Les niveaux d’organisation biologique SNC2D Unité 1

Résultats d’apprentissage Je décris l’organisation hiérarchique des animaux et des végétaux. Je compare la structure d’une cellule animale et végétale. Je compare le fonctionnement d’une cellule à une situation de la vie courante.

Le concept de hiérarchie 1. Le concept de hiérarchie

Hiérarchie: définition Classification des éléments en une série croissante ou décroissante selon un critère.

Hiérarchie: exemples

Niveaux d’organisation biologique complexité (structure et fonction)

La cellule: niveau de base 2. La cellule: niveau de base

La cellule: historique 1660: microscope inventé par Robert Hooke 1860s – 1870s: Microscope optique Théorie cellulaire Avances importantes en médecine Maladies causées par « germes »

La théorie cellulaire Tous les organismes vivants comportent au moins une cellule. La cellule est l’unité organisationnelle de base de la vie. Toutes les fonctions corporelles d’un organisme (p.ex. l’alimentation, la respiration et l’élimination des déchets) visent à répondre aux besoins des cellules. Toutes les cellules proviennent d’autres cellules vivantes.

La structure d’une cellule Composées d’organites Structure et fonction p.12 – 13 Certains organites se retrouvent à la fois dans les cellules animales et végétales.

Besoin commun des cellules Un besoin commun à toutes les cellules: utiliser de l’énergie! La respiration cellulaire est le processus par lequel l’énergie est produite à partir du glucose (sucre) p.14

Une analogie D’une Cellule Avec une usine http://www.youtube.com/watch?v=kgEXpuKi4 Uw

Vidéo À l’intérieur: la vie d’une cellule http://www.youtube.com/watch?v=ATC8-wylA-4

Le Noyau: Centre de contrôle Les chromosomes où l’on retrouve les instructions qui déterminent le rôle de la cellule, son fonctionnement et sa durée de vie surtout en paires (un de chaque parent) Chaque espèce en a un nombre spécifique de chromosomes par cellule (p.ex. humain : 46) L’ADN Un chromosome est fait d’une molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique) Watson et Crick, 1953

LES gènes Gènes: Des segments de l’ADN Contrôlent la production de protéines

Les gènes Seulement 3% de l’ADN dans nos chromosomes sont des gènes. On ne connaît pas la fonction de l’autre 97%!

L’importance des protéines Chaque protéine a une fonction spécifique. Exemples: Construire parties du corps Messagers Transporter des substances ailleurs dans le corps Catalyser (accélérer) les réactions chimiques Vital! Seul nutriment que le corps doit fabriquer.

La reproduction cellulaire 3. La reproduction cellulaire

La reproduction cellulaire: caractéristiques Processus de formation de nouvelles cellules, aussi appelé division cellulaire Une cellule se divise en deux cellules filles Les gènes des cellules filles et la cellule mère sont identiques

la division cellulaire: pourquoi Permet à un œuf d’un organisme multicellulaire de devenir un adulte formé de millions de cellules de remplacer les cellules perdues ou endommagées (Figure 1.20) à une cellule trop grosse pour accomplir les fonctions de survie de se diviser en deux

La Division cellulaire: lien avec la taille Est liée à la taille de la cellule Lorsque la cellule grandit et grossit, la surface de la membrane cellulaire par unité de volume diminue. Exemple: r = 5 microns r = 10 microns 𝐴=4𝜋 𝑟 2 𝑉= 4𝜋 𝑟 3 3

Dans une grosse cellule, la surface de la membrane cellulaire n’est pas assez grande pour laisser entrer tous les nutriments nécessaires et sortir tous les déchets. Si un organisme unicellulaire était de la taille d’un humain, les nutriments mettraient des années à traverser la membrane!

Préparation à la mitose Réplication de l’ADN La cellule mère fait une copie de chacun de ses chromosomes. Les deux copies d’un chromosome restent attachés par le centromère. Les chromosomes paraissent bombés (Figure 1.24 p. 33)

Préparation à la mitose (suite) Réplication du centrosome Organite qui contribue à l’organisation des tubules du cytosquelette lors de la division cellulaire.

Processus de division cellulaire 1. La mitose Processus de division du noyau, qui contient l’ADN Est très important http://www.youtube.com/watch?v=6COxMt9gMd Q 2. La cytocinèse Processus de division du cytoplasme http://www.youtube.com/watch?v=mzeowbIxgwI http://www.youtube.com/watch?v=-1Mldnj5HFg (végétale)

La différenciation cellulaire Toutes les cellules d’un organisme ont les mêmes gènes, grâce à la mitose. Les cellules développent des fonctions et des structures différentes et se spécialisent. environ 10% des gènes utilisés; la balance est désactivée ces gènes déterminent les protéines produites par la cellule pour accomplir sa fonction. les cellules fabriquent des protéines différentes et n’ont pas tous les mêmes organites. C’est le processus de la différenciation cellulaire.

4. Le cycle cellulaire Longévité d’une cellule: tableau 1.3 p. 40 Synonyme de cycle de vie Deux phases: La division cellulaire (mitose + cytocinèse) L’interphase

Le cycle cellulaire (suite)

Durée du cycle cellulaire Selon les espèces et les types cellulaires : Interphase Phase G1 : 10 à 12 heures. Phase S : 5 à 6 heures. Phase G2 : 3 à 4 heures. Division cellulaire Phase M : 30 minutes à 1 heure

Les mutations P. 26-27

Le cancer http://www.youtube.com/watch?v=ymhlsad4uf I Tumeurs cancéreuses sur le foie

Le cancer (suite) Maladie complexe dont les causes sont multiples Formation d’une TUMEUR: Cellules anormales ignorent les signaux d’arrêt du cycle cellulaire immortelles Se divisent continuellement, de façon incontrôlée Formation d’un CANCER Si les cellules de la tumeur subissent d’autres mutations Privent les cellules normales des nutriments Réduisent l’efficacité des autres tissus parfois une autre mutation permet la division de cellules qui sont détachées = PROPAGATION dans les vaisseaux sanguins et aux autres parties du corps

Le cancer (suite) Causes Gène héréditaire Exposition aux cancérigènes (mutagènes) Fumée de tabac Rayons X ou UV Consommation d’aliments gras

Le cancer (suite) Figure 1.31 page 43

Questions des élèves Longévité d’une cellule? Combiner des cellules: possible? Maladies génétiques?

Sources Images Cycle cellulaire Albinisme Cancer http://lecancer.pagesperso- orange.fr/la%20division%20cellulaire.htm http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_cellulaire Albinisme http://www.shout-africa.com/top-story/human-rights- violation-exists-in-tanzania/Sites Cancer http://en.wikipedia.org/wiki/Metastasis