Fiche de révision : Cellules et organisation du vivant

📋 Plan du Cours

1. Taille des cellules et observation
2. Structure commune des cellules eucaryotes
3. Les grandes fonctions du vivant
4. Structures et fonctions de la paramécie
5. Fonctions de la paramécie
6. Organisation des organismes pluricellulaires
7. Paroi et cohésion des cellules végétales
8. Turgescence et plasmolyse végétales
9. Comparaison des cellules spécialisées
10. Adhérence des cellules de tomate
11. Paroi végétale et cohésion
12. Matrice extracellulaire animale

📖 1. Taille des cellules et observation

★ À maîtriser

• Le plus petit objet perceptible par l’œil humain mesure environ 200 µm.

• La bactérie mesurée sur la photographie mesure environ 2,7 µm en réalité, à partir d’une longueur photographique de 1,2 cm et d’une échelle où 2,2 cm correspondent à 5 µm.

• Un globule blanc mesurant 5 graduations de l’oculaire micrométrique, avec 2,5 µm par graduation, mesure 12,5 µm en réalité.

• Les cellules observées mesurent de l’ordre de 1 à 10 µm, soit 20 à 200 fois moins que le seuil de perception de l’œil humain, et ne sont donc pas visibles à l’œil nu.

Compléments

📐 Formule - La taille réelle de la bactérie se calcule ainsi : $\frac{1{,}2 \times 5}{2{,}2}=2{,}7\ \mu\mathrm{m}$.

📐 Formule - La taille réelle du leucocyte se calcule ainsi : $\frac{5 \times 2{,}5}{1}=12{,}5\ \mu\mathrm{m}$.

• Les cellules de 1 à 10 µm sont observables au microscope optique et au microscope électronique, tandis que le microscope électronique permet une observation plus précise des constituants cellulaires.

💡 Astuce mémo

Cellule invisible à l’œil nu, mais observable au microscope

📖 2. Structure commune des cellules eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Délimite la cellule et maintient le cytoplasme à l’intérieur.
• Cytoplasme : Un gel dans lequel baignent différentes structures appelées organites.
• Organite : Un élément intracellulaire ayant une fonction particulière.

★ À maîtriser

• Le noyau est un organite où est stockée l’information génétique.

• Chez les végétaux, une paroi épaisse double la membrane plasmique et donne à la cellule une forme plus rectangulaire ainsi qu’une certaine rigidité.

Compléments

• Les chloroplastes sont des organites contenant des pigments verts qui leur permettent de capter l’énergie lumineuse.

📌 Les hématies sont de petites cellules sanguines sans noyau qui transportent le dioxygène, tandis que les leucocytes sont de grosses cellules qui défendent l’organisme contre les microorganismes pathogènes.

• Les bactéries sont des cellules procaryotes dépourvues d’organites et de noyau.

📖 3. Les grandes fonctions du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Nutrition : Assure l’approvisionnement d’un organisme en énergie et en matière et comprend l’alimentation, la respiration, l’appareil circulatoire et l’excrétion des déchets.
• Reproduction : Assure la pérennité de l’espèce en produisant un nouvel individu.
• Relations avec l’environnement : Permettent à un organisme d’interagir avec son environnement, notamment par la réception d’informations extérieures, la défense et la locomotion.

📝 Points essentiels

• Les trois grandes fonctions du vivant sont :
  • la nutrition
  • la reproduction
  • les relations avec l’environnement

📖 4. Structures et fonctions de la paramécie

★ À maîtriser

• Chez la paramécie, les cils vibratiles battent de manière synchronisée et permettent le déplacement de la cellule.

• Les cils oraux guident les bactéries jusqu’à l’entonnoir buccal, puis les bactéries ingérées sont digérées dans des vacuoles digestives qui suivent un trajet en boucle avant que les restes non digérés soient expulsés à un endroit précis de la membrane.

• L’eau entre continuellement dans la paramécie par osmose, puis les deux vacuoles pulsatiles situées aux extrémités de la cellule se remplissent alternativement et se vident pour éliminer l’eau en excès et les déchets du métabolisme.

📌 La paramécie possède deux noyaux : le micronucléus assure les fonctions sexuelles indispensables à l’apparition de variations génétiques, tandis que le macronucléus permet la multiplication asexuée.

Compléments

• La paramécie Paramecium est un organisme unicellulaire eucaryote qui vit en eau douce dans les mares et les étangs.

• La membrane plasmique de la paramécie est perméable aux gaz, qui la traversent librement pour entrer et sortir de la cellule.

• L’expulsion de l’eau par les vacuoles pulsatiles contribue aussi à la propulsion de la paramécie.

📖 5. Fonctions de la paramécie

🔑 Notions clés & Définitions

• Organisme unicellulaire : Être vivant chez lequel une seule cellule assure toutes les fonctions du vivant, notamment la protection, le mouvement, la nutrition et la reproduction.
• Organite : Structure bien délimitée par une membrane, située dans le cytoplasme et assurant une fonction précise dans la cellule.

★ À maîtriser

• Chez la paramécie, les cils et l’entonnoir buccal participent à l’alimentation, la membrane plasmique aux échanges gazeux, les vacuoles pulsatiles à l’excrétion et les noyaux à la reproduction.

Compléments

• Chez la paramécie, les cils vibratiles et les vacuoles pulsatiles sont associés au déplacement et à la locomotion.

📌 Chez la paramécie, l’ectoplasme est la région du cytoplasme sans organites, tandis que l’endoplasme est la région riche en organites.

📖 6. Organisation des organismes pluricellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Organe : Partie du corps bien délimitée qui participe à la réalisation d’une fonction biologique.
• Tissu : Ensemble de cellules spécialisées qui réalisent une même fonction.

★ À maîtriser

• Dans un organisme pluricellulaire, les cellules spécialisées qui remplissent la même fonction sont regroupées en tissu et assurent cette fonction grâce à leurs organites et molécules spécifiques.

• Les fonctions du vivant chez un organisme pluricellulaire sont assurées à différents niveaux d’organisation :

  • organe
  • tissu
  • cellule
  • organite
  • molécule

Compléments

• Dans une feuille, les cellules chlorophylliennes réalisent la photosynthèse grâce aux chloroplastes ; dans un tubercule, les cellules végétales stockent l’amidon grâce aux amyloplastes.

• Les ordres de grandeur des niveaux d’organisation vont du mètre pour l’organisme au nanomètre pour la molécule et l’atome.

💡 Astuce mémo

De l’organe au tissu, puis à la cellule, l’organite et la molécule : l’échelle descend vers le nanomètre.

📖 7. Paroi et cohésion des cellules végétales

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi pecto-cellulosique : Matrice extracellulaire des végétaux, organisée en plusieurs feuillets et composée principalement de fibres de cellulose et de pectine produites par les cellules qu’elle entoure.
• Matrice extracellulaire : Ciment constitué de molécules qui assure la cohésion et l’ancrage des cellules entre elles.
• Protoplaste : Cellule végétale dépourvue de paroi.

★ À maîtriser

• La pourriture molle bactérienne désorganise les tissus des feuilles de salade en séparant les cellules, car les bactéries produisent des enzymes qui détruisent la pectine et parfois la cellulose de la paroi végétale.

Compléments

• Chez la tomate, la peau est un tissu rigide dont les cellules adhèrent fortement entre elles, tandis que la pulpe est formée de cellules dissociées et divisée en loges contenant les graines.

• Les pectinases découpent les fibres de pectine et les cellulases découpent les fibres de cellulose de la paroi végétale.

• La digestion enzymatique de la paroi libère les protoplastes des parois digérées ; ils se dégagent progressivement du tissu chlorophyllien et prennent une forme sphérique.

💡 Astuce mémo

La destruction de la pectine et parfois de la cellulose → séparation des cellules et ramollissement des tissus.

📖 8. Turgescence et plasmolyse végétales

🔑 Notions clés & Définitions

• Vacuole : Compartiment cellulaire rempli d’eau et parfois de pigment coloré.

★ À maîtriser

📌 En eau douce, la vacuole tend à gonfler : c’est la turgescence ; en présence de sel ou de sucre, l’eau s’échappe de la vacuole et la membrane plasmique se décolle de la paroi : c’est la plasmolyse.

Compléments

• La paroi cellulosique donne à la cellule végétale sa forme géométrique et masque la limite de la cellule, la membrane plasmique, qui lui est accolée et n’est donc pas visible au microscope optique.

• La plasmolyse permet de visualiser la membrane plasmique végétale en provoquant son décollement de la paroi.

💡 Astuce mémo

Eau douce : la vacuole gonfle ; eau salée : l’eau sort et la membrane se décolle.

📖 9. Comparaison des cellules spécialisées

📝 Points essentiels

• Les cellules de feuille d’élodée mesurent 50 µm, sont rectangulaires et possèdent un noyau ainsi que des chloroplastes contenant la chlorophylle.

• Les vaisseaux de feuille mesurent 500 µm et sont étroits, allongés et spiralés ; leurs cellules conductrices, mortes à maturité, ne possèdent plus de noyau.

• Les cellules du tubercule de pomme de terre mesurent 50 µm, sont ovales et possèdent un noyau ainsi que des amyloplastes qui stockent l’amidon.

• Les cellules de l’utérus mesurent 50 µm, sont longues et possèdent un noyau contenant l’information génétique.

📖 10. Adhérence des cellules de tomate

📝 Points essentiels

📌 Les cellules de la peau de tomate ont une paroi épaisse, sont fortement associées et présentent une forme géométrique hexagonale ou alvéolaire, tandis que les cellules de la chair ont une paroi mince, sont isolées et sphériques.

💡 Astuce mémo

Peau jointive, chair dissociée

📖 11. Paroi végétale et cohésion

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi pecto-cellulosique : Matrice extracellulaire des végétaux, constituée de pectine et de cellulose, qui relie les cellules, assure leur adhérence et leur donne une forme précise.

★ À maîtriser

• Dans la pourriture molle bactérienne, des enzymes bactériennes détruisent la pectine et parfois la cellulose de la paroi, ce qui dissocie les cellules et désorganise le tissu, qui ramollit.

Compléments

• Les pectinases découpent les fibres de pectine et les cellulases découpent les fibres de cellulose, ce qui permet de digérer la paroi et de libérer des protoplastes dépourvus de paroi qui prennent une forme sphérique.

💡 Astuce mémo

Destruction de pectine et cellulose → perte de paroi → dissociation des cellules

📖 12. Matrice extracellulaire animale

★ À maîtriser

• La matrice extracellulaire animale est composée majoritairement de longues fibres de collagène reliées par un réseau de protéines associées à des glucides.

📌 Chez les animaux, les cellules adhèrent grâce à une matrice extracellulaire qui les entoure, tandis que chez les végétaux, elles sont reliées par une paroi extérieure à la membrane plasmique.

Compléments

• Les fibronectines et les intégrines relient le réseau de la matrice extracellulaire animale à la membrane cellulaire.

• La matrice extracellulaire animale permet l’adhérence et la communication entre les cellules, ainsi que leur protection.

📌 La matrice extracellulaire animale comprend notamment du collagène et de l’élastine, tandis que la paroi végétale comprend de la cellulose et de la pectine.

📊 Tableaux de synthèse

Organisation et fonctions chez les végétaux

Matrices extracellulaires végétale et animale