Fiche de révision : Cellules végétales et animales

📋 Plan du Cours

1. Cellule et constituants chimiques
2. Glucides, lipides et protéines
3. Acides nucléiques et information génétique
4. Cellules procaryotes et cyanobactéries
5. Cellules eucaryotes et organites
6. Ressemblances entre cellules végétales et animales
7. Différences entre cellules végétales et animales
8. Formes et catégories des cellules végétales
9. Dimensions des cellules végétales
10. Structure de la cellule végétale

📖 1. Cellule et constituants chimiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité structurale fondamentale de la vie et la plus petite unité capable d’assurer les processus élémentaires vitaux.

★ À maîtriser

• Tous les organismes sont constitués d’une ou de plusieurs cellules, et toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes par division cellulaire.

• Les constituants chimiques cellulaires comprennent :

  • l’eau
  • les sels minéraux
  • les glucides
  • les lipides
  • les protéines
  • les acides nucléiques

Compléments

• Les processus cellulaires élémentaires comprennent :

  • la pénétration des nutriments
  • l’exportation des déchets
  • le métabolisme
  • la reproduction

• La vie cellulaire dépend d’interactions et de réactions chimiques coordonnées dans le temps et l’espace, influencées par l’information génétique et l’environnement.

📖 2. Glucides, lipides et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéines : Polymères non ramifiés formés d’acides aminés et ayant des rôles structurels et fonctionnels.
• Lipides : Ensemble de graisses, d’huiles et de substances apparentées, dont les acides gras estérifiés constituent un élément de base.

★ À maîtriser

• Les glucides sont les composés organiques les plus abondants dans la nature et jouent des rôles de source d’énergie et de constituants structurels.

• Les glucides se répartissent en trois catégories :

  • les monosaccharides, glucides simples de 3 à 7 atomes de carbone
  • les disaccharides, formés de deux monosaccharides
  • les polysaccharides, formés de plusieurs monosaccharides liées en polymères

📌 Les acides gras saturés ne possèdent que des liaisons carbone-carbone simples et tendent à s’aligner et à cristalliser, tandis que les acides gras insaturés possèdent des doubles liaisons rigides qui courbent les molécules et réduisent leur tendance à cristalliser ; les premiers sont solides et les seconds liquides à température ordinaire.

• Les phosphoglycérides sont formés d’une molécule de glycérol estérifiée avec deux chaînes acyle et un résidu phosphate, et constituent les biomembranes.

Compléments

• Les glucides contiennent du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène dans un rapport de 1C:2H:1O.

• Les acides gras sont de longues chaînes pouvant contenir jusqu’à 26 atomes de carbone et se terminant par un groupement acide carboxyle.

• Les triglycérides sont formés de trois acides gras estérifiés avec une molécule de glycérol et constituent des réserves énergétiques.

• Les cérides sont formés d’acides gras estérifiés avec des alcools gras et constituent des structures imperméables à la surface des organes végétaux.

• Il existe 20 types différents d’acides aminés, et une protéine peut en contenir de 50 à 50 000 ou davantage.

• L’enchaînement des acides aminés dans les protéines est contrôlé par l’activité des acides nucléiques.

💡 Astuce mémo

Les acides gras saturés s’alignent et cristallisent ; les insaturés, courbés, cristallisent moins.

📖 3. Acides nucléiques et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Monomère structural des acides nucléiques, formé d’une base azotée, d’un pentose et d’un phosphate.

★ À maîtriser

📌 L’ADN contient les bases adénine, guanine, cytosine et thymine et le sucre désoxyribose, tandis que l’ARN contient l’adénine, la guanine, la cytosine et l’uracile ainsi que le sucre ribose.

• L’information contenue dans les acides nucléiques détermine la séquence d’acides aminés d’un polypeptide.

• Lors de la synthèse protéique, l’ADN est transcrit en ARNm, qui transporte l’information génétique du noyau aux ribosomes, puis l’ARNt sélectionne et aligne les acides aminés et l’ARNr participe à la formation des liaisons peptidiques.

Compléments

• Les chaînes d’acides nucléiques se forment par des liaisons entre le phosphate d’un nucléotide et le pentose du nucléotide suivant.

📖 4. Cellules procaryotes et cyanobactéries

★ À maîtriser

• Les cellules procaryotes sont dépourvues de noyau et leur nucléoïde, correspondant notamment à un chromosome, n’est pas délimité par une membrane.

• Les cellules procaryotes ne possèdent pas d’organites délimités par une membrane, tels que les mitochondries, l’appareil de Golgi ou le réticulum endoplasmique.

• La fission binaire bactérienne comprend l’augmentation de la taille de la cellule, le dédoublement puis la séparation du matériel génétique en deux parties égales, la formation d’une paroi transversale avec l’aide du divisome, puis la séparation en deux cellules filles.

Compléments

• Les cellules procaryotes possèdent des ribosomes de type 70S et une paroi squelettique rigide non cellulosique.

• Les cyanobactéries possèdent une masse polymorphe de chromatine au centre de la cellule et des ribosomes uniformément distribués dans le cytoplasme.

• Chez les cyanobactéries, le chromatoplasme périphérique est riche en lamelles photosynthétisantes parallèles à la paroi, constituées de vésicules aplaties dont les membranes contiennent des pigments chlorophylliens et phycobiliniques.

💡 Astuce mémo

La fission binaire enchaîne élongation, duplication du chromosome, septum et séparation.

📖 5. Cellules eucaryotes et organites

★ À maîtriser

• Les cellules eucaryotes possèdent un noyau distinct délimité par une enveloppe nucléaire à double membrane, dont les pores permettent les échanges entre le noyau et le cytoplasme.

• Les cellules eucaryotes possèdent des organites délimités par des membranes, situés dans le cytoplasme et ayant chacun un rôle spécifique.

• Les mitochondries participent à la production et au stockage de l’énergie, tandis que les chloroplastes interviennent dans la photosynthèse des cellules végétales.

Compléments

• Les organismes eucaryotes comprennent :

  • les protistes
  • les mycètes
  • les plantes
  • les animaux

• Le réticulum endoplasmique est un réseau de canalicules étendu dans tout le cytoplasme, tandis que l’appareil de Golgi est constitué de sacs aplatis généralement courbés en arc et formant des vésicules de sécrétion.

• Les lysosomes, peroxysomes et glyoxysomes sont des vésicules contenant des enzymes.

• Les ribosomes eucaryotes de type 80S sont dépourvus de membrane et participent à la synthèse des protéines.

• Le centriole est une structure cylindrique formant des paires et importante dans la division cellulaire des cellules animales.

💡 Astuce mémo

Les procaryotes sont dépourvus de noyau ; les eucaryotes possèdent un noyau délimité.

📖 6. Ressemblances entre cellules végétales et animales

★ À maîtriser

• Les cellules végétales et animales présentent une organisation cellulaire ainsi qu’une structure et des fonctions des organites similaires.

• Les organites communs sont :

  • le noyau
  • les mitochondries
  • les ribosomes
  • le réticulum endoplasmique
  • l’appareil de Golgi

• Les processus biologiques similaires comprennent : l’accumulation et la transmission de l’information génétique, la biosynthèse des protéines, le métabolisme énergétique

Compléments

• Les similitudes entre cellules végétales et animales illustrent l’unité structurelle des organismes vivants, fondée sur un plan d’organisation unique, une base biochimique commune et des processus fondamentaux similaires.

📖 7. Différences entre cellules végétales et animales

★ À maîtriser

• La cellule végétale possède une paroi squelettique formée de plusieurs couches, qui joue un rôle de squelette, tandis que la cellule animale est protégée seulement par la membrane plasmique.

📌 Les plantes possèdent des plastes, dont certaines formes stockent des réserves et dont les chloroplastes réalisent la photosynthèse, permettant une nutrition autotrophe ; les cellules animales n’ont pas de plastes et leur nutrition est hétérotrophe.

📌 Les cellules végétales possèdent des vacuoles aqueuses développées, délimitées du cytoplasme par le tonoplaste et impliquées dans la croissance, l’accumulation des métabolites, l’absorption de l’eau et la turgescence ; chez les animaux, seules les formes inférieures possèdent des vacuoles contractiles.

Compléments

• Les plantes présentent seulement 7 à 8 types de tissus, tandis que les animaux en présentent plus de 100.

• La paroi végétale est formée de : cellulose, hémicellulose, pectine, imprégnations auxiliaires de lignine ou de subérine

• Les ponctuations et les plasmodesmes de la paroi végétale assurent les communications intercellulaires, tandis que les communications des cellules animales se réalisent à travers les jonctions cellulaires.

• La cellule animale peut être protégée par une couche glyco-lipidique appelée glycocalyx, importante dans la reconnaissance et l’adhésion cellulaires.

📌 Le centrosome est absent des cellules des plantes supérieures et présent seulement dans celles des plantes inférieures, tandis qu’il est présent dans toutes les cellules animales.

• Le centrosome animal est formé d’une paire de centrioles cylindriques constitués de microtubules et participe à la formation et au fonctionnement du fuseau de division.

📌 Chez les plantes, les vacuoles accomplissent les rôles des lysosomes ; chez les animaux, les lysosomes sont des vésicules contenant des enzymes digestives.

• Les lysosomes animaux assurent l’autophagie, qui dégrade des territoires cellulaires, et l’hétérophagie, qui dégrade des particules étrangères.

📌 Les plantes peuvent stocker de l’amidon, de l’inuline, des huiles grasses et des protéines, tandis que les animaux stockent du glycogène.

📌 Les cristaux inorganiques, notamment d’oxalates, de carbonates et de sulfates, sont fréquents dans les cellules végétales et absents des cellules animales ; leur présence dans une cellule animale indique un processus pathologique.

💡 Astuce mémo

Paroi et plasmodesmes côté végétal ; glycocalyx et jonctions côté animal.

📖 8. Formes et catégories des cellules végétales

★ À maîtriser

📌 Les cellules végétales se répartissent en cellules parenchymateuses isodiamétriques et cellules prosenchymateuses anisodiamétriques.

Compléments

• Certaines cellules végétales dépourvues de paroi squelettique, appelées gymnoplastes, ont une forme sphérique ou ovale.

• La majorité des cellules végétales munies d’une paroi squelettique rigide, appelées dermatoplastes, présentent des formes spécifiques.

• Les principales formes des cellules végétales sont : parallélépipédiques, notamment les cellules épidermiques aplaties, sphériques, polyédriques, allongées, comme les fibres mécaniques, cylindriques, comme les vaisseaux conducteurs, ramifiées et étoilées, comme certaines cellules du parenchyme médullaire

💡 Astuce mémo

Parenchymateuses isodiamétriques ; prosenchymateuses anisodiamétriques.

📖 9. Dimensions des cellules végétales

★ À maîtriser

• La dimension moyenne des cellules végétales matures est de 70 μm, contre 10 μm pour les cellules animales.

• Dans le volume des cellules végétales matures, la paroi squelettique représente 5 %, le protoplasme 5 % et la vacuole 90 %.

Compléments

• Les cellules méristématiques ont un diamètre de 10 à 30 µm et se développent considérablement au cours de leur différenciation.

• Les cellules des parenchymes atteignent souvent un diamètre de 100 à 200 µm.

• Certaines fibres allongées du phloème peuvent atteindre plusieurs centimètres de longueur, tandis que leur diamètre reste d’environ 50 µm.

📖 10. Structure de la cellule végétale

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi squelettique : Enveloppe rigide pecto-cellulosique qui limite la cellule, lui assure sa forme et sa rigidité et la protège contre les forces mécaniques.
• Membrane plasmique : La membrane plasmique, ou plasmalemme, est une pellicule mince lipoprotéique appliquée étroitement contre la paroi squelettique, qui délimite le cytoplasme, sépare l’intérieur de la cellule du milieu externe et contrôle les échanges avec ce milieu.
• Cytosol : Substance fondamentale translucide dans laquelle se trouvent les organites.
• Vacuole : Inclusion aqueuse de la cellule, délimitée par le tonoplaste.

★ À maîtriser

📌 Les constituants vivants de la cellule végétale forment le protoplasme, tandis que les constituants morts forment le paraplasme.

• Le réticulum endoplasmique est un réseau de canalicules ou de poches anastomosés dans le cytoplasme ; il traverse la paroi en formant des plasmodesmes et peut être rugueux, avec des ribosomes attachés, ou lisse, sans ribosomes.

• Les ribosomes sont des granulations sans membrane, formées d’ARN et de protéines, où s’effectue la synthèse protéique ; ils peuvent être attachés au réticulum endoplasmique ou libres dans le cytoplasme.

Compléments

• Le protoplasme comprend :

  • le noyau
  • le cytoplasme
  • le cytosol
  • les plastes
  • les mitochondries
  • le réticulum endoplasmique
  • les ribosomes
  • l’appareil de Golgi et les microcorps

• Le paraplasme comprend :

  • la paroi squelettique
  • la vacuole
  • les inclusions ergastiques

• L’appareil de Golgi, ou dictyosome, est constitué d’organites en écailles courbés en arc de cercle qui émettent de nombreuses vésicules.

• Les plastes peuvent être incolores (leucoplastes), jaunes ou orangés (chromoplastes), ou verts (chloroplastes).

• Les mitochondries comptent parmi les plus grands organites et participent à la respiration cellulaire et à la formation d’ATP.

• Les inclusions inertes ou ergastiques résultent du métabolisme cellulaire et se trouvent dans le cytoplasme, sous forme de grains d’amidon ou d’huile grasse, ou dans la vacuole, sous forme de substances diverses ou de cristaux inorganiques.