Cellule, ADN, unité du vivant

CONNAISSANCES DE BASE EN S.V.T. D’UN ELEVE ENTRANT EN PREMIERE S
BIOLOGIE
L’organisme en fonctionnement
L’augmentation de l’activité physique s’accompagne d’un accroissement de la consommation de dioxygène et de nutriments par les
cellules musculaires.
Le fonctionnement automatique du cœur est modulé par le système nerveux.
L’activité rythmique des muscles respiratoires est commandée par le système nerveux.
Le système nerveux assure la coordination des activités cardiaque et respiratoire.
Au cours de l’activité physique, cette modulation et cette commande sont modifiées.
Ceci permet un approvisionnement en dioxygène adapté à l’activité physique.
Le système nerveux joue donc un rôle central dans la régulation des paramètres physiologiques.
Cellule, ADN, unité du vivant
Tous les êtres vivants sont constitués de cellules. Une cellule est toujours limitée par une membrane cytoplasmique et contient du
cytoplasme et du matériel génétique.
On distingue deux grands groupes d’êtres vivants :
Cellule
Animale et
champignons
-
les Eucaryotes, caractérisés par leur noyau et d’autres
organites (mitochondries, chloroplastes, …). Leur matériel
génétique est localisé dans le noyau. Les animaux, les
végétaux et les champignons sont des Eucaryotes.
-
les Procaryotes n’ont ni noyau ni organites. Leur matériel
génétique est un chromosome libre dans le cytoplasme. Les
principaux procaryotes sont les bactéries.
Cell. Végét.
non chloro phyllienne
Cell. Végét.
chloro phyllienne
Le métabolisme est l’ensemble des réactions chimiques nécessaires à l’activité des cellules et à leur multiplication.
Pour assurer leur métabolisme toutes les cellules ont besoin de matière et d’énergie qu’elles prélèvent dans leur environnement.
Il existe deux types de métabolisme :
- l’autotrophie,
- l’hétérotrophie.
L’autotrophie caractérise les cellules chlorophylliennes des végétaux et certaines bactéries. Ces cellules sont capables de synthétiser
leur propre matière organique dont elles tirent leur énergie. Les ions minéraux, l’eau et le CO2, absorbés par ces cellules,
fournissent à celles-ci les atomes nécessaires à la synthèse des molécules organiques. La lumière fournit l’énergie nécessaire à cette
synthèse.
Le mécanisme biologique assurant l’autotrophie est la photosynthèse. Elle se déroule dans les chloroplastes des cellules végétales et
dans les membranes des bactéries.
L’hétérotrophie caractérise les animaux, les champignons, les cellules végétales non chlorophylliennes et certaines bactéries.
Les cellules hétérotrophes doivent absorber des matières organiques dont elles extraient l’énergie.
Les mécanismes biologiques permettant cette extraction d’énergie sont la respiration et les fermentations.
La respiration se déroule dans les mitochondries et nécessite un apport de dioxygène.
Les fermentations se déroulent dans le cytoplasme.
La division cellulaire s’observe chez tous les êtres vivants.
Dans tous les cas le matériel génétique est dupliqué puis réparti équitablement dans les deux cellules filles. Ainsi s’explique le
maintien des caractéristiques d’une cellule au cours des divisions.
L’unité et la diversité du monde vivant constatée à l’échelle de l’organisme se vérifie également à l’échelle cellulaire.
Depuis plus d’un siècle les scientifiques accumulent les arguments en faveur de l’idée de parenté entre toutes les espèces vivantes.
Le degré de parenté entre deux espèces dépendrait des caractères qu’ils ont en commun.
Tous les êtres vivants ont leur programme génétique stocké dans la molécule d’ADN.
La molécule d’ADN est une double chaîne polynucléotidique. Elle est caractérisée par sa séquence de bases (A,T,C,G).
On appelle « gène » une portion d’ADN qui joue un rôle dans la formation d’un caractère.
La séquence des nucléotides à l’intérieur d’un gène constitue un message.
Les mutations font apparaître de nouveaux allèles d’un gène.
Celles qui ont lieu dans les cellules germinales (c. à d. de futurs gamètes) sont nommées mutations germinales. Elles peuvent être
transmises aux générations suivantes : elles sont héréditaires.
Celles qui ont lieu dans les cellules somatiques sont nommées mutations somatiques. Elles peuvent être à l’origine d’un
changement de caractère (pigmentation, dépigmentation, cancers, …) mais ne sont pas héréditaires.
Les expériences de transgénèse montrent qu’un gène d’une espèce vivante peut fonctionner dans les cellules d’une autre espèce
même éloignée. La molécule d’ADN est universelle.
L’unité du monde vivant s’expliquerait par l’existence de gènes identiques ou très proches chez toutes les espèces vivantes.
La diversité s’expliquerait par l’existence de gènes spécifiques des différents groupes et espèces.
L’observation externe d’un animal révèle sa morphologie ( = forme extérieure du corps).
La dissection précise l’anatomie ( = forme et disposition des organes).
Un appareil ou un système est un ensemble d’organes qui participent à une même fonction.
Un plan d’organisation est la disposition d’organes les uns par rapport aux autres. Les repères sont pris par rapport aux axes de
polarité (axes antéro-postérieur, dorso-ventral et droite-gauche).
Les Vertébrés ont un plan d’organisation commun.
La mise en place du plan d’organisation est déjà déterminée dans la cellule-œuf.
Le début du développement est très semblable chez les Vertébrés . C’est la période où leur plan d’organisation commun se met en
place. C’est ensuite que des caractères distinctifs apparaissent.
Les gènes homéotiques gouvernent la mise en place des différentes régions du corps suivant les axes de polarité.
Chez toutes les espèces l’ordre d’emplacement de ces gènes sur un chromosome correspond à l’ordre des régions embryonnaires dont ils
gouvernent le développement.
Des gènes homéotiques d’espèces différentes peuvent remplir la même fonction. Dans ce cas on observe une grande similitude dans la
séquence de ces gènes . On parle de gènes homologues.
L’existence de gènes homéotiques homologues renforce l’idée d’une parenté entre les espèces. Ils dériveraient d’un gène
ancestral que possédait un ancêtre commun.
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Lycée du Pré Saint-Sauveur, Saint-Claude
GEOLOGIE
La planète Terre
La composition chimique des différentes planètes du système solaire semble dépendre de leur distance au soleil et de leur taille.
Les météorites sont des fragments d’astéroïdes qui viennent percuter la Terre.
La surface de la Terre, comme celle de Mars ou de Vénus, présente des volcans, des chaînes de montagnes, des failles,… . Cette
activité a effacé les impacts météoritiques.
L’énergie solaire reçue par les planètes varie en fonction de l’inverse du carré de la distance au Soleil.
Les êtres vivants ne sont pas répartis au hasard sur la Terre. Leur répartition dépend de celle des climats qui est due ellemême à l’inégale répartition de l’énergie solaire à la surface de la Terre.
Une surface d’un mètre carré située en région intertropicale reçoit davantage d’énergie solaire qu’un mètre carré situé près
des pôles. Cette différence s’explique par la sphéricité de la Terre : à l’équateur les rayons solaires sont perpendiculaires à la
surface du sol alors qu’ils sont rasants aux pôles.
La répartition des climats, donc des êtres vivants, dépend également d’autres facteurs comme l’altitude, la distance à la mer,
les vents dominants, les grands courants marins,… .
Les saisons ont pour origine l’inclinaison de la Terre.
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La lithosphère comprend la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau. Elle est solide et rigide.
La croûte terrestre est constituée d’une grande variété de roches.
Les roches sédimentaires ont pour origine l’activité externe de la planète. Ce sont des roches exogènes.
Les roches volcaniques ont pour origine l’activité interne de la planète. Ce sont des roches endogènes.
Les mouvements de l’atmosphère et de l’hydrosphère assurent des transferts de chaleur et d’eau mais également de polluants.
Ces mouvements peuvent être très rapides (vents : 100 km.h-1), rapides (courants marins de surface : 7 km.h-1) ou extrêmement
lents (courants marins profonds : 2 m.h-1).
Le carbone effectue un cycle passant par différents réservoirs : atmosphère, océan, biomasse, combustibles fossiles, roches
carbonatées,… .
Les transferts entre réservoirs sont assurés par des mécanismes physico-chimiques (diffusion, dissolution et précipitation des
carbonates, combustion, …) et des mécanismes biologiques (photosynthèse, respiration, fermentations).
L’atmosphère primitive était riche en dioxyde de carbone mais dépourvue de dioxygène.
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