L’ultrastructure des cellules

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1 L’ultrastructure des cellules
Thème 1.2 L’ultrastructure des cellules Idée Essentielle: les eucaryotes ont une structure cellulaire beaucoup plus complexe que les procaryotes.

2 Nature de la science Les développements en matière de recherche scientifique succèdent aux améliorations des appareils ; l’invention des microscopes électroniques a permis de mieux comprendre la structure cellulaire. (1.8) Notions-Clés 1.2 N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation. 1.2 N2 Les eucaryotes ont une structure cellulaire compartimentée. On s’attend à ce que les élèves puissent nommer et décrire brièvement les fonctions de la vie suivantes : la nutrition, le métabolisme, la croissance, la réponse, l’excrétion, l’homéostasie et la reproduction 1.2 N3 Les microscopes électroniques ont une bien plus grande résolution que les microscopes optiques.

3 Nature de la science Les développements en matière de recherche scientifique succèdent aux améliorations des appareils ; l’invention des microscopes électroniques a permis de mieux comprendre la structure cellulaire. (1.8) Compétences et Applications 1.2 A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille. 1.2 A2 Les procaryotes se divisent par fission binaire. 1.2 C1 Schématiser l’ultrastructure des cellules procaryotes d’après des photographies prises au microscope électronique. Les schémas de cellules procaryotes doivent indiquer les pili, les flagelles, la paroi cellulaire et la membrane plasmique englobant le cytoplasme qui contient des ribosomes 70S et un nucleoìde avec ADN nu 1.2 C2 Schématiser l’ultrastructure des cellules eucaryotes d’après des photographies prises au microscope électronique. Les schémas de cellules eucaryotes doivent indiquer une membrane plasmique englobant le cytoplasme qui contient des ribosomes 80S et un noyau ; des mitochondries et d’autres organites membranaires sont présents dans le cytoplasme. Certaines cellules eucaryotes possèdent une paroi cellulaire 1.2 C3 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées.

4 On reconnaît deux grands types de cellules:
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation On reconnaît deux grands types de cellules: Cellules procaryotes (= bactéries) Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules) p. 7 1 à 3 µm en général pas d'organites présents (sauf ribosomes) matériel génétique non enfermé dans un noyau délimité tous unicellulaires Cellules procaryotes: 1 µm = 1/1000 mm

5 1.2 Les Procaryotes (Campbell p.107)
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation 1.2 Les Procaryotes (Campbell p.107) N’ont pas d’organites entourés de membrane Paroi cellulaire (peptidoglycane) Thylakoides(bactéries photosynthétiques seulement) Membrane cellulaire Cytoplasme Pili Flagelle Ribosome (Milliers) Région nucléoïde

6 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation
Cellule Procaryote Attention: Dessiner et annoter seulement les parties que vous voyez. N’ajouter pas de structures parce que vous pensez qu’elles devraient y être

7 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation

8 Paroi cellulaire Protège et maintient la forme de la cellule
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation Paroi cellulaire Protège et maintient la forme de la cellule Composée de complexe de protéines - peptoglycane Certaines bactéries ont une couche additionnelle composée de polysaccharide à l’extérieur de la paroi. Rôle de cette couche – adhérence aux structures (dents, peau, nourriture)

9 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation
Les algues bleues responsables de la pollution de certains lacs sont des colonies de bactéries photosynthétiques.

10 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation
Gram (Campbell page ) Gram Positif Paroi simple avec ++ pepto-glycane Gram Négatif Paroi plus complexe avec membrane externe de lipo-polysaccharides Plus dangereuse car protégée par la membrane externe qui est toxique Et sont résistante aux antibiotiques

11 Membrane cellulaire Juste à l’intérieur de la paroi cellulaire.
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation Membrane cellulaire Juste à l’intérieur de la paroi cellulaire. Composition similaire aux cellules eucaryotes Contrôle le mouvement des matériaux qui entrent et sortent de la cellule. Joue un rôle dans la fission binaire. Le cytoplasme occupe tout l’intérieur de la cellule. La structure la plus visible au microscope est le chromosome ou la molécule d’ADN. Aucune compartimentation donc tous les processus se font dans le cytoplasme.

12 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation
Pili et Flagelle Pili - Structure qui ressemble à un cheveu chez certaines bactéries. Utilisée pour s’attacher Fonction primaire – Joindre les bactéries pour l’échange de l’ADN d’une cellule à l’autre. (Reproduction sexuelle) Si la bactérie a une flagelle, ce ne sont plus des pilis. La flagelle permet la mobilité de la cellule.

13 Le Ribosome Présent dans toutes les cellules procaryotiques.
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation Le Ribosome Présent dans toutes les cellules procaryotiques. Fonction – Synthèse des protéines Grande quantité avec haute production de protéines. Apparence granulaire au microscope.

14 La région nucléoïde Sans compartimentation.
1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation La région nucléoïde Sans compartimentation. Contient 1 brin circulaire simple, continu et long de l’ADN. Région est impliquée dans le contrôle cellulaire et la reproduction. Contient chromosomes bactériens et des plasmides. Plasmides ne sont pas reliées aux chromosomes principal et se réplique indépendamment de l’ADN chromosonal. Permet l’échange du matériel génétique.

15 1.2.N1 Les procaryotes ont une structure cellulaire simple sans compartimentation
De bons sites pour en savoir davantage sur la structure des procaryotes:

16 La fission binaire Processus simple. L’ADN est copiée
1.2.A2 Les procaryotes se divisent par fission binaire La fission binaire Processus simple. L’ADN est copiée les chromosomes filles s’attachent aux différentes régions de la membrane cellulaire. Élongation de la cellule. La cellule se divise en 2 cellules filles identiques.

17 1.2.A2 Prokaryotes divide by binary fission.
1.2.A2 Les procaryotes se divisent par fission binaire Les procaryotes se reproduisent de façon asexuée avec un processus de fission binaire L’ADN est répliqué semi conservative [2.7.N1] Les deux boucles d’ADN s’attachent à la membrane La membrane s’allonge et se pince (cytokinèse) pour former deux cellules distinctes Les deux cellules filles sont génétiquement identiques (clones) La fission binaire est aussi utilisée par certains organites des eucaryotes [1.5.N3]

18 1.2.C1 Schématiser l’ultrastructure des cellules procaryotes d’après des photographies prises au microscope électronique

19 1.2.A2 Les procaryotes se divisent par fission binaire

20 Les bactéries se reproduisent très rapidement
1.2.A2 Les procaryotes se divisent par fission binaire Les bactéries se reproduisent très rapidement La masse des bactéries sur Terre est supérieure à celle de toutes les plantes de la planète. Moins de 1% des bactéries vivent dans les animaux ou humains. 92% à 94% vivent dans le sol. Nombre estimé de bactéries sur Terre (W. Whitman, Un. de Georgia) = 5 x = 5 millions de fois le nombre total de flocons de neige qui tombent sur tout le Canada au cours de l’hiver En les regroupant, on formerait un cube de 11 Km de côté (le total de l’humanité formerait un cube de 700 m de côté).

21 Nombreux organites internes faits de membranes.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cellules eucaryotes : 5 à 100 µm en général Nombreux organites internes faits de membranes. Matériel génétique délimité par une membrane = noyau

22 Cellule procaryote Cellule eucaryote
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cellule procaryote Cellule eucaryote

23 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Structure générale Modèle général : il existe d’innombrable forme

24 Le noyau Structure générale Contient les gènes (ADN)
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Le noyau Structure générale Contient les gènes (ADN) Chromatine ou chromosome La membrane nucléaire est double. Nucléoles : assemblage des ribosomes.

25 Noyau Dans une région isolée contenant l’ADN.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Noyau Dans une région isolée contenant l’ADN. Entouré d’une membrane double (enveloppe nucléaire) Contient des pores pour les échanges. Permet la production de l’ADN à l’abris des fonctions de la cellule.

26 Noyau ADN. Sous forme de chromosomes
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Noyau ADN. Sous forme de chromosomes Nombre de chromosomes varie par espèce. Contient le code génétique Chromosomes sont visibles seulement durant la division. Le reste du temps, l’ADN est sous forme de chromatine. La chromatine contient des brins d’ADN et des protéines (histones) Nucléosome – Combinaison de 8 histones et 1 brin d’ADN Position – centre (côté chez certaines plantes)

27 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Question Lorsqu’une cellule entame son processus de division, sa chromatine se comprime de plus en plus. Le nombre de chromosomes varient-il durant ce processus. Expliquez votre réponse

28 Cytoplasme Zone entre la membrane cellulaire et le noyau. Comprend :
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cytoplasme Zone entre la membrane cellulaire et le noyau. Comprend : le cytosol (la solution) les organites Des inclusions: dépend du type de cellules (ex: pigments, lipides, mucus etc.)

29 Cytoplasme Région de la cellule à l’intérieur de la membrane.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cytoplasme Région de la cellule à l’intérieur de la membrane. Où l’on retrouve les organites Cytosol – portion liquide entre les organites

30 Réticulum endoplasmique
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Réticulum endoplasmique

31 Réticulum endoplasmique
Réseau de tubes ou canaux entre le noyau et la membrane. Rôle de transport interne des matériaux Divisé en 2 types: Lisse et Rugueux 2 types sont présents dans les cellules. Le RE rugueux sont normalement plus près du noyau.

32 RER Sécrétion des hormones dans la circulation sanguine
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille RER Sécrétion des hormones dans la circulation sanguine Emballe les protéines produites par le ribosome dans des vésicules de transport

33 Le Réticulum Endoplasmique Rugueux (rER)
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Le Réticulum Endoplasmique Rugueux (rER) Consiste en sacs membranaires aplatis, les citernes Souvent près du noyau 80S Ribosomes sont attachés à l’extérieur des citernes rER synthétises les protéines qui sont transportées par les vésicules, vers l’appareil de Golgi pour être modifiées avant leur sécrétion Sécrétion des hormones dans la circulation sanguine Emballe les protéines produites par le ribosome dans des vésicules de transport Réticulum Endoplasmique lisse Aucun ribosome présent On n’étudie pas cette structure dans le cours Dessiner un diagramme simple

34 Réticulum endoplasmique
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Réticulum endoplasmique RE rugueux. Contient des ribosomes impliqués dans la synthèse des protéines: Développement des protéines Transport des protéines. Protéines deviendront possiblement des membranes, enzymes, etc.

35 Les ribosomes Fct : synthèse des protéines Décodent l’ARN
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Les ribosomes Fct : synthèse des protéines Décodent l’ARN Donnent l’aspect rugueux du RER. Source: Reece, Jane. et al. Campbell Biologie. Montréal. ERPI

36 Ribosomes Structure sans membrane externe. Synthèse des protéines.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Ribosomes Structure sans membrane externe. Synthèse des protéines. Libre dans le cytoplasme ou attaché au RE. Toujours composé d’ARN et de protéines. Ribosomes des eucaryotes sont plus grands et plus denses Formés de 2 sous-unités Eucaryotes Procaryotes 80S 70S L’unité de mesure est l’unité Svedberg, une mesure du taux de sédimentation en centrifugation au lieu de la grandeur ce qui explique pourquoi les fragments ne s’additionne pas (70S est composé de 50S et 30S).

37 REL (lisse) Pas dans toutes les cellules
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille REL (lisse) Pas dans toutes les cellules Pas de ribosome (donc pas de synthèse de protéines). Dégrade le cholestérol. Détoxication (beaucoup dans le foie). Métabolisme des glucides Synthèse des lipides Stockage d’ions calcium (muscles)

38 Réticulum endoplasmique
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Réticulum endoplasmique RE lisse. Le RE lisse contient des enzymes sur sa surface pour: Production de la membrane phospholipides et de lipides Production des hormones sexuelles telles que la testostérone et l’œstrogène. Désintoxication des drogues dans le foie. Stockage des ions de calcium requis pour la contraction des cellules musculaires. Transport des composés à base de lipides. Aide à la libération de glucose dans le sang.

39 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille

40 Appareil de Golgi Beaucoup de vésicules du RE se dirigent ici.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Appareil de Golgi Beaucoup de vésicules du RE se dirigent ici. Gère la distribution des protéines dans la cellule Emballe et modifie les protéines arrivant du RER. Fabrique de macromolécules Fabrication de la membrane.

41 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Appareil de Golgi Image du noyau, du Réticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi : noyau (enveloppe nucléaire) pore nucléaire réticulum endoplasmique granuleux (REG) réticulum endoplasmique lisse (REL) ribosome sur le REG protéines transportées vésicule golgienne appareil de Golgi face cis d'un dictyosome face trans d'un dictyosome saccules membranaires d'un dictyosome

42 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Appareil de Golgi Apparence de sacs aplatis empilés l’un sur l’autre similaire au rER. Fonctions: Collecte, mise en paquet, modification des distribution des matériaux produits par la cellule. Partie plus près du RE rugueux est appelé cis Reçoit les produits du RE. Se déplaces dans les citernes. Libéré de l’autre côté - trans. Sous forme de petites vésicules. Vésicules transportent les matériaux à l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Très communes dans les cellules des glandes (pancréas)

43 Proche de la membrane cellulaire
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Proche de la membrane cellulaire Les citernes sont plus courtes et plus recourbées

44 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Lysosomes Source: Reece, Jane. et al. Campbell Biologie. Montréal. ERPI

45 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Lysosomes Centre de digestion intracellulaire. Ne contiennent pas de structures définies (circulaire) Sac contenant des enzymes Enzymes hydrolytiques. Catalyse le bris des protéines, acides nucléiques, lipides et les hydrates de carbone. S’attache aux organites endommagés ou vieux pour les détruire. Bon recycleur Intérieur est acide (nécessaire pour l’hydrolyse) Concentration élevée en enzymes (protéine) cause l’organite à tacher fortement donc une apparence foncée sur les micrographies

46 La mitochondrie Fct: transformation énergétique. Double-membrane.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille La mitochondrie Fct: transformation énergétique. Double-membrane. Énergie ATP Quantité proportionnelle au travail cellulaire (métabolisme cellulaire). Mitochondrie de cellules des poumons de mammifères

47 Production d’énergie par respiration cellulaire
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Production d’énergie par respiration cellulaire Matière organique (nutriment) + O2 Matière inorganique + H2O + Énergie Tous les glucides peuvent se transformer en glucose. Glucose = "carburant" dans la respiration cellulaire 1 glucose + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Énergie L’énergie est récupérée pour former de l’ATP

48 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille ATP

49 Mitochondrie Organite cylindrique.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Mitochondrie Organite cylindrique. Ordre de grandeur : similaire à une bactérie Contiennent leur propre ADN (Chromosome circulaire) Produit ses propres ribosomes. (70s) Membrane double – Membrane externe est lisse. Membrane interne est repliée avec des crêtes. Crêtes offrent une plus grande surface pour les échanges. Liquide interne – Matrice Zone entre les membranes – Espace inter membranaire. Rôle de production d’énergie – l’ATP Quels types de cellules contiennent le plus de mitochondrie.

50 Mitochondrie Cristae = Crêtes

51 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Mitochondrie

52 Centrosomes Entre organisateur des microtubules:
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Centrosomes Entre organisateur des microtubules: Neuf triplets de microtubules Contient une paire de centrioles Souvent absent chez les végétaux

53 Vacuoles Proviennent de RE et de l’appareil de Golgi
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Vacuoles Proviennent de RE et de l’appareil de Golgi Partie intégrantes des membranes donc perméabilité et transport Font la digestion via enzymes Stockage Chez les plantes, grossit avec la croissance de la plante

54 Membrane simple avec liquide à l’intérieur
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Vacuoles Membrane simple avec liquide à l’intérieur Chez les plantes , les vacuoles sont larges et permanentes, occupant souvent la majorité du volume de la cellule Chez les animaux, les vacuoles sont plus petites et temporaires, et sont utilisées pour une variété de raisons telle que L’absorption de la nourriture et leur digestion Issues du RE et de l’appareil de Golgi Partie intégrantes des membranes donc perméabilité et transport Font la digestion via enzymes Stockage Chez les plantes, grossit avec la croissance de la plante

55 ANIMAUX seulement* Flagelle (Flagella pl.)
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Flagelle (Flagella pl.) Projection mince (normalement seule) de la surface de la cellule. Contient des microtubules Utilisée pour déplacer la cellules ANIMAUX seulement* *Les cellules de plantes matures ne possèdent pas de cils ou de flagelle, mais certains gamètes sont mobiles et en ont. Ceci est rare et vous n’êtes pas requis de le savoir.

56 ANIMAUX seulement* Cils Projection mince de la surface de la cellule.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cils Projection mince de la surface de la cellule. Contient des microtubules Utilisé pour le déplacement de cellule ou bien de déplacer les liquides près de la cellule ANIMAUX seulement* * Les cellules de plantes matures ne possèdent pas de cils ou de flagelle, mais certains gamètes sont mobiles et en ont. Ceci est rare et vous n’êtes pas requis de le savoir.

57 Petites fibres cylindriques nommées microtubules
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Microtubules Petites fibres cylindriques nommées microtubules Ont une variété de fonctions, ex. partie de la structure de la flagelle et joue un rôle dans la division cellulaire. Centrioles Consiste en deux groupe de neuf microtubules triples Se retrouvent surtout dans les cellules animales, mais non présentes dans les plantes vasculaires ou les champignons.

58 Chloroplastes Chez les algues et les plantes.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Chloroplastes Chez les algues et les plantes. Contient membranes double Ordre de grandeur – similaire à une bactérie Contient des thylakoïdes Peuvent se reproduire

59 PLANTES seulement Chloroplaste
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Chloroplaste Plusieurs, mais pas toutes les cellules végétales contiennent des chloroplastes Une membrane double entoure le chloroplaste L’intérieur est une pile de thylakoïdes Chaque thylakoïde est un disque composé de membrane aplatie La forme des chloroplastes varie mais est normalement ovale (ovoïde) Le site de la photosynthèse alors où le glucose est produit. Grains d’amidons sont présents si la photosynthèse a lieue rapidement. PLANTES seulement

60 PLANTS ONLY Cell wall an extracellular component not an organelle.
1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille PLANTS ONLY Cell wall an extracellular component not an organelle. secreted by all plant cells (fungi and some protists also secrete cell walls). Plant cell walls consist mainly of cellulose which is: Permeable - does not affect transport in and out of the cell Strong – gives support to the cell and prevent the plasma membrane bursting when under pressure Hard to digest –resistant to being broken down, therefore lasts along time without the need for replacement/maintenance

61 1.2.A1 La structure et la fonction des organites au sein des cellules glandulaires exocrines du pancréas et des cellules du parenchyme palissadique de la feuille Cellule végétale

62 Questions Dressez un tableau comparatif des cellules procaryotes et Eucaryotes Comparez les cellules animales et végétales Si les plantes font la photosynthèse, pourquoi ont-ils besoin de mitochondrie

63 1.2.N3 Les microscopes électroniques ont une bien plus grande résolution que les microscopes optiques Resolution is defined as the shortest distance between two points that can be distinguished Light microscopes are limited in resolution by the wavelengths of visible light (400–700 nm). Electrons have a much shorter wavelength (2 – 12 pm) therefore electron microscopes have a much higher resolution Light microscopes are usually limited to 1000x because, due to the resolution, nothing is gained by increasing the magnification – try zooming in on an image on your laptop or phone after a certain point there is no benefit to zooming in as the image becomes pixelated resolution Millimetres (mm) Micrometres (μm) Nanometres (nm) Human eye 0.1 100 100,000 Light microscopes 0.0002 0.2 200 Electron microscopes 0.001 1

64 Light microscopes allow us to see the structure of cells
1.2.N3 Les microscopes électroniques ont une bien plus grande résolution que les microscopes optiques Ultrastructure is all the structures of a biological specimen that are at least 0.1nm in their smallest dimension Light microscopes allow us to see the structure of cells Electron microscopes allow us to see the ultrastructure of cells, such as these pancreatic exocrine cells Electron microscopes can see viruses (0.1μm diameter) , but light microscopes cannot

65 There are several advantages in being compartmentalized:
1.2.N2 Les eucaryotes ont une structure cellulaire compartimentée There are several advantages in being compartmentalized: Effeciency of metabolism - enzymes and substrates can localized and much more concentrated Localised conditions - pH and other such factors can be kept at optimal levels. The optimal pH level for one process in one part of the cell Toxic / damaging substances can be isolated, e.g. digestive enzymes (that could digest the cell itself) are stored in lysosomes Numbers and locations of organelles can be changed dependent on the cell’s requirements.

66 1.2.U2 Eukaryotes have a compartmentalized cell structure.
1.2.N2 Les eucaryotes ont une structure cellulaire compartimentée This is a good drawing, but the nucleus should show a double membrane and small pores (gaps) in the membrane.

67 1.2.U2 Eukaryotes have a compartmentalized cell structure.
1.2.N2 Les eucaryotes ont une structure cellulaire compartimentée 1.2.U2 Eukaryotes have a compartmentalized cell structure. Vesicle membrane sac containing proteins ready for secretion This drawing is a better diagram, but lack a scale bar.

68 Secretory granules (dark spheres)
1.2.S2 Drawing of the ultrastructure of eukaryotic cells based on electron micrographs. 1.2.C2 Schématiser l’ultrastructure des cellules eucaryotes d’après des photographies prises au microscope électronique Draw a pancreas exocrine cellfrom the image below. You should be able to label the following structures: plasma membrane mitochondria rER Nucleus Secretory granules (dark spheres)

69 1.2.S2 Drawing of the ultrastructure of eukaryotic cells based on electron micrographs.
1.2.C2 Schématiser l’ultrastructure des cellules eucaryotes d’après des photographies prises au microscope électronique Draw a single palisade mesophyll cell from the image below. You should be able to label the following structures: cell wall plasma membrane chloroplasts vacuole nucleus cytoplasm mitochondria

70 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quelle structure pouvez-vous identifier sur cette image TEM à coloration fausse

71 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quelle structure pouvez-vous identifier sur cette image TEM à coloration fausse

72 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule

73 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule. Evidence & conclusions: Nucleus present No cell wall – this is an animal cell rER is present and dominates the cell – lots of protein product is made for secretion Lots of mitochondria – the synthesis of protein requires enegy – this a metabolically active cell Lots of secretory granules/vesicles near the inside border Likely to be a cell that specializes in secreting a protein product, possibly a hormone or enzyme Is in fact: a mammalian exocrine secretory cell from the pancreas

74 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule.

75 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule. Evidence & conclusions: Nucleus present No cell wall – this is an animal cell Cells closely packed – does not allow infiltration of substances from the lumen Has a cilia dominated ‘brush border’ adjacent to a lumen – cilia are moving fluids in the lumen Likely to be a protective layer of cells that actively sweep fluids away from the surface Is in fact: ciliated epithelial cell from a mammalian lung

76 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule.

77 1.2.C2 Interpréter des photographies prises au microscope électronique pour identifier des organites et déduire la fonction de cellules spécialisées 1.2.S3 Interpretation of electron micrographs to identify organelles and deduce the function of specialized cells. Quels organites pouvez-vous identifier dans la couche supérieure de cellules? Penser au rôle des organites qui sont les plus communs et déduire la fonction de la cellule. Evidence & conclusions: Cell wall present – must be a plant cell No chloroplasts – must be found inside the stem or in the roots Vacuoles relatively small – the cell does not have a storage, transport or support function Nucleus relatively large / cell size small – likely to be a new cell recently undergone mitosis Possibly recently divided cell tissue from a plant root Is in fact: a plant cell found at the root-tip