Fiche de révision : La cellule et ses fonctions

📋 Plan du Cours

1. Organisation structurale du vivant
2. Théorie cellulaire
3. Méthodes d’étude cellulaire
4. Diversité des cellules
5. Architecture procaryote et antibiorésistance
6. Compartimentation eucaryote
7. Membrane plasmique et transports
8. Noyau et expression génétique
9. Organites et métabolisme

📖 1. Organisation structurale du vivant

★ À maîtriser

• Les niveaux d’organisation structurale sont:
  • les systèmes et appareils
  • les organes
  • les tissus
  • les cellules
  • les organites
  • les molécules

Compléments

• La biologie cellulaire étudie les cellules et les organites, tandis que l’histologie étudie les tissus, l’anatomie les organes et systèmes, et la biochimie les molécules.

💡 Astuce mémo

Du système aux molécules : systèmes, organes, tissus, cellules, organites, molécules.

📖 2. Théorie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Affirme que tout organisme vivant est composé d’une ou plusieurs cellules, que la cellule est l’unité de structure et de fonction du vivant, et que toute cellule provient d’une autre cellule par division cellulaire.

💡 Astuce mémo

SFR : Structure, Fonction, Reproduction.

📖 3. Méthodes d’étude cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Ultrastructure : Correspond au domaine de dimensions situé entre le domaine atomique et moléculaire et le domaine accessible au microscope optique, et s’explore avec un microscope électronique.

📝 Points essentiels

• Robert Hooke a observé une mince tranche de liège, tandis qu’Antoni van Leeuwenhoek a observé des cellules vivantes grâce à la microscopie optique.

📌 Le microscope électronique à transmission distingue des objets distants de 0,2 nm, tandis que le microscope électronique à balayage permet d’obtenir des effets en trois dimensions.

💡 Astuce mémo

MO observe le visible, MET l’ultrastructure et MEB les reliefs en 3D.

📖 4. Diversité des cellules

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule : Unité structurale et fonctionnelle du vivant, et toute cellule comporte une membrane plasmique contenant le cytoplasme.

📝 Points essentiels

• Les trois branches de l’arbre phylogénétique sont:
  • bactéries
  • archées
  • eucaryotes

📌 Les cellules procaryotes et eucaryotes sont les deux types d’organisation cellulaire, mais les procaryotes sont dépourvues de véritable noyau et d’organites membraneux.

💡 Astuce mémo

Procaryote sans noyau véritable, eucaryote avec noyau.

📖 5. Architecture procaryote et antibiorésistance

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule procaryote : Cellule plus simple que la cellule eucaryote, dépourvue de véritable noyau et d’organites membraneux.

📝 Points essentiels

• La taille des cellules procaryotes est généralement comprise entre 1 et 10 µm.

• En 2002, la campagne française « Les antibiotiques, c'est pas automatique » a participé aux politiques publiques de prévention de l’antibiorésistance.

• Les antibiotiques peuvent agir en désorganisant la paroi ou la membrane, ou en bloquant la traduction des protéines, selon leur famille.

💡 Astuce mémo

Antibiotiques mal utilisés → sélection et diffusion de l’antibiorésistance.

📖 6. Compartimentation eucaryote

🔑 Notions clés & Définitions

• Cytoplasme : Contenu cellulaire situé entre la membrane plasmique et le noyau.
• Cytosol : Solution aqueuse qui baigne les structures du cytoplasme.
• Organite : Structure intracellulaire de la cellule eucaryote.

📖 7. Membrane plasmique et transports

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Délimite le contenu cellulaire, régule les échanges avec le milieu extracellulaire et intervient dans la communication cellulaire.
• Mosaïque fluide : Bicouche fluide de phospholipides, de cholestérol et de glycolipides dans laquelle sont disséminées des protéines.

📝 Points essentiels

• Lors de l’osmose, les molécules d’eau traversent une membrane sélectivement perméable depuis le compartiment où leur concentration est la plus élevée vers celui où elle est plus faible, tandis que les solutés ne traversent pas la membrane.

• Une solution isotonique possède une osmolarité d’environ 290 à 300 mOsm/L, identique à celle du plasma sanguin, et ne provoque ni plasmolyse ni hémolyse des globules rouges.

💡 Astuce mémo

Gradient d’eau à travers une membrane sélective → osmose et variation de volume.

📖 8. Noyau et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Centre de régulation de la cellule eucaryote et comprend une enveloppe nucléaire, un nucléole et de la chromatine.

📝 Points essentiels

• Le noyau interphasique comprend: une enveloppe nucléaire à deux membranes, un nucléole, de la chromatine constituée d’ADN associé à des histones

• 🔄 L’expression de l’information génétique suit les étapes:

  1. transcription de l’ADN en ARNm
  2. lecture de l’ARNm par le ribosome
  3. traduction de l’ARNm en polypeptide

💡 Astuce mémo

ADN → ARNm → ribosome → polypeptide.

📖 9. Organites et métabolisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Ribosome : Organite cytoplasmique constitué de protéines et d’ARN qui traduit les ARNm en polypeptides.
• Réticulum endoplasmique : Organite composé de sacs membranaires aplatis appelés citernes, en continuité avec la membrane externe du noyau, comprenant un réticulum rugueux et un réticulum lisse.
• Mitochondrie : Organite à double membrane contenant des ribosomes et son propre ADN, dont la membrane interne forme des crêtes et qui assure la respiration cellulaire et la régénération de l’ATP.
• Appareil de Golgi : Modifie, concentre, trie et emballe les protéines dans des vésicules destinées à leur localisation extra- ou intracellulaire.
• Peroxysome : Organite sphérique d’environ 1 µm de diamètre, limité par une membrane simple et contenant des enzymes d’oxydation utilisant le dioxygène ou le peroxyde d’hydrogène.

📝 Points essentiels

📌 Les ribosomes libres sont en suspension dans le cytosol et fabriquent surtout des protéines qui fonctionneront dans le cytosol, tandis que les ribosomes liés au réticulum endoplasmique fabriquent généralement des protéines membranaires ou destinées à l’exportation.

• Le RER synthétise les protéines de sécrétion, les protéines des lysosomes et les protéines membranaires intrinsèques, tandis que le REL participe à la synthèse des hormones stéroïdes, à la détoxification et au stockage du calcium.

📐 Formule — L’équation globale de la respiration cellulaire est $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O + énergie$.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des techniques de microscopie

Comparaison des organisations cellulaires