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Chapitre 3 LA CELLULE Gilles Bourbonnais Cours compensateurs Université Laval.

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1 Chapitre 3 LA CELLULE Gilles Bourbonnais Cours compensateurs Université Laval

2 1. Introduction Premiers organismes terrestres (450 M années)

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4 Structure générale d'une cellule animale eucaryote

5 Frontière entre lintérieur et lextérieur de la cellule et compartimentation interne Union des cellules entre elles Échanges entre le cytosol et le liquide interstitiel 2. La membrane cellulaire (3-7) p. 3-9

6 Structure de la membrane Épaisseur : 7 à 8 nm Deux feuillets visibles au microscope électronique

7 Composition chimique Lipides Phospholipides (et glycolipides) Cholestérol (15% à 50% des lipides) Protéines Glucides

8 Comportement des phosphoglycérolipides face à l'eau: Groupement phosphate polaire hydrophile Acides gras non polaires hydrophobes

9 Les phospholipides mélangés à leau peuvent former des liposomes, petites sphères formées dune double couche de molécules.

10 Modèle de la mosaïque fluide Deux couches de phospholipides Les molécules se déplacent sans arrêt les unes par rapport aux autres Protéines à la surface et à travers Polysaccharides attachés aux lipides ou aux protéines Cholestérol entre les phospholipides

11 Cholestérol : rôle dans le maintien de la fluidité de la membrane LIPIDES Phospholipides (deux couches) Cholestérol (15% à 50 % du total des lipides)

12 Propriétés dune membrane de phospholipides : Peut se réparer delle-même Si la membrane est percée ou déchirée, les molécules de phospholipides qui sétaient écartées les unes des autres peuvent à nouveau se rapprocher et fermer louverture. Peut varier facilement sa taille Si on ajoute des molécules de phospholipides, celles-ci se joignent aux autres et la membrane sagrandit. Inversement, elle peut réduire sa taille si on enlève des molécules. Deux sphères peuvent fusionner pour en former une plus grande Permet à une sphère de se diviser Il suffit de resserrer léquateur dune sphère pour obtenir deux sphères.

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14 Protéines de la membrane Transport Enzymes Récepteurs Adhérence entre les cellules Glycoprotéines très variables d'un individu à l'autre. Permettent au système immunitaire de distinguer ses cellules des cellules étrangères.

15 Chaînes de glucides souvent attachées aux lipides (glycolipides) ou aux protéines (glycoprotéines)

16 Passage de substances à travers la membrane peut se faire: Par transport passif (sans dépense d énergie) Par transport actif (avec dépense d énergie) 3. Le transport membranaire (3-10)

17 3.1 Transport passif (3-10) Diffusion simple Diffusion facilitée Osmose

18 3.1.1 Diffusion simple (3-10)

19 Une substance diffuse suivant son gradient de concentration : de la zone la plus concentrée à la zone qui lest moins. Gradient = différence Le gradient de concentration entre deux milieux c'est la différence de concentration entre les deux milieux.

20 Perméabilité sélective La double couche de lipides est perméable: Aux molécules très petites (H 2 O, CO 2, O 2 ) Aux molécules liposolubles (hydrophobes, non polaires) La double couche de lipides est imperméable: Aux grosses molécules et à la plupart des molécules solubles dans leau. Aux ions (K+, Cl-, Na+ )

21 Des protéines de la membrane permettent le passage de ce qui ne peut passer à travers les lipides : Forment des canaux à travers la membrane OU sassocient aux molécules à transporter et les déplacent dans la membrane

22 N.B. Ces canaux sont généralement spécifiques : une seule substance bien précise peut les traverser et aucune autre. Donc, ce n'est pas n'importe quelle substance qui peut traverser la membrane = perméabilité sélective.

23 Les canaux de la membrane sont souvent formés de plusieurs sous-unités :

24 Canal de membrane

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26 Certains canaux peuvent s'ouvrir et se fermer :

27 Exemple: canal ionique permettant le passage d anions

28 Transporteurs de membrane: Peuvent se faire et se défaire rapidement Certains peuvent se fermer et souvrir ==> changement de perméabilité de la membrane Sont souvent très sélectifs

29 Exemple de protéine de transport Canal ouvert Canal fermé

30 3.1.2 Diffusion facilitée (3-12) La diffusion se fait par l intermédiaire d une protéine de la membrane. N.B. Pas de dépense d énergie Se fait selon le gradient de concentration

31 3.1.3 Osmose (3-13) Côté dilué = hypotonique Côté dilué = hypotonique Côté plus concentré = hypertonique Côté plus concentré = hypertonique Membrane perméable à leau

32 Leau se déplace du côté hypotonique (dilué) au côté hypertonique (concentré en soluté)

33 Losmose, cest leau qui se déplace en suivant son gradient de concentration Les molécules de soluté diminuent le nombre de molécules d'eau qui sont libres de se déplacer. L'eau se déplace de là où les molécules libres sont abondantes à là où il y en a moins. Molécules d'eau non libres Molécules d'eau libres

34 Leau traverse la membrane des cellules : En passant entre les molécules de phospholipides En passant par des canaux protéiques spécifiques aux molécules deau : les aquaporines Les aquaporines (on en connaît plus de 200 sortes différentes) sont particulièrement nombreuses dans des cellules comme celles des tubules du rein et des racines des plantes où le passage de leau joue un rôle important. Peter Agre sest mérité le Nobel de chimie 2003 pour sa découverte des aquaporines en 1988

35 Dans la membrane, les aquaporines forment des complexes de quatre canaux accolés molécules deau

36 Hypertonique Hypotonique

37 Globules rouges en milieu: Isotonique Hypotonique Hypertonique

38 Globules rouges en milieu hypertonique

39 SANG LIQUIDE INTERSTITIEL LIQUIDE INTRACELLULAIRE INTESTIN REINS Que se produirait-il si le sang devenait hypertonique ? Et sil devenait hypotonique ? Losmose joue un rôle important dans le déplacement des liquides dans lorganisme

40 Un poisson vivant en eau de mer est-il en milieu hypo, hyper ou isotonique? Eau (par osmose) Sel (par diffusion) Comment le poisson peut-il survivre? Leau de mer est hypertonique

41 3.2 Transport actif (3-15) : Besoin d une source d énergie Peut se faire CONTRE le gradient de concentration Nécessite un transporteur (protéine de transport) Besoin d une source d énergie Peut se faire CONTRE le gradient de concentration Nécessite un transporteur (protéine de transport) Ressemble à la diffusion facilitée (nécessite un transporteur) MAIS:

42 Transport actif

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44 Transport actif permet aux cellules de conserver un milieu intérieur différent du milieu extérieur:

45 Transport en vrac Exocytose Endocytose

46 Exocytose

47 Phagocytose dune bactérie par un globule blanc Phagocytose dun vieux globule rouge par un globule blanc

48 4. Réticulum endoplasmique et appareil de Golgi (3-19) Le réticulum endoplasmique

49 Ribosomes

50 L'appareil de Golgi

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52 5. Mitochondrie (3-20)

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54 Tous les glucides peuvent se transformer en glucose. Glucose = "carburant" dans la respiration cellulaire Tous les glucides peuvent se transformer en glucose. Glucose = "carburant" dans la respiration cellulaire 1 glucose + 6 O 2 6 CO H 2 O + Énergie 5.2 Production d'énergie par respiration Matière organique + O 2 Matière inorganique + H 2 O + Énergie

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56 Énergie fournie par : 1 g de glucides ou 1 g de protéines : 4,1 Kcal 1 g de lipides : 9 kcal Dépenses énergétiques quotidiennes dune personne : 2000 à 3000 Kcal p. 3-22

57 Énergie consommée selon lactivité Énergie fournie par certains aliments Repos total Assis Debout Marche Jouer au tennis 1 kcal / m 1,5 à 2 kcal / m 2 à 3 kcal / m 3 à 5 kcal / m 8 à 12 kcal / m 1 carotte 25 kcal 1 banane 100 kcal 580 kcal 1 Big Mac 550 kcal 320 kcal 1 grosse frite 1 gros Coke USDA National Nutrient Database Lalcool est une forme de glucose partiellement dégradé. Lalcool fournit de lénergie : 1 bière ~ 120 Kcal p kcal

58 6. Le noyau (3-24) Nucléole

59 FINFIN FINFIN


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