Fiche de révision : Biologie cellulaire et tissulaire

📋 Plan du Cours

1. Critères du vivant et théorie cellulaire
2. Organisation générale de la cellule
3. Cellules procaryotes et eucaryotes
4. Diversité des cellules eucaryotes
5. États unicellulaire et pluricellulaire
6. Tissus végétaux et méristèmes
7. Tissus végétaux primaires
8. Tissus végétaux secondaires
9. Tissus animaux
10. Tissus fongiques
11. Organisation des tissus fongiques
12. Appareil végétatif et organes
13. Morphologie et fonctions racinaires
14. Croissance et anatomie racinaires
15. Morphologie et croissance caulinaires
16. Anatomie et croissance secondaire de la tige

📖 1. Critères du vivant et théorie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Vivant : Organisme formé de molécules organiques, produisant autonomement son énergie, pouvant se reproduire et constitué d’une ou plusieurs cellules.

★ À maîtriser

• Les principales biomolécules sont:

  • les oses
  • les nucléotides
  • les acides aminés
  • les acides gras

• La polymérisation des biomolécules forme des macromolécules, tandis que leur hydrolyse les désassemble ; ces processus correspondent respectivement à l’anabolisme et au catabolisme.

• La théorie cellulaire affirme qu’une ou plusieurs cellules constituent l’unité structurale et fonctionnelle fondamentale de tout organisme vivant. — Theodor Schwann et Matthias Schleiden, 19ème siècle

Compléments

• Les phototrophes convertissent l’énergie lumineuse, tandis que les chimiotrophes dégradent des molécules pour produire leur énergie.

💡 Astuce mémo

Biomolécules + énergie + reproduction → organisme vivant

📖 2. Organisation générale de la cellule

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Structure souple, déformable et semi-perméable formée de lipides et de protéines qui délimite la cellule et contrôle ses échanges avec le milieu extérieur.
• Cytosol : Milieu aqueux qui occupe principalement le volume cellulaire et constitue le principal milieu réactionnel de la cellule.

📝 Points essentiels

• L’ADN est une molécule bicaténaire formée d’une succession de nucléotides qui code le patrimoine génétique de la cellule.

• Les ribosomes sont des particules d’environ 30 nm formées de protéines et d’ARN ribosomaux, constituées de deux sous-unités et impliquées dans la traduction des ARN messagers.

📖 3. Cellules procaryotes et eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule procaryote : Cellule dépourvue d’organites internes dont l’ADN circulaire baigne dans le cytosol.
• Cellule eucaryote : Cellule contenant des organites, notamment un noyau délimité par deux membranes qui protège l’ADN.

📝 Points essentiels

• Chez Escherichia coli, la paroi bactérienne formée de peptidoglycanes protège la cellule et lui confère sa forme, tandis que les flagelles assurent la mobilité et les pilis participent aux interactions avec l’environnement.

• La scissiparité correspond à la réplication de l’ADN suivie de la séparation de la cellule mère en deux cellules filles.

• Les mitochondries assurent la respiration cellulaire, le réticulum endoplasmique contribue à la biosynthèse des protéines, l’appareil de Golgi assure leur maturation et le cytosquelette confère sa forme à la cellule.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans organites internes, eucaryote avec noyau et organites

📖 4. Diversité des cellules eucaryotes

📝 Points essentiels

📌 La cellule animale possède un centrosome mais ni paroi, ni plaste, ni vacuole, tandis que la cellule végétale possède des plastes, une grande vacuole et une paroi pectocellulosique.

• Les chloroplastes assurent la fonction photosynthétique, les amyloplastes stockent l’amidon et les chromoplastes concentrent des pigments accessoires responsables de la couleur des tissus.

• La vacuole végétale contrôle la rigidité de la cellule par osmose et l’ensemble des vacuoles constitue le squelette hydrostatique de la plante.

• La cellule fongique possède une paroi chitineuse, une vacuole de réserve et des granules de glycogène constituant sa principale ressource énergétique.

💡 Astuce mémo

Animal sans paroi ni plaste, végétal avec plastes et vacuole, fongique avec chitine

📖 5. États unicellulaire et pluricellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Organisme unicellulaire : Organisme formé d’une cellule totipotente capable d’assurer l’ensemble des fonctions vitales.
• Cytodifférenciation : La cytodifférenciation est la spécialisation fonctionnelle et morphologique d’une cellule liée à une modification de l’expression de ses gènes.
• Tissu : Un tissu est un ensemble de cellules ayant une structure et une fonction communes, maintenues par des jonctions cellulaires et une matrice extracellulaire.

📝 Points essentiels

• Chez la paramécie, les cils assurent le déplacement, le péristome et le cytopharynx participent à l’ingestion, puis les lysosomes interviennent dans la digestion intracellulaire.

💡 Astuce mémo

Différenciation cellulaire → spécialisation → tissus

📖 6. Tissus végétaux et méristèmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Méristème : Tissu de cellules végétales indifférenciées qui se divisent activement et donnent naissance aux tissus de la plante.

📝 Points essentiels

• Les grands types de tissus végétaux sont:

  • les parenchymes
  • les tissus protecteurs
  • les tissus de soutien
  • les tissus sécréteurs
  • les tissus conducteurs

• Les méristèmes primaires sont situés aux extrémités des axes et permettent la croissance en longueur, tandis que les méristèmes secondaires ou cambiums permettent la croissance en largeur.

💡 Astuce mémo

Méristème → cellule fille indifférenciée ou différenciée → tissu fonctionnel

📖 7. Tissus végétaux primaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomate : Structure formée d’un ostiole délimité par deux cellules de garde dont la turgescence contrôle l’ouverture.

★ À maîtriser

• Les principaux parenchymes sont:
  • les parenchymes de remplissage
  • les parenchymes de réserve
  • les parenchymes chlorophylliens
  • les parenchymes aérifères
  • les parenchymes aquifères

📌 Le collenchyme possède une paroi secondaire cellulosique et assure un soutien souple, tandis que le sclérenchyme possède une paroi lignifiée et assure un soutien rigide et imperméable.

📌 Le xylème conduit la sève brute vers les étages supérieurs, tandis que le phloème conduit la sève élaborée vers les étages inférieurs.

Compléments

• Les composantes du xylème primaire sont:

  • les vaisseaux
  • les cellules sclérenchymateuses
  • les cellules parenchymateuses

• Les composantes du phloème primaire sont:

  • les cellules criblées
  • les cellules compagnes
  • les cellules parenchymateuses

💡 Astuce mémo

Xylème ascendant de sève brute, phloème descendant de sève élaborée

📖 8. Tissus végétaux secondaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Suber : Tissu protecteur mort dont les cellules possèdent une paroi imprégnée de subérine imperméabilisante.

★ À maîtriser

• Le xylème secondaire est appelé bois, sa partie fonctionnelle est l’aubier et sa partie centrale inactive est le duramen.

Compléments

• La variation saisonnière de la taille des vaisseaux du xylème secondaire produit des cernes annuels.

💡 Astuce mémo

Cambium : bois vers l’intérieur, liber vers l’extérieur

📖 9. Tissus animaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu musculaire strié : Formé de longues fibres plurinucléées dont les myofibrilles sont organisées en sarcomères et présentent une striation.
• Tissu nerveux : Le tissu nerveux comprend des neurones excitables qui reçoivent et conduisent les signaux, ainsi que des cellules gliales qui les soutiennent et régulent leur environnement.

★ À maîtriser

• Les six grands types de tissus animaux sont:

  • le tissu épithélial
  • le tissu glandulaire
  • le tissu conjonctif
  • le tissu musculaire
  • le tissu nerveux
  • le tissu sanguin

• Un épithélium recouvre une surface en contact direct ou indirect avec le milieu extérieur, tandis qu’un endothélium tapisse les compartiments internes comme les vaisseaux sanguins et le cœur.

• Une glande exocrine libère son produit dans le milieu extérieur par un canal, tandis qu’une glande endocrine le déverse dans le sang.

• Chez les Vertébrés, le sang comprend un plasma et des éléments figurés issus des cellules souches hématopoïétiques, tandis que chez les invertébrés le tissu sanguin forme généralement l’hémolymphe.

Compléments

• Les oligodendrocytes forment la myéline dans le système nerveux central, tandis que les cellules de Schwann la forment dans le système nerveux périphérique.

📖 10. Tissus fongiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Mycélium : Ensemble des filaments fongiques appelés hyphes qui forment classiquement les organes des Mycètes.
• Hyphe : Longue structure tubulaire formée d’une succession de cellules, souvent fortement ramifiée et séparée par des septa.

★ À maîtriser

• À l’extrémité de l’hyphe, les vésicules d’exocytose fusionnent avec la membrane plasmique, permettant l’extension de la membrane et la libération d’enzymes pour construire la paroi fongique.

Compléments

• Les septa séparent les cellules d’un hyphe, mais de larges pores peuvent maintenir la continuité de leurs cytoplasmes.

💡 Astuce mémo

Vésicules d’exocytose → extension de la membrane → croissance apicale de l’hyphe

📖 11. Organisation des tissus fongiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Mycélium : Ensemble des filaments, appelés hyphes, dont l’enchevêtrement forme classiquement les organes des Mycètes.
• Hyphe : Longue structure tubulaire formée d’une succession de cellules, souvent fortement ramifiée et pouvant atteindre plusieurs mètres voire kilomètres.

★ À maîtriser

• La cellule terminale de l’hyphe sécrète des enzymes et libère des vésicules d’exocytose qui permettent la croissance de la membrane et l’édification de la paroi fongique.

• Les principaux types de filaments sont: les filaments ouverts sans septa, les filaments à septum perforé des Ascomycètes, les filaments à septum à dolipore des Basidiomycètes

Compléments

• Chez les Ascomycètes, le pore du septum peut atteindre une dizaine de μm et laisser passer des molécules dissoutes, des mitochondries et des noyaux ; le corps de Woronin peut l’obturer après une lésion.

• Chez les Basidiomycètes, le dolipore est un canal étroit en forme de tonneau d’environ 200 nm de diamètre, contrôlé par une ouverture et bordé par un parenthésome qui empêche le passage des petits organites et des ribosomes.

💡 Astuce mémo

Hyphe ouvert sans septum, Ascomycète à pore, Basidiomycète à dolipore

📖 12. Appareil végétatif et organes

📝 Points essentiels

📌 Le thalle est un appareil végétatif formé de cellules peu ou pas différenciées, tandis que le cormus est un appareil végétatif formé de cellules hautement spécialisées organisées en tissus et en organes.

• Les Embryophytes comprennent notamment:

  • les mousses
  • les fougères
  • les plantes à graines

• Les organes végétaux sont:

  • la racine
  • la tige
  • la feuille

💡 Astuce mémo

Thalle peu différencié, cormus spécialisé

📖 13. Morphologie et fonctions racinaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Zone pilifère : Région de la racine couverte de poils absorbants, dont la surface reste constante pendant la croissance.

★ À maîtriser

• Les fonctions de la racine sont: la fixation au substrat, l’absorption de l’eau et des sels minéraux, la formation de réserves dans des tubercules radiculaires

📌 Les systèmes racinaires sont pivotants lorsque le pivot prédomine, fasciculés lorsque les ramifications secondaires prédominent, et adventifs lorsque des racines apparaissent autour de la base de la tige après avortement de la racine initiale.

Compléments

• La racine possède successivement une coiffe, une zone de croissance glabre, une zone pilifère et une zone subérifiée où apparaissent les radicelles.

💡 Astuce mémo

Coiffe → croissance → poils absorbants → zone subérifiée

📖 14. Croissance et anatomie racinaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Endoderme : Assise profonde du cortex racinaire qui régule le passage de la sève brute vers le cylindre central.

★ À maîtriser

• Le méristème racinaire produit des cellules indifférenciées qui deviennent des cellules procambiales, s’allongent puis se différencient en tissus racinaires.

• Dans la racine, le xylème et le phloème primaires alternent sur un cercle, le protoxylème et le protophloème étant tournés vers le péricycle, tandis que le métaxylème et le métaphloème sont tournés vers l’intérieur.

Compléments

📌 Chez les Dicotylédones, la subérification de l’endoderme forme un cadre de Caspary, tandis que chez les Monocotylédones elle forme un motif en U avec des cellules de passage.

• Chez les Dicotylédones, le cambium racinaire produit du phloème secondaire vers la périphérie et du xylème secondaire vers le centre, tandis que l’assise subéro-phellodermique produit le phelloderme vers l’intérieur et le liège vers l’extérieur.

💡 Astuce mémo

Méristème racinaire → cellules procambiales → tissus et allongement de la racine

📖 15. Morphologie et croissance caulinaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Nœud : Renflement de la tige où s’insèrent les feuilles et à l’aisselle duquel se trouvent un ou plusieurs bourgeons axillaires.

★ À maîtriser

• La tige est généralement aérienne, possède un géotropisme négatif et porte les feuilles afin de les exposer aux rayons solaires pour la photosynthèse ; lorsqu’elle se développe dans le sol, elle est appelée rhizome.

• Le bourgeon terminal assure la croissance en longueur de l’axe principal, tandis que les bourgeons axillaires forment les ramifications secondaires.

• Le méristème caulinaire comprend:

  • le méristème central ou d’attente
  • le méristème médullaire
  • le méristème périphérique

Compléments

📌 Le port de la plante peut être celui d’un arbre, d’un arbuste, d’un arbrisseau, d’un sous-arbrisseau ou d’une plante herbacée selon la hauteur, la présence d’un tronc et la lignification des rameaux.

💡 Astuce mémo

Bourgeon terminal → axe principal ; bourgeons axillaires → rameaux

📖 16. Anatomie et croissance secondaire de la tige

★ À maîtriser

📌 Dans une tige non ligneuse, la région périphérique est le cortex et la région centrale est la moelle, tandis que la racine possède un cortex proportionnellement plus développé et un cylindre central souvent réduit.

• Les faisceaux conducteurs de la tige sont libéro-ligneux, avec le xylème vers l’intérieur et le phloème vers l’extérieur ; ils sont disposés sur un cercle chez les Dicotylédones et sur plusieurs cercles, parfois plus de 50 faisceaux, chez les Monocotylédones.

• Chez les Dicotylédones vivaces non herbacées, l’assise génératrice libéro-ligneuse produit le xylème secondaire vers le centre et le phloème secondaire vers la périphérie, tandis que l’assise subéro-phellodermique produit le liège vers l’extérieur et le phelloderme vers l’intérieur.

Compléments

• Au niveau d’un nœud, les traces raméales quittent la moelle, traversent le cortex vers le rameau et l’interruption des tissus conducteurs de l’axe principal forme une fenêtre foliaire.

• La variation annuelle de l’activité du cambium produit de grands vaisseaux au printemps et de petits vaisseaux moins nombreux à l’automne, ce qui forme les cernes du bois.

💡 Astuce mémo

Xylème vers l’intérieur, phloème vers l’extérieur

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des cellules

Tissus conducteurs végétaux