Fiche de révision : Organisation et échanges du vivant

📋 Plan du Cours

1. Composition chimique des êtres vivants
2. Échelles d’organisation du vivant
3. Mesure et observation des cellules
4. Histoire et principes cellulaires
5. Caractéristiques des virus
6. Cellules végétales et plasmolyse
7. Organisation de la membrane plasmique

📅 Repères chronologiques

1. 1595Jansens invente le microscope.
2. 1665Hooke introduit le mot « cellule ».
3. 1674Van Leeuwenhoek découvre le premier microbe.
4. 1834–1838Schwann et Schleiden établissent que les cellules animales et végétales existent.
5. 1855Virchow affirme que la cellule naît d’une cellule préexistante.
6. 1892Un botaniste russe découvre des organismes encore plus petits que les bactéries et les nomme virus.
7. 1931Ruska et Knoll inventent le microscope électronique.

📖 1. Composition chimique des êtres vivants

★ À maîtriser

• Les principaux atomes des êtres vivants sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote.

• Les principales familles de molécules organiques sont :

  • les glucides
  • les protides
  • les lipides

• L’eau représente environ 60 % de la composition du corps humain.

Compléments

• La composition atomique présentée pour l’humain est de :

  • 65 % d’oxygène
  • 18 % de carbone
  • 10 % d’hydrogène
  • 3 % d’azote

• La composition moyenne des végétaux est de :

  • 94,1 % d’eau
  • 0,7 % de matière minérale
  • 5,2 % de matière organique

• La composition moyenne des animaux est de :

  • 64,8 % d’eau
  • 0,8 % de matière minérale
  • 34,4 % de matière organique

📖 2. Échelles d’organisation du vivant

★ À maîtriser

• Les niveaux d’organisation représentés du vivant, du plus petit au plus grand, sont :
  • l’atome
  • la molécule
  • l’organite
  • la cellule
  • le tissu
  • l’organe
  • le système
  • l’organisme

Compléments

• Chez l’animal, les structures illustrées comprennent la cellule animale, le tissu cardiaque, le cœur et le système cardiovasculaire.

• Chez le végétal, les structures illustrées comprennent :

  • la cellule végétale
  • les tissus de la feuille
  • la feuille
  • les feuilles
  • les tiges
  • les racines

📖 3. Mesure et observation des cellules

★ À maîtriser

• La taille réelle d’un élément observé sur une photographie se calcule par proportionnalité à partir de la taille de l’élément sur la photo et de l’échelle indiquée.

• Le microscope optique (MO), inventé en 1595, utilise un faisceau lumineux, permet un grossissement de 40 à 1 500 fois et possède une résolution de 0,35 µm.

• Le microscope électronique à transmission (MET), inventé en 1931, utilise un faisceau d’électrons et permet d’observer la structure interne en 2D.

• Le microscope électronique à balayage (MEB), inventé en 1937, permet d’observer la surface cellulaire en 3D.

Compléments

• Les feuilles d’élodée sont visibles à l’œil nu et leur photographie d’exemple est agrandie 2 fois par rapport à la réalité.

• Le MET permet un grossissement jusqu’à 5 000 000 fois et une résolution de 10 à 0,5 nm.

• Les échantillons observés au MET et au MEB sont tués pendant une préparation longue, et les images obtenues sont en noir et blanc, avec une colorisation possible.

💡 Astuce mémo

Le MO éclaire, le MET traverse, le MEB balaie la surface.

📖 4. Histoire et principes cellulaires

📝 Points essentiels

• La théorie cellulaire énonce que : tous les êtres vivants sont formés de cellules, tous les êtres vivants proviennent d’une cellule préexistante, la cellule est l’unité structurelle et fonctionnelle des organismes

📖 5. Caractéristiques des virus

★ À maîtriser

• La protéine Spike du SARS-CoV-2 permet sa reconnaissance et son ancrage à la membrane plasmique de la cellule cible, notamment du pneumocyte.

• Après l’ancrage à la membrane plasmique, le virus entre dans la cellule et son matériel génétique y est inséré, ce qui entraîne la fabrication de particules virales par la cellule.

📌 Un virus ne peut pas se reproduire seul et détourne la machinerie de la cellule hôte pour se multiplier.

Compléments

• Le SARS-CoV-2 a un diamètre de 90 nm.

• Les virus (Ali Saïb) : ne réalisent pas de synthèse protéique autonome, ne croissent pas hors d’un contexte cellulaire, n’ont pas de métabolisme propre

💡 Astuce mémo

L’entrée du matériel génétique viral détourne la cellule, qui fabrique alors des particules virales.

📖 6. Cellules végétales et plasmolyse

🔑 Notions clés & Définitions

• Paroi pecto-cellulosique : Structure des cellules végétales qui leur donne une forme géométrique.
• Vacuole : Organite rempli d’eau et de molécules parfois colorées.
• Turgescence : Pression interne de l’eau qui plaque la membrane plasmique contre la paroi dans les cellules végétales.

📝 Points essentiels

• Le protocole d’observation de l’épiderme d’oignon rouge consiste à prélever un lambeau fin, le monter dans l’eau distillée, l’observer au microscope, puis répéter l’observation dans une solution de saccharose à 300 g·L⁻¹.

• La membrane plasmique des cellules végétales est difficile à voir lorsqu’elle est plaquée contre la paroi sous l’effet de la turgescence.

📖 7. Organisation de la membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycoprotéine : Protéine à laquelle sont attachés des glucides.
• Glycolipide : Lipide auquel sont attachés des glucides.

★ À maîtriser

• La membrane cellulaire comprend :
  • une bicouche de phospholipides
  • des protéines intégrales
  • des protéines périphériques
  • des canaux protéiques
  • du cholestérol
  • des glycoprotéines
  • des glycolipides

Compléments

• La membrane cellulaire observée au MET est indiquée comme ayant une épaisseur de 70 nm.

📊 Tableaux de synthèse

Microscopes et observations