La cellule et les êtres vivants

Caractéristiques des êtres vivants

Tous les êtres vivants sont dotés des caractéristiques suivantes :

  • Les êtres vivants peuvent s’accroître
  • Les êtres vivants peuvent se reproduire
  • Les êtres vivants ont besoin d’énergie
    • Les animaux consomment soient des végétaux ou des animaux pour de l’énergie
    • Les végétaux transforment le dioxyde de carbone et l’eau en aliments grâce à l’énergie du soleil
  • Les êtres vivants ont une durée de vie
  • Les êtres vivants produisent des déchets

La théorie cellulaire

  • Tous les êtres vivants sont formés de cellules.
  • La cellule est l’unité de base du vivant.
  • Toutes les cellules proviennent d’autres cellules
  • L’origine de la vie reste une inconnue et fait l’objet de recherches scientifiques
  • Il existe plusieurs types de cellules.
    • Animales
    • Végétales
    • Bactériennes
  • Les virus ne sont pas des êtres vivants : ne peuvent se reproduire seuls. Ce sont des objets à la limite du vivant.

Le microscope

Afin d’observer des cellules, il faut avoir recours aux microscopes optiques. Le microscope optique utilise la lumière pour observer.

Les scientifiques utilisent aussi d’autres types de microscopes comme le microscope électronique qui utilise des particules comme les électrons pour observer.

Le microscope est formé de diverses parties dont il faut connaître les noms.

  • L’oculaire et l’objectif sont les principales composantes optiques
  • Le révolver, la potence, le pied, le diaphragme, la vis macrométrique, la vis micrométrique, le tube oculaire ….
  • Le grossissement est obtenu en multipliant les valeurs de la lentille oculaire et de la lentille de l’objectif.


Les cellules végétales et animales.

Les cellules animales sont composées d’organites précis :

  • Le noyau – gouvernement et encyclopédie, contient toutes les informations génétiques de la cellule.
    • Quand la cellule se reproduit, l’ADN se regroupe sous forme de chromosomes.
  • La membrane cellulaire – la frontière de la cellule
  • Le cytoplasme – le contenu de la cellule outre les organites.
  • La ou les vacuoles sont des compartiments qui ont un rôle de réservoir / recyclage
  • L’appareil de Golgi – c’est une structure où on fabrique les protéines. Une fois assemblées, elles sont libérées sous forme de vésicules.
  • Le réticulum endoplasmique – est une usine au sein de la cellule où l’on assemble des protéines plus complexes
  • La mitochondrie – c’est l’usine énergétique de la cellule.
  • Les lysosomes – c’est la poubelle de la cellule, elle contient des substances qui dégradent les déchets.

Taille moyenne : 10 µm à 120µm (ovule) – c’est à dire 0,01 mm à 0,12 mm

Taille moyenne d’une amibe : 250 à 750 µm

Les cellules végétales ont les mêmes structures qu’une cellule animale mais avec en plus d’autres organites.

  • La vacuole est plus grande et plus importante dans son rôle de réserve.
  • Une paroi cellulaire autour de la cellule qui donne une structure plus rigide à l’ensemble.
  • Les chloroplastes, des organistes où à lieu la photosynthèse, un processus où la lumière est utilisée pour transformer le dioxyde de carbone et l’eau en substance hydrocarbonée comme le sucre.

  • Taille moyenne : 10 µm à 100 µm – c’est à dire 0,01 mm à 0,1 mm

Sans les végétaux, les animaux ne peuvent exister : les végétaux, les plantes et les algues sont la source de l’oxygène dont nous avons besoin.

Enrichissement : le rôle du noyau et l’ADN. L’ADN est une très longue chaîne d’information qui est le code génétique de la cellule. Les gènes sont des unités d’information qui déterminent comment fonctionne ou apparaît une cellule, un organisme ou un être vivant. L’ADN se trouve dans le noyau et quand la cellule se divise en deux, l’ADN s’organise en chromosomes.

  • Certains gènes déterminent la couleur des yeux, la longueur des doigts.
  • Quand certains gènes sont absents, ils peuvent causer des maladies génétiques : dystrophie musculaire, hémophilie.

Les bactéries.

Les cellules bactériennes sont beaucoup plus petites, ce sont des êtres vivants plus simples que les cellules animales et végétales. Les bactéries n’ont pas de noyau ou d’organites.

  • Taille moyenne : 0,2 µm à 10 µm

Les virus.

Les virus sont encore plus petits que les bactéries. Les virus s’attaquent aux bactéries et aux cellules végétales et animales pour se reproduire. Ils prennent en otage les cellules attaquées pour se reproduire en utilisant la machinerie de la cellule.


La membrane cellulaire

La membrane cellulaire protège la cellule de son environnement et joue le rôle dans le passage des substances à travers elle. On dit que la membrane cellulaire est sélective.

  • La membrane cellulaire laisse passer des petits particules comme l’oxygène, le dioxyde de carbone.
  • La membrane cellulaire choisit ou non si certaines particules peuvent passer comme le sodium et le potassium.
  • La membrane cellulaire peut bloquer certaines particules.

La diffusion : le mouvement par la diffusion de particules. Certaines particules peuvent traverser la membrane sans problème, c’est ce qu’on appelle la diffusion.

La diffusion, c’est le mouvement des solutés, c’est à dire les sels, gaz dissouts etc.

  • Les particules dissoutes dans le solvant se déplacent sans restriction.
  • Le mouvement se fait toujours d’une région de haute concentration à une région de basse concentration.
  • La diffusion concerne des substances comme l’oxygène ou le dioxyde de carbone dans ton corps.

L’osmose : le mouvement par le déplacement du solvant. Dans certains cas la membrane joue un rôle de filtre important pour certaines particules. Il arrive que la concentration soit différente de chaque côté de la membrane.

L’osmose, c’est le mouvement du solvant, c’est à dire l’eau.

  • Dans ce cas, c’est le solvant qui se déplace, dans le cas des cellules, c’est l’eau qui se déplace.
  • L’eau se déplace de la zone à faible concentration de soluté vers la zone à haute concentration de soluté.

L’osmose a des conséquences pour les cellules.

Les cellules dans des milieux hypotoniques (solutés en concentration inférieure au milieu cellulaire) se gonflent d’eau.

Les cellules  (solutés en concentration supérieure au milieu cellulaire) perdent l’eau et se flétrissent.

L’osmose et les cellules végétales.

La turgescence : c’est le résultat de l’osmose. Quand les cellules végétales ont une grande vacuole remplie d’eau, elle occupe presque tout l’espace de la cellule. Quand les racines absorbent l’eau, l’eau remplit les vacuoles, cette pression c’est la turgescence.

La plasmolyse : si la plante se dessèche, la perte d’eau fait que les cellules perdent l’eau par osmose et la plante semble se « dégonfler ». On parle alors de plasmolyse.

L’osmose et les cellules animales.


Les organismes multicellulaires – La spécialisation cellulaire.

Rappel : la cellule est l’unité de base de la vie. Il existe un grand nombre d’êtres unicellulaires comme les amibes, des algues, les paramécies.

Les êtres pluricellulaires.

Au cours de l’évolution, les cellules se sont spécialisées.

Le cas de l’hydre

Exemple : les hydres. Elles mesurent 1,5 cm maximum. Cet animal a quelques cellules spécialisées : cellules épithéliales, cellules nerveuses, cellules reproductrices.

Plus l’organisme est grand, plus il y a de cellules. Plus l’organisme est complexe, plus il y a de cellules spécialisées.

L’hydre possède quelques types de cellules : des cellules qui forment une « peau » protectrice et des cellules digestives. L’hydre est formée de quelques milliers de cellules.

Le cas de l’être humain

Exemple : dans l’être humain il y a plus de 200 types de cellules spécialisées, et plusieurs milliards de cellules.

  • cellules nerveuses,
  • cellules épidermiques,
  • cellules musculaires,
  • cellules adipeuses,
  • cellules épithéliales

La spécialisation et la différenciation.

Chez les êtres plus complexes, les cellules se spécialisent très tôt dans la croissance de l’individu par un processus qu’on appelle la différenciation cellulaire.

Les tissus.

Un groupe de cellules avec des fonctions similaires s’appelle un tissu. Il y a quatre types de tissus chez les animaux :

  • le tissu épithélial : barrière entre deux milieux différents.
  • le tissu musculaire
  • le tissu conjonctif (lie les tissus)
  • le tissu nerveux

Les organes.

Les tissus différents s’assemblent pour former des structures plus grandes qu’on nomme les organes.

  • La peau est le plus grand organe
  • Le cœur, l’estomac, les poumons, les yeux …

Les systèmes.

Plusieurs organes travaillent ensemble, ce sont les systèmes.

Exemple :

  • Le système nerveux : cerveau, moelle épinière, organes sensoriels
    • Réagir aux changements de l’environnement
    • Coordonner le fonctionnement

  • Le système digestif : bouche, œsophage, estomac, foie, pancréas, intestins, anus
    • Réduire les aliments en nutriments, les absorber vers le système circulatoire
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  • Le système respiratoire : poumons, trachée, vaisseaux sanguins
    • Les échanges de l’oxygène et du dioxyde de carbone entre le sang et l’environnement

  • Le système circulatoire : cœur, vaisseaux
    • Achemine nutriments, gaz dissouts, évacue les déchets

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