Cours DAEU B 6 octobre 2009 Sakina TORCH Objectifs : 1- Définir une cellule eucaryote/ procaryote 2- caractéristiques des cellules eucaryotes (animales / végétales) 3- échelles de tailles en biologie. Ouvrages de référence : 1- Sciences de la Vie et de la Terre , 1ère S, Programme 2001 Bordas, Collection Raymond Tavernier et Claude Lizeaux. 2- Sciences de la Vie et de la Terre, Tle S, Programme 2002,

Comment définir un « être vivant » ? Mouvement ? Sensibilité ? Mort ? Complexité ?

Les propriétés fondamentales de la vie ? 1- Organisation cellulaire : Les organismes vivants se composent d’une (unicellulaires) ou plusieurs cellules (pluricellulaires) . 2- Sensibilité Les organismes vivants répondent à différents stimuli , mais de manière différente. 3- Croissance / développement : Tous les organismes assimilent de l’énergie pour assurer les processus de croissance. Tous subissent des changements au cours de leur croissance et maturation. 4- Reproduction : Tous se reproduisent en transmettant de nouveaux individus de génération en génération. 5- Régulation : Tous disposent de systèmes de régulation qui coordonnent leurs activités. 6- Homéostasie : Tous maintiennent des conditions internes relativement constantes et différentes de celles de leur environnement. Mais aussi…………

Et surtout, l’hérédité … Tous les organismes vivants possédent un système génétique. Le support de l’information génétique c’est l’ADN, une longue molécule complexe capable de réplication. Cas des virus : Ils sont pourvus d’acides nucléiques mais ne possèdent pas de système génétique fonctionnel, ils ne peuvent donc ni utiliser ni reproduire leurs gènes en dehors d’une cellule vivante qu’ils infestent.

L’unité structurale du vivant : La cellule. Organismes Pluricellulaires Cellules regroupées en tissus Cellule : cytoplasme entouré par une membrane plasmique Cellules eucaryotes : avec vrai noyau Cellules procaryotes : pas de noyau

Quelles sont les caractéristiques des cellules? 1- La cellule contient le matériel génétique. Ce matériel est contenu ce matériel se présente dans un noyau sous forme d’une seule molécule circulaire Eucaryotes Procaryotes cytoplasme noyau Bactérie intestinale

Quelles sont les caractéristiques des cellules? 1- La cellule contient le matériel génétique. Ce matériel est contenu ce matériel se présente dans un noyau sous forme d’une seule molécule circulaire Eucaryotes Procaryotes 2- La cellule est constituée d’un cytoplasme. Dans le cytoplasme, on trouve les différentes molécules utilisées par la cellule pour ses multiples activités : sucres, acides aminés, protéines de structure. On trouve également les organites délimités par une membrane. Ces organites vont définir différents compartiments dans la cellule.

Quelles sont les caractéristiques des cellules? 1- La cellule contient le matériel génétique. Ce matériel est contenu ce matériel se présente dans un noyau sous forme d’une seule molécule circulaire Eucaryotes Procaryotes 2- La cellule est constituée d’un cytoplasme. Dans le cytoplasme, on trouve les différentes molécules utilisées par la cellule pour ses multiples activités : sucres, acides aminés, protéines. On trouve également les organites délimités par une membrane. Ces organites vont définir différents compartiments dans la cellule. 3- La cellule est délimitée par une membrane plasmique. La membrane plasmique sépare le contenu interne de la cellule de son milieu environnant. Cette membrane est constituée de lipides (phospholipides) et de protéines.

Exemple de cellule eucaryote animale Sur cette coupe de tissu épithélial intestinal, 1- repérez les noyaux des cellules 2- localisez le cytoplasme cellulaire 3- situez les limites entre les cellules

Exemple du tissu épithélial de l’intestin : La cellule eucaryote animale Exemple du tissu épithélial de l’intestin : x40 x1000 Villosités intestinales Les cellules eucaryotes animales sont regroupées en tissus. Il existe cependant des cellules circulantes (cellules sanguines) x400

La cellule eucaryote végétale Exemple de l’épiderme d’oignon blanc Sur cet épiderme d’oignon blanc, 1- repérez les noyaux des cellules 2- repérez les limites entre les cellules

Identifier les structures communes aux cellules eucaryotes animales et végétales, à l’aide des exemples ci dessous :

Identifier les structures communes aux cellules eucaryotes animales et végétales, à l’aide des exemples ci dessous :

La cellule eucaryote Exemple des cellules végétales : Cellules d’épiderme d’oignon N cytoplasme vacuole N N Paroi végétale

La cellule procaryote : pas de vrai noyau Chromosome bactérien Le chromosome unique se trouve dans le cytoplasme, sans enveloppe autour délimitant un noyau.

Exemples de Bactéries observées Au microscope électronique

Quelques repères en biologie Noyaux Bactéries Mitochondries atomes Longueur de certaines Cellules musculaires Ou nerveuses Protéines lipides Œuf de grenouille 10m 1m 1dm 1cm 1mm 100µm 10µm 1µm 100nm 10nm 1nm 0,1nm Taille des humains La plupart des cellules animales et végétales virus ribosomes Taille d’un œuf De poule Petites molécules

Unités de longueur : 1 décimètre (dm) = 10-1 mètre (m) 1 centimètre (cm) = 10-2 m 1 millimètre (mm) = 10-3 m 1 micromètre (µm) = 10-6 m 1 nanomètre (nm) = 10-9 mètre complétez les correspondances suivantes : 1m = dm 1m = cm 1m = mm 1m = µm 1m = nm

Corrigé Unités de longueur : 1 décimètre (dm) = 10-1 mètre (m) 1 centimètre (cm) = 10-2 m 1 millimètre (mm) = 10-3 m 1 micromètre (µm) = 10-6 m 1 nanomètre (nm) = 10-9 mètre complétez les correspondances suivantes : 1m = 10 dm 1m = 100 cm = 102 cm 1m = 1000 mm = 103 mm 1m = 1 000 000 µm = 106 µm 1m = 1 000 000 000 nm = 109 nm

Que peut on distinguer avec notre œil ? Le pouvoir séparateur de notre œil = La plus petite distance séparant 2 points que l’on peut distinguer . . PS = 0,2 mm soit 200 µm

Quelques repères en biologie Noyaux Bactéries Mitochondries atomes Longueur de certaines Cellules musculaires Ou nerveuses Protéines lipides Œuf de grenouille 10m 1m 1dm 1cm 1mm 100µm 10µm 1µm 100nm 10nm 1nm 0,1nm Taille des humains La plupart des cellules animales et végétales virus ribosomes Taille d’un œuf De poule Petites molécules

Comment observe t-on les cellules ? Microscopie photonique (source lumineuse) Image observée de la cellule Quelques millimètres (mm) ou Centimètres (cm) G objectif x G oculaire = G observation Objet observé : cellule réelle quelques micromètres (µm) Ou lampe= source de lumière

Visible (pouvoir séparateur du microscope= 0,2µm) Que va nous apporter le microscope optique ou photonique ? Objet : cellule (quelques µm) Invisible à l’œil (pouvoir séparateur de notre œil=0,2mm soit 200 µm) Observation microscopie optique (quelques mm) Visible (pouvoir séparateur du microscope= 0,2µm) Grâce au microscope photonique, le pouvoir séparateur est amélioré d’un facteur 1000. Excercices

Exploration de la cellule eucaryote animale Le noyau : Vu en microscopie optique, On y distingue : Un nucléole De la chromatine diffuse Chromatine = ADN + protéines

Le noyau vu en microscopie électronique * ** noyau Coupe transversale de cellule animale observée en Microscopie Electronique à transmission. On distingue le nucléole (nu), l’enveloppe du noyau (en) qui est constituée d’une double membrane, et de la chromatine (ch) sous forme de zones claires (*) ou plus sombres (**)

Le réticulum endoplasmique rugueux : Le réticulum : réseau de membranes internes pouvant être recouvert par des ribosomes (ARN+ protéines), on parle alors de RE rugueux; c’est le lieu de synthèse des protéines

Le réticulum endoplasmique rugueux (ribosomes) 1: citernes du réticulum endoplasmique rugueux 2: ribosomes collés sur les citernes du RER

Microscope électronique L’appareil de Golgi noyau enveloppe Appareil de Golgi réticulum Coupe observée au Microscope électronique

Réticulum endoplasmique et appareil de Golgi Processus de Sécrétion des protéines du réticulum vers l’appareil de Golgi

Les mitochondries: Centrale énergétique de la cellule et siège de la respiration cellulaire

Particularités de la cellule végétale ? Cellule animale Cellule végétale Présence d’une paroi rigide (cellulose et pectine) Présence d’une grosse vacuole Présence de plastes (chloroplastes contenant la chlorophylle, amyloplastes contenant de l’amidon)

Excercice : complétez les légendes des schémas sur le document fourni. Noyau cytoplasme Chloroplastes Paroi Excercice : complétez les légendes des schémas sur le document fourni.

Corrigé : Noyau cytoplasme Chloroplastes Paroi 1: noyau 2: ribosomes (cytolasme) 3 : Réticulum endoplasmique, 4 : appareil de Golgi, 5: mitochondrie, 6 : membrane plasmique 7: mitochondrie 8 : appareil de Golgi, 9 : enveloppe nucléaire, 10: ribosomes, 11 : paroi pecto-cellulosique, 12 : réticulum endoplasmique, 13 : chloroplaste, 14 : vacuole, 15: membrane plasmique.

En résumé, les principaux constituants d’une cellule eucaryote : Le noyau contient l’ADN : Acide DésoxyriboNucléïque Le cytoplasme contient différentes molécules* et divers organites** tels que : * Les protéines de structure (cytosquelette) **Les mitochondries **Le réticulum endoplasmique **L’appareil de Golgi Et dans le cas des cellules végétales, présence d’une paroi entourant la membrane plasmique, d’une vacuole, et de plastes (chloroplastes ou plastes de réserve (amyloplastes contenant de l’amidon) .

A l’intérieur du cytoplasme, des protéines sont présentes et forment un « échafaudage » : le cytosquelette.

Evaluation des acquis du cours : 1-Quels sont les constituants cellulaires communs aux cellules Animales et végétales ? (entourez la bonne réponse) - les mitochondries V F les plastes V F les vacuoles V F la paroi cellulaire V F 2-Quelles sont les différences entre un eucaryote et un procaryote ? les virus sont des procaryotes V F les virus possèdent des chromosomes V F un eucaryote possède un noyau les bactéries sont des eucaryotes

3-Caractéristique de la cellule végétale : est une cellule eucaryote V F possède des chloroplastes V F ne possède pas de mitochondries V F est délimitée par une paroi et une membrane plasmique V F 4-Quels sont les constituants spécifiques de la cellule végétale? les ribosomes V F Les mitochondries V F L’appareil de golgi V F Le cytoplasme V F 5-Les mitochondries sont présentes dans les cellules animales V F sont présentes dans les cellules végétales V F sont des organites à deux membranes V F

sont présents dans toutes les cellules eucaryotes V F 6-Les chloroplastes : sont présents dans toutes les cellules eucaryotes V F sont présents uniquement dans les cellules végétales V F assurent la photosynthèse V F 7-Le réticulum endoplasmique rugueux : - n’est présent que dans les cellules animales V F est le lieu de synthèse des protéines V F est présent dans les cellules animales et végétales V F 8-L’appareil de Golgi: est présent dans les cellules animales V F est présent dans les cellules végétales V F assure la maturation des protéines V F

Evaluation des acquis du cours : Corrigé Evaluation des acquis du cours : 1-Quels sont les constituants cellulaires communs aux cellules Animales et végétales ? (entourez la bonne réponse) les mitochondries V les plastes F les vacuoles F la paroi cellulaire F Les cellules animales et végétales ont en commun les mitochondries. Plastes, vacuoles et et paroi sont des éléments propres aux cellules végétales 2-Quelles sont les différences entre un eucaryote et un procaryote ? les virus sont des procaryotes F les virus possèdent des chromosomes F un eucaryote possède un noyau V les bactéries sont des eucaryotes F Ils sont pourvus d’acides nucléiques (ADN ou ARN) mais ne possèdent pas de système génétique fonctionnel, ils ne peuvent donc ni utiliser ni reproduire leurs gènes en dehors d’une cellule vivante qu’ils infestent.

5-Les mitochondries 3-Caractéristique de la cellule végétale : est une cellule eucaryote V possède des chloroplastes V ne possède pas de mitochondries F est délimitée par une paroi et une membrane plasmique V La cellule végétale possède un noyau c’est donc un eucaryote; elle possède également des chloroplastes, et est délimitée par une paroi entourant sa membrane plasmique. Tout comme la cellule animale, elle possède des mitochondries 4-Quels sont les constituants spécifiques de la cellule végétale? les ribosomes F Les mitochondries F L’appareil de golgi F Le cytoplasme F Tous les constituants cités sont bien présents dans la cellule végétale , mais ne lui sont pas spécifiques; on les retrouve aussi dans la cellule animale. 5-Les mitochondries sont présentes dans les cellules animales V sont présentes dans les cellules végétales V sont des organites à deux membranes V La mitochondrie est un organite délimité par une double membrane, et présent à la fois dans les cellules animales et végétales. C’est l’organite qui produit de l’énergie utilisable par la cellule pour les ses différentes activités.

sont présents dans toutes les cellules eucaryotes F 6-Les chloroplastes : sont présents dans toutes les cellules eucaryotes F sont présents uniquement dans les cellules végétales V assurent la photosynthèse V Les chloroplastes sont des organites spécifiques des cellules végétales 7-Le réticulum endoplasmique rugueux : - n’est présent que dans les cellules animales F est le lieu de synthèse des protéines V est présent dans les cellules animales et végétales V le réticulum endoplasmique est présent à la fois dans les cellules animales et végétales, et est le lieu de synthèse des protéines 8-L’appareil de Golgi: est présent dans les cellules animales V est présent dans les cellules végétales V assure la maturation des protéines V Oui l’appareil de Golgi qui est présent dans toutes les cellules eucaryotes (animales et végétales) collabore avec le réticulum endoplasmique et assure la maturation des protéines.