Partie 1: Organisation fonctionnelle du vivant
Chapitre 1.1 : L'organisation cellulaire des êtres-vivants
Objectif : Montrer que les organismes pluricellulaires sont formés de différentes cellules spécialisées
Quelle relation existe-t-il entre l'organisation d'une cellule animale et sa spécialisation ?
1.1.1 Les échelles d'organisation du vivant
1.1.2 Les organes sont formés de cellules spécialisées
On a vu précédemment que le point commun aux êtres vivants était le fait qu'ils possèdent des cellules. Mais chaque cellule n'a pas le même rôle dans l'organisme
-
Réalisez l’observation de la préparation microscopique de peau humaine, puis réalisez une photographie.
-
Annotez votre photographie à l’aide du schéma.
3- Dans la peau, on trouve différentes cellules, comme les mélanocytes (épiderme) et les fibroblastes (derme).
A l’aide des informations des documents, complétez le tableau suivant.
Conclusion :
A l’aide de vos réponses et en prenant l’exemple de la peau, montrez que les organismes pluricellulaires :
-
Sont constitués de différents types cellulaires, dont les caractéristiques peuvent varier
-
Que ces différents types cellulaires assurent des fonctions particulières au sein des organes -
-
Qu’elles sont organisées en tissus au sein des organes
Dans la peau on retrouve différentes cellules, avec par exemple les mélanosomes et les fibroblastes, ces cellules n’ont pas le même rôle. Elles sont spécialisées. En effet, les mélanosomes produisent de la mélanine, jouant le rôle de protection des UV. En revanche les fibroblastes produisent, eux, du collagène et des fibres d’élastine permettant de lier les cellules.
Nous avons vu que les animaux étaient constitués de cellules spécialisées, qui formaient des tissus et des organes. Comment les végétaux verts sont-ils organisés ?
II- Les végétaux verts : un ensemble de cellules spécialisées
Nous allons nous intéresser à 2 organes différents chez les végétaux : la feuille et le tubercule.
Nous cherchons à montrer que chaque cellule possède un rôle particulier et de fait ne possède pas les mêmes organites.
Figure 1 Schématisation de la manipulation avec la feuille d'élodée
Les zone vertes contenues dans les cellules de feuilles d’élodée sont des chloroplastes, ils permettent à la plante de capter la lumière et de la convertir en njr. Dans les cellules de tubercules on observe une forte concentration d’amidon, se trouvant dans des organites que l’on appelle amyloplastes. Ce sont des réserves pour la plante. DE fait au sein d’une plante verte on peut voir que certaines cellules sont spécialisées, elles ont des rôles et donc des structures et composants différents.
BILAN
Un organisme pluricellulaire est constitué de cellules spécialisées dans une fonction précise et formant des tissus. Un tissu désigne donc un ensemble de cellules de structures similaires et accomplissant une même fonction.
Une cellule spécialisée présente des particularités structurales :
-
Une paroi peut épaissir sa membrane (ex. des cellules végétales)
-
Elle peut contenir des organites particuliers : chloroplaste, mitochondrie,
1.1.3. Le programme génétique est écrit sur l'ADN
Le développement d'un EV est sous la dépendance de son information génétique. C'est à dire de son ADN. Trop petite pour être étudiée avec un microscope, la molécule d'ADN est cependant aujourd'hui bien connue
https://fresques.ina.fr/jalons/fiche-media/InaEdu01418/la-chimie-de-la-vie-reflexions-sur-l-adn.html
Quelle est l'organisation de la structure de l'ADN ?
3) Etude de document : le tableau nous montre que chaque ligne fait 100% donc ‘adn n’est constitué que de nucléotides. Les A sont représentés en mm proportions qe les T les C en meme proportion que les G. Cela montre le fonctionnement par paire. Chaque espèce montre des différences. On est de grouep sanguin différents suite à une mutation sur les nucléotides. Un changement dans la séquence de nucléotide donne un phénotype différent.
Bilan : - Adn molécule a doubles brins sous forme d’hélice
-
Composition 100% nucléotides
-
4 nucléotides (ATGC) fonctionnent par paire (A/T G/C)
-
Adn porte l’info génétique
1.1.4 La cellule n'utilise qu'ne partie de son programme génétique
Les cellules d'un organisme pluricellulaire contiennent chacune, sous la forme d'ADN, l'intégralité de l'information génétique d'un individu
Comment cette information permet-elle la formation de cellules diversifiées ?
Les gènes sont des informations codées : c’est l’ordre dans lequel se succèdent les nucléotides qui constitue le message. Toutes les cellules d’un être vivant pluricellulaire possèdent initialement l’intégralité de l’info génétique. Cependant, les cellules se spécialisent en n’exprimant qu’une partie de l’Adn
Chapitre 1.2 Les cellules échangent des matières et de l'énergie
Objectif : Montrer que les cellules échangent de la matière et de l'nrj avec l'environnement
Comment les cellules assurent-elles leurs besoins fonctionnels ?
Tous les E-V possèdent des cellules
-
Les cellules sont spécialisées
-
Toutes les cellules possèdent la même information génétique
Pour son fonctionnement la cellule a besoin d’énergie, pour cela les cellules dégradent des molécules organiques comme le glucose
1.2.1. la production d’énergie par les cellules
Résultats de l'EXAO, pour la respiration cellulaire
Bilan:La respiration cellulaire est un ensemble de réactions qui va dégrader une molécule organique.
Cela nécessite une réaction chimique avec l’O2.
Les produits formés sont de H2O et CO2 et de l’énergie
La respiration se déroule dans les mitochondries
Schéma bilan de la respiration cellulaire dans la mitochondire
Mais d'où provient le glucose ?
1.2.2. Un mécanisme particulier des autotrophes
Résultats expérience 1
Ici on étudiait l'évolution du taux de CO2 et O2 en fonction du temps. Le facteur que l'on fait varier est la présence ou non de lumière
A l'obscurité, le taux d'O2 diminue alors que celui de CO2 augmente, cela nous rappelle le mécanisme de la respiration cellulaire.
A la lumière le taux d'O2 augmente et celui de CO2 diminue. Ce mécanisme s'appelle la photosynthèse.
Lors de ce mécanisme du CO2 est consommé alors que de l'O2 est produit
Résultats expérience 2
Dans cette expérience le facteur qui varie est la présence ou non d'hydrogénocarbonate ( CARBONE). On a donc mis une partie des feuilles en présence de carbone et l'autre non. Suite à cela on a tester les feuilles avec de l'eau iodée. L'eau iodée met en évidence la présence d'amidon par une couleur noire. On voit ici que les cellules en présence de carbone réagissent à l'eau iodée, elles contiennent donc de l'amidon
La présence de carbone est nécessaire à la formation d'amidon. Ce carbone provient d'une part du CO2 (cf le graphique précédent)
Résultats expérience 3
Dans cette expérience le facteur qui varie est la présence ou non de lumière. On a donc mis une partie des feuilles en présence de lumière et l'autre non (sous le cache). Suite à cela on a tester les feuilles avec de l'eau iodée. L'eau iodée met en évidence la présence d'amidon par une couleur noire. On voit ici que la partie exposée à la lumière réagit à l'eau iodée, il y a donc de l'amidon. En revanche, la partie non exposée à la lumière ne réagit pas, il n'y a donc pas d'amidon.
La présence de lumière est nécessaire à la formation d'amidon.
Bilan:Les cellules des organismes non chlorophylliens doivent obligatoirement trouver dans leur milieu les éléments nutritifs nécessaires à leur métabolisme. Ils sont hétérotrophes
Les cellules autotrophes grâce aux chloroplastes que les ,peuvent produire leur propre MO. Pour cela elles réalisent la photosynthèse . Dans les deux cas le glucose produit permet la respiration cellulaire et ainsi la production d’nrj pour la cellule
Schéma bilan des mécanismes dans une cellule hétérotrophe et dans une cellule autotrophe
Pour aller plus loin...
1.2.3 Les échanges entre hétérotrophes et autotrophes
Un organisme vivant peut être observé à différentes échelles. En le regardant dans son ensemble, on voit sa structure globale et sa taille se mesure en mm ou cm. En zoomant, on observe ses organes, ses cellules ou ses molécules.
Echelle de l’organisme –échelle allant du mm au m
Echelle de l’organe –échelle allant du mm au dm
Echelle du tissu – échelle allant du mm au dm
Echelle de la cellule –échelle du µm
Echelle de la molécule –échelle du nm