homéostasie et le bien être
Unité 1 – L’historique du microscope et revue de la cellule
L’étude
de la cellule ne commença qu’au 17ième siècle avec l’apparition du microscope optique.
Robert Hooke a identifié l’existence de la
cellule dans les tissus. (Observer les
cellules de liège)
Au
milieu du 19ième siècle, les biologistes reconnurent le principe de
la théorie cellulaire « Tous les
êtres vivants sont composés d’éléments autoreproducteurs qu’on appelle cellules »
Seulement
après l’apparition du microscope
électronique à transmission est-ce que les scientifiques ont pu étudier
structure interne de la cellule.
Concepts
1. Tous les êtres vivants sont formés de
cellules. (Unité structurales et fonctionnelles de la vie)
a) Chaque cellule est limité par une membrane, les organites
sont aussi entourés d’une membrane.
b) La membrane supervise l’entrée et la sortie des molécules.
1.
L’évolution s’accompagne souvent d’une augmentation de la complexité.
a)
Les cellules Eucaryotes possèdent des organites variés, contrairement
aux cellules des procaryotes.
b)
Les cellules Eucaryotes ont peut-être évolué à partir du moment où des
minuscules procaryotes résidèrent à l’intérieur des Procaryotes plus volumineux.
-
La structure cellulaire (Lundi
le 11 septembre)
La
membrane cellulaire
La
membrane entoure la cellule complètement et parfois forme diverses structures à
l’intérieur de la cellule. Quel soit le
type de membrane, elles ont la même structure et fonctions.
La
membrane cellulaire est formée par une double couche phospholipidique avec des
protéines globulaires qui s’injectent à l’intérieur et se retrouve à la surface
de celui-ci.
On
appelle ceci : Le modèle de la mosaïque fluide.
Il
existe différentes types de protéines membranaires. Certaines facilitent l’entrée ou la sortie
des molécules, d’autres agissent comme récepteurs ou influencent l’activité
cellulaire.
Fonction
de la membrane cellulaire
La
membrane permet seulement à certaines molécules d’entrer ou de sortir librement
du cytoplasme. (Membrane semi-perméable)
En
générale les molécules d’une petite taille peuvent entrer plus facilement que
les molécules d’une taille plus grosse.
-
Transport
à travers la membrane
Diffusion : Le déplacement des
molécules d’une région de haute concentration vers une région de plus faible
concentration.
(Utilisé
principalement par les plus petites molécules)
Puisqu’il
y a beaucoup plus de soluté dans le côté A le gradient de concentration fait
que les molécules de soluté vont ce déplacé du côté A vers le côté B pour
éventuellement trouver un équilibre.
| - | |||
Osmose : La diffusion de l’eau
à travers une membrane semi-perméable.
Lorsque les solutés sont trop gros pour pénétrer la membrane plasmique,
l’eau peut se déplacer pour assurer une concentration égale des deux côtés de
la membrane. (Fin de lundi 11 septembre)
Dans
l’exemple ci-dessus puisque le côté A est beaucoup plus concentré (plus de
soluté) que B l’eau vas ce déplacer du côté B vers le côté A pour aider à
diluer le soluté en A.
L’osmose
peut changer le type de solution à l’intérieur de la cellule.
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-
Effets de l’osmose sur la
cellule
|
||
Tonicité
de la solution
|
Concentration
de l’eau
|
Conséquences
|
Isotonique
|
Égale sur
l’intérieur et l’extérieur de la cellule
|
La cellule conserve
son apparence
|
Hypertonique
|
Plus faible à
l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur
|
La cellule se
ratatine, état de plasmolyse
|
Hypotonique
|
Plus forte à
l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur
|
La cellule se
gonfle, état de turgescence
|
-
Transport passif : La plupart de soluté sont
incapables de diffuser simplement à travers de la membrane cellulaire ;
ils traversent grâce à des médiateurs. (Molécules porteuses) Un médiateur est une protéine membranaire
dont le rôle est spécifique car elle ne se lie qu’au type de molécule qu’elle
transporte.
Dans
le transport passif, le médiateur ne fait qu’augmenter la vitesse de la
diffusion d’un soluté spécifique. (Exemple de soluté : glucides, acides
aminés ou nucléotides)
Puisque
le transport passif ne fait qu’augmenter la vitesse de la diffusion, Aucune énergie n’est requise.
Transport actif : le soluté traverse la membrane
à l’encontre du gradient de concentration (d’une région de faible concentration
vers une région de forte concentration).
C’est un mécanisme qui permet la cellule de concentrer un soluté à
l’intérieur ou l’extérieur de la membrane cellulaire.
Ex. L’iode
est concentré dans la glande thyroïde
Le
transport actif exige une dépense d’énergie considérable car, contrairement à
la diffusion, le soluté doit se déplacer contre le gradient de concentration.
-
Cellules
eucaryotes
On
classe les cellules en deux catégories selon qu’elles possèdent ou non un
noyau. Les Bactéries et Cyanobactéries
sont des procaryotes (aucun
noyau). Toutes les autres cellules sont
des cellules eucaryotes (possède un
noyau). On peut distinguer les deux
catégories de cellules par la présence ou l’absence de membrane internes. Les procaryotes ont une zone nucléaire
non-limitée par une membrane, tandis que les eucaryotes possèdent une zone
nucléaire limitée par une membrane (enveloppe
nucléaire). En plus les cellules
procaryotes ne possèdent pas d’organites membranaires.
-
Cellule
procaryotes
Cellule eucaryotes
Les organites
Les
organites sont des petites structures, souvent membranaires aux fonctions
spécifiques responsables de la croissance et de la reproduction de la
cellule. Puisque la cellule a besoin
d’énergie pour faire le transport actif, il ya aussi des organites qui fournit
de l’énergie à la cellule. Finalement,
pour permettre le mouvement de la cellule, il y a des organites de déplacement.
Noyau
Le
noyau est l’organite le plus volumineux de la cellule. Le noyau contient de l’ADN au niveau des
chromosomes et de l’ARN au niveau des molécules. L’ADN et l’ARN sont responsables pour la
synthèse des protéines. Le noyau est le centre de contrôle de la cellule.
Réticulum endoplasmique
Un
système de ramification faites de repliement membranaire qui parcourent le
cytoplasme et s’étendent jusqu'à la membrane nucléaires. Certaines sections sont piquetées (RE
granuleux), d’autres sont nues et forment le RE lisse. Les ribosomes (graines sur le RE) sont le
lieu de la synthèse des protéines. Les
ribosomes se trouvent aussi dans le cytoplasme dans des regroupements qui
s’appellent des polysomes.
Le RE
granuleux est chargé de la synthèse des protéines et le RE lisse s’occupe de la
synthèse des lipides. En plus les deux
ont comme rôle d’acheminer des matériaux d’une partie de la cellule à une
autre.
L’Appareil de Golgi
Empilement
de plusieurs sacs membranaires aplatis qu’on appelle des saccules. Ces organites se spécialisent dans
l’emballage des macromolécules. Les
saccules contiennent des enzymes capables de greffer des sucres, des groupements
phosphates et des acides gras et les molécules de protéines.
Lysosomes
Vésicules
formées par l’appareil de Golgi riches en enzymes hydrolytique ou digestives,
capable de briser les macromolécules; c’est pour cette raison qu’ils demeurent
isolés du reste du cytoplasme car ils pourraient détruire la cellule elle-même. Certaines lysosomes, nouvelle formés se
fusionnent avec des vésicules de phagocytose; celle-ci apparaissent lorsque la
membrane cellulaire s’incurve pour emprisonner de petites quantités de matière.
Vacuole
La
plupart des cellules végétales adultes possèdent des vacuoles (gros sac
membranaire) certaines cellule animales et quelques organismes unicellulaires
contiennent des vacuoles d’un type particulier.
Le
liquide vacuolaire ou sève cellulaire
est une sorte de réservoir contenant des substances en fortes concentrations,
comme sucres, des acides, des sels et des pigments.
Chloroplaste
Les
chloroplastes contiennent des pigments, surtout chlorophylle, qui capte
l’énergie solaire pour synthétiser des glucides comme le glucose.
C’est
le phénomène de la photosynthèse au
cours duquel l’énergie solaire est transformée en énergie chimique de liaison
dans les molécules organiques.
L’équation
générale de la photosynthèse :
Énergie
+ dioxyde de carbone + eau → glucide + oxygène
É +
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 +
6O2
Énergie
signifie l’énergie solaire qui vient des photons de lumière.
La
photosynthèse est le phénomène qui permet aux algues et aux plantes de
fabriquer leur propre nourriture
Les
chloroplastes contiennent des pigments caroténoïdes ou autres et une forte
quantité d’un pigment vert qu’on appelle chlorophylle.
Mitochondrie
Toutes
les cellules eucaryotes, capables de photosynthétiser ou non, possèdent des
mitochondries, sites de la respiration cellulaire.
Ces
organites sont pourvus d’enzymes chargées de briser les molécules organiques
nutritives, riches en énergie, pour fabriquer l’ATP (Adénosine triphosphate),
molécule énergétique de la cellule.
L’équation
générale de la respiration cellulaire est :
Glucide
+ oxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie
C6H12O6
+ 6O2 → 6CO2 + 6H2O + É
Le
terme ATP signifie énergie. Toutes les
cellules eucaryotes possèdent des mitochondries car elles ont un constant
besoin d’ATP (énergie).
La
structure des mitochondries ressemble à celle du chloroplaste : le
compartiment interne se nomme une matrice
et la membrane interne se replie pour former des crêtes. On qualifie souvent la mitochondrie de
«centrale énergétique de la cellule», car elle produit l’ATP nécessaire aux
réactions cellulaires.
Autotrophes : organisme qui fabriquent
leur propre nourriture
Hétérotrophes : se nourrissent
d’aliment déjà existants.
Cils et flagelle
Les
cils et flagelle sont des structures associées au mouvement de certaines
cellules.
Centrioles
Les
centrioles sont des courts cylindres.
Les centrioles peuvent jouer un rôle dans certains mécanismes
cellulaires qui demandent la présence de microtubules.
Ex
création du fuseau achromatique chez les cellules animales.
-
Tableau de synthèse
Nom
|
Structure
|
Fonction
|
Membrane cellulaire
|
Double couche phospholipidique + protéines
globulaire
|
Passage des molécules vers l’intérieur ou
vers l’extérieur
|
Noyau
|
Enveloppe nucléaire entourant les chromosomes
(ADN) et les nucléoles
|
Reproduction cellulaire et contrôle de la
synthèse des protéines
|
Nucléole
|
Région nucléaire riche en ARN
|
Formation des ribosomes
|
Réticulum endoplasmique
|
Replis membranaire formant des chenaux
aplatis et des canaux tubulaires
|
Transport de certains produits et formation
des vésicules
|
RE granuleux
|
Bordure de ribosomes
|
Synthèse des protéines
|
RE lisse
|
Absence de ribosomes
|
Synthèse des lipides
|
Ribosome
|
Protéines + ARN dans deux sous-unités
|
Synthèse des protéines
|
Appareil de Golgi
|
Empilement de saccules membranaires
|
Emballage et sécrétion
|
Vacuole et vésicule
|
Sacs membranaires
|
Réservoirs à substances diverses
|
Lysosome
|
Réservoir membranaire à enzyme hydrolytiques
|
Digestion intracellulaire
|
Mitochondrie
|
Membrane externe + membrane interne
|
Respiration cellulaire
|
Chloroplaste
|
Membrane externe + membrane interne
|
Photosynthèse
|
Microfilament
|
Protéines : actine ou myosine
|
|
Microtubule
|
Protéine : tubuline
|
Mouvement intracellulaire et forme de la
cellule
|
Centriole
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Microtubules
|
Organisation des microtubules
|
Cils et flagelle
|
Microtubules
|
Déplacement de la cellule
|
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