LA CELLULE, UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DES ÊTRES VIVANTS.
Introduction:
Les êtres vivants ont en commun d'être, en partie, constitués de matière organique.
Les molécules organiques sont donc les constituants de base.
On sait également depuis le collège qu'ils sont tous constitués de CELLULES, qui représente le deuxième niveau d'organisation.
Est-ce que toutes les cellules ont la même structure ?
Est-ce que toutes les cellules fonctionnent de la même façon ?
1/ LA CELLULE : UNITE DE STRUCTURE.
On se propose de rechercher si l'on peut retrouver chez tous les êtres vivants, des cellules ayant la même structure de base.
On tentera de mettre en évidence les caractéristiques de ces cellules.
1-1/ La cellule à l'échelle du microscope optique.
BILAN :
Tous les êtres vivants sont constitués de cellules.
Une cellule est un espace limité par une membrane contenant un gel de protéines (cytoplasme) dans lequel baignent de nombreux organites.
Le plus gros des organites est le noyau, les autres organites bien plus petits ne sont pas visibles au microscope optique sauf les chloroplastes dans les cellules végétales.
1-2/ La cellule à l'échelle du microscope électronique.
VOIR TRAVAIL 1 SUR DOCUMENTS : La cellule à l'échelle du microscope électronique (manuel bordas édition 2000).
1-3/ Comparaison de la structure des cellules
TRAVAIL 2 : A l'aide de l'ensemble des informations fournies, complétez le tableau ci-dessus.
TRAVAIL 3 : A l'aide du tableau, expliquez pourquoi il est possible de dire que tous les êtres vivants ont une unité structurale.
BILAN :
Tous les êtres vivants sont constitués de cellules.
Toutes les cellules ont en commun plusieurs constituants : une membrane qui délimite la cellule, un cytoplasme, et un noyau (ou un nucléoïde pour les bacteries) contenant le programme génétique. Il est possible d'observer chez certaines cellules des structures qui n'existent pas chez d'autres (voir tableau précédent).
LA CELLULE EST DONC BIEN L'UNITÉ DE STRUCTURE DU MONDE VIVANT.
Il existe 2 grands types cellulaires, et c'est la façon dont le matériel génétique est organisé qui est à la base de cette première classification des organismes cellulaires :
- LES PROCARYOTES
(du grec pro, primitif, et karuon, noyau) : petites cellules (1 à 10 micromètres) non compartimentées chez lesquelles l'information génétique n'est pas séparée du reste de la cellule ; il n'existe pas de noyau défini et aucun autre organite hormis les ribosomes.
- LES EUCARYOTES
(du grec eu, bon, vrai, et karuon, noyau) : grandes cellules (10 à 100 micromètres) dans lesquelles l'information génétique est stockée dans un noyau, c'est-à-dire un compartiment séparé du reste de la cellule par une enveloppe ; de nombreux autres organites sont présents dans le cytoplasme (mitochondries, vacuoles, chloroplastes, etc..)
2/ LE METABOLISME CELLULAIRE.
Le modèle "CELLULE" semble universel : toutes les cellules vivantes sont constituées des mêmes organites avec quelques particularités comme la présence des chloroplastes dans les cellules des tissus chlorophylliens.
Quelles sont les caractéristiques du fonctionnement cellulaire ?
2-1/ Définition de la notion de métabolisme.
BILAN :
Dans toutes les cellules (comme la cellule de levure) se déroule de très nombreuses transformations chimiques qui constituent ce que l'on appelle le métabolisme. Un exemple de ces transformations chimiques étidié dans le TP 6 est le métabolisme respiratoire pratiqué par de très nombreux êtres vivants. Ce métabolisme respiratoire correspond à une production d'énergie pour la cellule grâce à la dégradation de molécules organiques avec consommation d'oxygène et rejet de CO2 . Cette transformation chimique qui à lieu dans la mitochondrie peut être décrite par la réaction chimique suivante :
C6 H12 O6 (glucose) + 6 O2 --------> 6 CO2 + 6 H2O + Energie disponible pour la cellule
SCHEMA DE SYNTHESE à compléter (légendes et flèches)
2-2/ Le métabolisme est controlé par les conditions du milieu.
BILAN :
Le TP 6 montre que l'ajout de glucose dans le milieu environnant la levure entraine une consommation accrue d'oxygène, qui traduit une accélération du métabolisme respiratoire. Ceci montre que le métabolisme (ici le métabolisme respiratoire) est contrôlé par les conditions du milieu (présence ou non de glucose dans le TP).
2-3/ Le métabolisme d'une cellule est également contrôlé par le patrimoine génétique
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Activité O7 - thème 1
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BILAN :
Le TP 7 montre que l'albinisme (absence de pigmentation de la peau) s'explique par un mauvais fonctionnement d'une enzyme : la tyrosinase, qui ne produit pas de mélanine (pigment brun). Cette tyrosinase étant commandée par un gène (gène TYR), Ceci montre que le métabolisme de la pigmentation de la peau est contrôlé par le patrimoine génétique (gène TYR).
BILAN CHAPITRE 3 : UNE CELLULE EST UN ESPACE LIMITÉ PAR UNE MEMBRANE, DANS LEQUEL SE DÉROULENT DE NOMBREUSES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES, ET QUI ÉCHANGE DE LA MATIÈRE ET DE L'ÉNERGIE AVEC SON ENVIRONNEMENT. L'UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DES ETRES VIVANTS EST UN INDICE DE LEUR PARENTE.