie. J'ai cru comprendre qu'elle décrit des phénomènes ( par exemple l'évolution dans le temps d'un embryon ) et qu'elle explique des phénomènes ( par exemple la photosynthèse ). Donc je me demande ce que font les biologistes quand ils expliquent un phénomène biologique. Je n'ai trouvé qu'une seule réponse ( est-ce la seule ? ) à cette question : ils font connaître les réactions chimiques qui se produisent dans un organisme vivant.

Donc je me demande enfin comment font les biologistes pour expérimenter une théorie biologique qui stipule que telle réaction chimique se produit dans tel organisme vivant microscopique. Autrement dit, comment font-ils pour mesurer une concentration d'une substance chimique dans un organisme vivant microscopique afin de vérifier qu'une théorie est exacte ?

Avec mes remerciements,

Etienne

Bonjour

On peut manipuler toutes sortes de grandeurs et de dimensions en biologie. Je pense que vous donner des exemples concrets de mesures et de contexte sera assez parlant, du moins pour un début :

-des longueurs, surfaces et volumes, de toute sorte : taille d'un être vivant (m, cm, mm..), surface d'un feuillage (cm2, m2, km2 pour des forets entières par exemple), volume d'une cellule (pL, µm3,...). Mais aussi des longueurs beaucoup plus petites : dimensions d'une molécule (nm), diamètre d'un pore cellulaire (nm), longueur d'une liaison...

-des masses : soit directement, par pesée (poids d'une souris en g, poids de matériaux biologiques (jusqu'au mg, µg...) ; soit indirectement, à travers une autre mesure : en mesurant une absorbance, par exemple, ou une fluorescence, on peut "quantifier" des quantités très petites : quelques pg d'ADN par exemple)

-des nombres : compter des cellules, des micro organismes, on manipule des nombres de 10^10 par exemple

-des grandeurs électriques : en électrophysiologie, on est capable de mesurer des courants de l'ordre du pA, des polarisations membranaires de l'ordre du mV, des capacités, etc...

-des temps : demi-vie d'une molécule dans un organisme, temps de doublement d'une population cellulaire...

-des activités de radioéléments : vitesse d'incorporation d'un traceur radiomarqué, mesures de flux métaboliques en mesurant ses dérivés...
-des pH : certains phénomènes biologiques sont caractérisés par sa variation, par exemple..
...
La liste est sans fin, puisque toutes ces grandeurs peuvent parfois se déduire directement indirectement les unes des autres.

Par exemple, pour répondre à votre 3e point :

Si on s'intéresse à une réaction en particulier dans un organisme en particulier, on peut la mettre en évidence de plusieurs façons. Quelques exemples :
-mesure directe (dosages)
-mesures par un traceur radioactif et quantification des produits radiomarqués de la réaction
-mesures par un traceur isotopique froid, puis mesure par spectrométrie de masse
-mesures in situ avec un "rapporteur", par exemple une molécule R qui émet des photons en présence d'une substance S. De cette façon, par exemple, on peut mesurer des réactions avec une sensibilité de quelques µM, voire moins, avec une résolution temporelle de l'ordre de la milliseconde, dans une seule cellule, voire même dans un des compartiments intracellulaires d'une cellule
....


Je ne développe pas plus, car les possibilités sont quasi infinies et cela pourrait partir dans tous les sens. N'hésitez pas à demander des précisions.

[Etienne2030]

Bonjour à tous,

Merci beaucoup. Grâce à vos réponses, ma représentation du travail d'un biologiste est plus concrète.

Etienne

[FinalSpark]

Exemple concret pour la partie electrophysiologie, voici des mesures temps réel en uV de potentiels d’action sur nos neurosphères (neurones humains):
https://bioserver.net/live/