Cellules

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CELLULE, ADN ET UNITE DU VIVANT I. Parente et diversite des organismes A. Le plan d’organisation des Vertebres B. La mise en place progressive du plan d’organisation II. La cellule fonde l’unite du vivant A. La cellule : element de base des etres vivants B. Le fonctionnement cellulaire C. Le controle de l’activite cellulaire III. Universalite et variabilite de la molecule d’ADN A. Le support de l’information genetique B. Molecule d’ADN et notion de gene C. La variabilite de la molecule d’ADN et ses consequences D.

Le controle genetique du developpement II. La cellule fonde l’unite du vivant La vie est apparue sur Terre il y a environ 3. 8 Ga sous forme d’organismes tres simples : des bacteries, et encore actuellement l’humain commence sa vie sous une forme tres simple : la cellule ? uf. Nous essayerons donc dans cette partie de comprendre en quoi la cellule est commune aux etres vivants actuels. A. La cellule : element de base des etres vivants. Comparaison de deux cellules vegetales Cellules d’Oignon rouge Cellules d’Elodee

Paroi cellulosique Sans plasmolyse (eau douce) Cytoplasme Vacuole Avec plasmolyse (eau salee) Noyau Chloroplastes Membrane plasmique (existe partout mais visible uniquement ici) Microscope optique ? 600 Comparaison d’une cellule

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vegetale et d’une cellule animale Cellule vegetale Cellule animale Sans plasmolyse (eau douce) Paroi cellulosique Noyau Vacuole Cytoplasme Avec plasmolyse (eau salee) Membrane plasmique Microscope optique ? 400 Microscope optique ? 150 Tous les etres vivants sont constitues de « structures qui se repetent », ayant un aspect particulier.

C’est un physicien anglais, Robert Hooke, qui, en 1665 a observe pour la premiere fois ces structures dans un echantillon de liege. Il les a appelees « cellules » car elles ressemblaient a des petites cavites. Les organismes vegetaux, comme les organismes animaux sont constitues de cellules, ainsi que tout etre vivant. La cellule est donc l’unite de base du vivant. Certains etres vivants ne sont formes que d’une seule cellule (bacteries, levures, certaines algues, etc. ) : ce sont des organismes unicellulaires.

D’autres sont formes de milliards de cellules, specialisees et regroupees en organes qui remplissent une fonction precise. Les cellules de ces organes sont specialisees, c’est a dire qu’elles presentent le plus souvent une forme particuliere : ce sont les organismes pluricellulaires. Cellule : volume limite par une membrane plasmique qui separe un milieu intracellulaire d’un milieu extracellulaire. Dans la cellule se trouve le cytoplasme qui contient le plus souvent un noyau et des compartiments appeles organites. Il existe certaines cellules sans noyaux : Ce sont les Procaryotes.

Celles qui possedent un noyau sont appelees Eucaryotes. (Attention, les globules rouges humains ont perdu leur noyau mais ne sont PAS des Procaryotes) B. Le fonctionnement cellulaire. Les cellules chlorophylliennes (la plupart des cellules vegetales) comme les cellules non chlorophylliennes (toutes les cellules animales, les champignons, certaines bacteries et certaines cellules vegetales) sont le siege d’un ensemble de reactions chimiques de degradation et de synthese de molecules organiques : c’est ce que l’on nomme metabolisme. Les reactions de degradation sont appelees reactions de catabolisme et les reactions de syntheses sont appelees reactions d’anabolisme). 1. Le fonctionnement d’une cellule non chlorophyllienne. En l’absence de glucose, les cellules non chlorophylliennes ne se multiplient pas et finissent par mourir. Une source de matiere organique comme le glucose est donc indispensable a la survie de ces organismes : ils sont heterotrophes. Heterotrophie : utilisation par un etre vivant de matiere organique exterieure pour produire sa propre matiere organique.

Ce type de metabolisme libere du CO2 et s’accompagne d’une absorption de dioxygene. C’est la respiration. Glucose + O2 > H2O + CO2 + energie permettant la synthese de matiere nouvelle. La respiration est assuree par un organite cellulaire : la mitochondrie. 2. Le fonctionnement d’une cellule chlorophyllienne. Les cellules chlorophylliennes se developpent en l’absence de matiere organique : elles sont autotrophes. Autotrophie : utilisation par un etre vivant uniquement de matiere minerale et d’energie pour produire sa propre matiere organique.

Ce type de metabolisme necessite pour la plupart des organismes autotrophe l’utilisation de l’energie lumineuse : c’est la photosynthese. Elle est assuree par un autre organite : le chloroplaste. MAIS le metabolisme heterotrophe necessite egalement la respiration pour etre complet… Schema du metabolisme heterotrophe CYTOPLASME NOYAU Schema du metabolisme autotrophe ENERGIE LUMINEUSE CYTOPLASME NOYAU Chloroplaste Mitochondrie PHOTOSYNTHESE PHOTOSYNTHESE RESPIRATION RESPIRATION Mitochondrie ENERGIE RESPIRATION RESPIRATION

ENERGIE C. Le controle de l’activite cellulaire. Le noyau permet a la cellule eucaryote de survivre et de se multiplier ; de plus il est responsable de ses caracteristiques propres. Le noyau est forme d’une matiere granuleuse et heterogene, la chromatine, qui prend la forme de chromosomes lorsque les cellules se divisent. La chromatine contient toute l’information genetique des cellules eucaryotes ; elle est transmise de generation en generation et elle est le point de controle de l’activite cellulaire.

Les etres vivants actuels paraissent tres varies par leurs aspects, leurs modes et lieux de vie, mais en realite ils possedent de nombreuses caracteristiques communes: – Tous sont formes de cellules. – Au sein de ces cellules, l’energie est produite selon deux grands types de metabolisme : • Autotrophie • Heterotrophie – La respiration et la photosynthese participent a ces metabolismes. – Tous possedent au sein de chacune de leurs cellules un programme genetique contenu dans le noyau chez les Eucaryotes et qui apparait nettement lors de la division sous la forme de chromosomes.