Les cellules

Sciencesettechnologies8e
L’organisationdelavieetlestechnologies–Lescellules
Faisunerechercheàl’aided’undesmanuelsdesciencessuivants:
• ExplorationsA(pages280à289)
• ExplorationsB(pages276à285)
Tuescomposédemillionsdecellules.Toutcequetufais,toutcequetupenses,toutcequetu
ressensexigequecesmillionsdecellulescollaborentensemble.
A.Répondsauxquestionssuivantes:
1. D’aprèstoi,àquoiressembleunecelluledansuncorpshumain?
2. D’aprèstoi,àquoiressembleunecelluledansuneplante?
3. Pourquoiunorganismeunicellulairenepeut-ilpasatteindretataille?Parcequ’elle
prendraittropdetempsàexécutersestâchesetpourraitmourirenattendant.
4. Commentas-tugrandijusqu’àtatailleactuelle?Lescellulessesontdiviséesetainsi
multipliées.
5. Commenttoncorpsguérit-iluneblessure?Lescellulesserégénèrentd’ellesmêmesgrâce
àlarégénération.Lescellulesmortesouendommagéessontremplacéespardenouvelles.
Celles-cicroissentsurlaplaieetréparentlablessure.
6. Commentunecellulefonctionne-t-elle?Chaquecelluledoits’alimenterensubstanceset
enénergie,fabriquerdesproduitsetéliminerdesdéchets.
Lacellule:l’unitédebasedelavie
•
•
Lacelluleestlapluspetiteunitévivantequiexiste.Chaqueêtrevivantestconstituéd’une
ouplusieurscellules.
Lescellulessontcomposéesd’organitesquiontchacununrôlespécifiquepourle
fonctionnementdelacellule,etparconséquent,del’organisme.
Laprésencedecellulesestunedescaractéristiquesdumondevivant.
•
B.Qu’ontencommununebaleineetuneamibevivantdansunétang?
Ladifférenceprimordialeestquel’amibecontientunecellule,tandisquelabaleineencontient
plusieurs.
1
C.Définis:
Organismeunicellulaire:organismevivantconstituéd’uneseulecellule.
Organismepluricellulaire:organismevivantconstituédeplusieurscellules.
D.Est-cequelesêtresvivantsci-dessoussont«unicellulaire»ou«pluricellulaire»?
a) Humain:pluricellulaire
d) Amibe:unicellulaire
b) Pissenlit:pluricellulaire
e) Champignon:pluricellulaire
c) Bactérie:unicellulaire
E.Enutilisantlabanquedemotsci-dessous,complètelesphrasessuivantes:
taillecellulesréparerformeêtresresterenvie
respireréliminerlesdéchetsfonctionorganitesrôles
a) Lesscientifiquesontdécouvertunecaractéristiqueessentielledelavie:touslesêtres
vivantssontcomposésdecellules
b) Lacelluleestcommeunepetitevillecomprenantdifférentesparties.Chaquepartiejoueun
rôledanslefonctionnementdutout.Lescellulesn’ontpastouteslamêmetaille,lamême
formenilamêmefonction.
c) Toutefois,mêmesilescellulesdetesyeuxsontdifférentesdescellulesdetapeau
oudetesos,ellessontconstituéesdesmêmeséléments,etcesélémentsontles
mêmesrôles.
d) Lescellulesquel’onretrouvedansuneplanteoudanslecorpsd’unanimal
fonctionnentunpeucommedesusinesoùlesactivitésnecessentjamais.Chaque
celluledoitexécutercertainestâchespourresterenvie.
e) Entreautre,lacelluledoit:
• Senourrir
• Éliminerlesdéchets
Cesontlesactivitéscellulaires
• Seréparer
• Semultiplier
• respirer
f) Pourarriveràaccomplirsestâchesouactivités,lacelluleabesoindetravailleursdansson
usine:lesorganites.Cesontdesstructuresinternesdelacellulequiontdesrôles
spécifiquesàjouer.
2
F.Àl’aidedesschémasdescellulesci-dessous,trouvel’organitecorrespondantàsonrôle.
Compareensuitel’organiteàunepartieducorpshumain.
ORGANITE
RÔLE
*analogie
Elleenveloppeetprotègelecontenudelacellule.Sa
Organite:membranecellulaire
structureaideàcontrôlerl’entréeetlasortiedes
substancesdanslacellule.
Partieducorps:peau
*gardeducorps
Substanceatexturegélatineusequioccupeune
Organite:cytoplasme
bonnepartiedelacelluleetdanslaquellebaignent
lesautresorganites.Maintientlesorganitesen
Partieducorps:sang
place.
*support
Organite:noyau
Dirigelesactivitésdelacellule.Contient
l’informationgénétique.
Partieducorps:cerveau
*centredecommande
Espacesenformedeballonquiserventàstockerles
Organite:vacuoles
élémentsnutritifsetd’autressubstancesquela
cellulen’utilisepasimmédiatement.Contiennent
Partieducorps:vessie,intestins
aussilesdéchetsquinesontpasencoreévacués.
*entrepôt
Membranerepliéequiformeunréseaudecanaux.
Organite:réticulumendoplasmique
C’estparcescanauxquelessubstancesparviennent
auxpartiesdelacelluleouquittentlacellule.Joue
Partieducorps:veines
unrôleimportantdansletransportcellulaire.
*autoroute
Organite:mitochondrie
Dégradentlessubstancesnutritivespourfournirde
l’énergieàlacellule.
Partieducorps:_____________________________ *centraleénergétique
3
ORGANITESPRÉSENTSDANSLACELLULEVÉGÉTALESEULEMENT
Paroiplusépaisseetplusrigidequelamembrane
Organite:paroicellulaire
cellulaire.Forméedecellulose.Ellesertdesupport
àlacelluleetseformeàl’extérieurdelamembrane
cellulaire.
Structuresoùalieulaphotosynthèse(production
Organite:chloroplastes
deglucoseàpartirdel’énergielumineuseetdugaz
carbonique).
Commentfonctionnelacellule?
Nousavonsbesoindeboire,mangeretrespirer.Cesontdesbesoinsessentiels.Nousnepouvons
pasvivretrèslongtempssanssatisfairecesbesoins.Maispourquoi?
Onpeutvoircesbesoinsessentielsdupointdevuedenoscellules…
Quandtubois,tescellulesutilisentl’eauquetuasbuepourremplirleursfonctions.Autrementdit,
tasoifestunsignalquetescellulesenvoientàtoncerveaupourdirequ’ellesontbesoind’eau.De
même,tescellulesutilisentl’airqueturespires(oxygène)etl’énergieprovenantdesalimentsque
tumanges(glucose)pouraccomplirleursfonctions.
Onnommelesintrantslessubstancesquientrentdanslacelluleetquisontindispensablesàses
activités.
Lacelluleutiliselesnutrimentscommematériauxdeconstruction(pourgrandir)ouderéparation
(poursesoigner).
Quandlacelluleautilisésesnutriments,elleseretrouveavecdesdéchets,c’est-à-diredes
substancesinutiles.Cessubstancesdoiventsortirdelacellule.Cesontlesextrants.
G.Remplisletableausuivant.
Lesanimaux
Lesvégétaux
Intrants
1.eau
2.nutriments(glucide)
3.oxygène
Extrants
1.eau
2.gazcarbonique
3.déchetsdes
fonctionscellulaires
Intrants
1.énergiesolaire
2.gazcarbonique
3.eau
4
Extrants
1.oxygène
2.énergie
Larespirationcellulaire(chezlesanimaux)
Lesorganismesvivantsvontpuiserleurénergiedanslanourriturequ’ils
consomment.L’énergiecontenuedanslanourritureestlibéréeaucoursd’une
réactionchimique.Cephénomèneseproduitdanslesmitochondries.
Laphotosynthèse(chezlesvégétaux)
Lesplantesutilisentlalumièredusoleilcommesourced’énergie,del’eauetdu
____________pourfairelaphotosynthèse.Celle-ciestleprocessusquisertàfabriquerdu
sucre(glucose).Cephénomèneseproduitdansles_______________________________.
Lesprochainespagessefontavecl’aidedumanuelOmnisciences
Lamembranecellulaire
H.Lislapage40dumanuelOmnisciences8etrépondsauxquestionssuivantes.
1. Quesignifiel’expression«membraneperméable»?
Unemembranequilaissetouteslessubstanceslatraverser.
2. Quesignifiel’expression«membraneimperméable»?
Unemembranequinelaisserienlatraverser.
3. Quesignifiel’expression«perméabilitésélective»?
Unemembranequinelaissepasserquecertainessubstances.
4. Imaginequetuesuneouunarchitectecellulaireetqu’ontedemandededessinertrois
typesdecellules.Pourtesschémas,utilisedifférentesformesgéométriques,commeun
carréouuntriangle,afindereprésenterdifférentstypesdemoléculesquipeuventoune
peuventpasentrerlibrementdanslacelluleouensortirlibrement.Voicilesspécifications
donttudoistenircompte.
Cellule1:Elledoitêtreimperméableautypedemoléculesquetuasdessinées.
Cellule2:Elledoitêtreperméableautypedemoléculesquetuasdessinées.
Cellule3:Elledoitêtresélectivementperméableautypedemoléculesquetuasdessinées.
Cellule1
Cellule2 Cellule3
5
5. Pourquoi,d’aprèstoi,est-ilimportantpourunecelluledesemontrersélective?Explique.
Lacellulenefaitentrerquelessubstancesdontelleabesoinpoursurvivreetlaissesortirles
déchetsdontellen’apasbesoin.Siellelaisseentrerdessubstancesétrangères,ellepeut
devenirmaladeet,parconséquent,rendrel’organismemalade.
I.Activité:ducolorantalimentairedansl’eau
Matériel
• Bécher
• Eau
•
Colorantalimentaire
Étapesàsuivre
1. Placedel’eaudansunbécher.
2. Ajoute-yunegouttedecolorantalimentaire.
3. Observel’eauetlecolorantalimentairependantquelquesminutes.
4. Notetesobservationsdansl’espaceci-dessous.
Observations:___________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________
Penses-ybien!
1. Lescellulesontbesoind’oxygènepoursurvivre.Commentlesparticulesd’oxygènefont
pourparvenirauxcellules?
2. D’oùvientcetoxygène?
3. Silacelluleabesoind’oxygène,àquelendroitsaconcentrationestlaplusélevée?à
l’intérieurouàl’extérieurdelacellule?Commentlesais-tu?
4. Lescellulesproduisentundéchetnommélegazcarbonique.Commentlescellulesvontellesfairepours’endébarrasser?
5. Silacelluleunexcèsgazcarbonique,àquelendroitsaconcentrationestlaplusélevée?À
l’intérieurouàl’extérieurdelacellule?Commentlesais-tu?
L’eauestlasubstancelaplusabondantetantàl’intérieurqu’àl’extérieurdelacellule.Laplupart
descellulesmeurentrapidementlorsqu’ellessontprivéesd’eau.Lesparticulesd’eausonttrès
petites.Ellessontdonccapablesdesedéplacerdepartetd’autredanslacellule.
Lesparticulesd’eaucherchentàsedéplacerd’unerégionoùlessubstancesdissoutessontpeu
nombreusesversunerégionoùellessontplusnombreusesafindelesdiluer.Onappelleosmose
lepassagedel’eauàtraversunemembranesemi-perméable.
6
J.Activité:expérienceavecducéleri
Matériel
• Céleri
•
Eau
• Bécherde500ml
•
Sel
Étapesàsuivre
1. Observeunmorceaudecéleri.
2. Noteetdessinetesobservationsdansl’espaceci-dessous.
Observations:_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
3. Prépareunesolutiondansunbécherde500mlcontenant400mld’eauet50gdeselde
table.Agite-bienjusqu’àcequeleselsoitcomplètementdissout.
4. Dansunautrebécher,placeuniquement400mld’eau.
5. Parlasuite,plongeunmorceaudecéleridanschacundesdeuxbéchers.
6. Prédis,dansl’espaceci-dessous,cequetuobserverasdans2jourspourchacundesdeux
morceauxettented’expliquercequiseproduira.
Prédictions:__________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
Commetulesais,lecéleriestconstituédelapluspetiteunitévivantequisoit:lacellule.
7. Après2jours,observelesmorceauxdecéleritrempésdansl’eausalée.
8. Noteetdessinetesobservationsdansl’espaceci-dessous.
Observations:_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
9. Aprèsces2mêmesjours,observelesmorceauxdecéleritrempésdansl’eaupure.
10. Noteetdessinetesobservationsdansl’espaceci-dessous.
Observations:_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________
Conclusion:Commentsenommelephénomènequevousvenezd’observer?Ladiffusion
7
K.Lislapage41à43dumanuelOmnisciences8etrépondsauxquestionssuivantes.
1. Quelestleprocessusquipermetàl’eaudepénétrerdansunecelluleoud’ensortir?
L’osmose
2. Enquoil’osmoseetladiffusionsont-ellessemblables?Enquoidiffèrent-elles?
Semblable:Ilssedéplacenttouslesdeuxd’unerégionàforteconcentrationversune
régionàfaibleconcentration.Lesdeuxnenécessitentpasd’énergie.
Différence : L’osmoseestlepassagedel’eauàtraverslamembranecellulairetandisquela
diffusionestlepassagedestroisdifférentstypesdeparticulesàtraverslamembrane,
commelesliquides,lessolidesetlesgaz.
3. Tuouvreslafenêtreettusensleparfumdesfleursquetamèrevientdeplanterdansle
jardin.Expliquepourquoi.
Étantdonnéqu’ilyauneforteconcentrationdeparfumdefleurdanslejardin,etqu’ilya
unetrèsfaibleconcentrationdanslamaison,lesparticulessedéplacentdanslamaison.
4. Pourquoilessupermarchésarrosent-ilsleurslégumesfraisavecdel’eau?
Pourquelesparticulesd’eauentrentdansleslégumesparosmose,cequirendleslégumes
croquantsparlasuite.
5. Selonquelprocessuslecolorantalimentairesedéplace-t-ildansl’eau?
Parladiffusion,lecolorantsedéplacedanslesendroitsàfaibleconcentrationpour
finalementserépartirpartoutdanslebocal.
6. D’aprèstoi,quesepasserait-ilsituversaisplusd’unegouttedecolorantalimentairedans
l’eau?Pourquoi?
L’eauauraitunecouleurplusfoncéeétantdonnéquelaconcentrationestplusforte.
7. Pourquoi,d’aprèstoi,ladiffusionest-elleimportantepourlescellules?
Lacellulen’apasbesoindedépenserd’énergiesupplémentairepoursenourrir.
Letransfertactif
1. Leschémaci-dessousreprésenteunemembranecellulaireanimale.Écris-lenomdesoitla
partieouduprocessusquicorrespondàchaquelettre.
c)
e)
Diffusionetosmose
d)
8
a)
Différentessubstancesou
particules
b)
Lamembranecellulaire
Laprotéineporteuse
Transportactif
2. Décrislerôledesprotéinesporteusesdansletransfertdeparticulesversl’intérieuretvers
l’extérieurd’unecellule.Ceprocessusrequiert-ildel’énergie?Pourquoi?
Lesprotéinesporteusescontrôlentlessubstancesquientrentouquisortentdelacellule.
Chaqueprotéineattirelesparticulesquiontunesubstanceparticulière.Laprotéineselieà
lasubstance,ladéplaceàtraverslamembraneetlalibèredel’autrecôté.
Letransportactifnécessitedel’énergieparcequelesprotéinesporteusesdoivents’ouvrir
etsefermer.
Comparerladiffusion,l’osmoseetletransfertactifàl’aided’un
diagrammedeVenn
ExaminelediagrammedeVennci-dessous.Compareladiffusion,l’osmoseetletransfertactifen
remplissantlesdifférentessectionsdudiagrammedeVenn.Utiliselesquestionsoùilyades
flèchespourt’aideràremplirlesespacesoùlescerclessechevauchent.
Qu’est-cequeladiffusionet
l’osmoseontencommun?
L’osmose
Ladiffusion
Spontané,
aucuneénergie
Pasde
Particules
nécessaire
particules–
(solide,liquide
seulementde
etgaz)
l’eau
Théorie
particulaire
Particules
Surplusd’eau
solidesqui
eststockédans
entrentetqui
lesvacuoles
sortent
Qu’est-cequel’osmose
etletransfertactifont
encommun?
Besoin
Qu’est-cequeladiffusion
d’énergieet
etletransfertactifonten
protéines
commun?
porteuses
Qu’est-cequeladiffusion,l’osmose
etletransfertactifontencommun?
Letransfertactif
9
Commentlescellulesobtiennentdel’énergie
M.Lislespages48et49dumanuelOmnisciences8etrépondsauxquestionssuivantes.
1. Quelestl’organitequiproduitdel’énergiedansunecellule?Lesmitochondries
2. Commentuneplantes’alimente-t-elle?
Elles’alimentepardeshydratesdecarboneproduitsdansleursfeuillesgrâceàla
photosynthèse.
3. Qu’est-cequelaphotosynthèse?
4. C’estleprocessusdesplantespoursenourrir.Ellessenourrissentgrâceauxchloroplastes
quiparticipentauprocessusdephotosynthèse.
5. Commentappelle-t-onleprocessusquilibèredel’énergiedanslacellule?
Larespirationcellulaire
6. Écrisl’équationenmotsdécrivantlaréactionchimiquedelarespirationcellulaire.
Hydratesdecarbone+l’oxygènedioxydedecarbone+eau+énergie
7. Écrisl’équationenmotsdécrivantlaphotosynthèse.
Dioxydedecarbone+eau+énergiehydratesdecarbone+oxygène
8. Pourquoit’attendrais-tuàvoirplusieursmitochondriesdansunecellulemusculaire?
Lesmusclesontbesoind’énergiecarlesmusclespermettentdesetenirdebout.Par
exemple,lecœurestunmuscle.Lecœurabesoindel’énergiepourbattreetenvoyerle
sangauxvaisseauxsanguins.
9. Outreleterme«génératrices»,quelsautrestermespourrais-tuutiliserpourdécrireles
mitochondries?
Usine,industrie,productrice,etc.
10. Pourquoilacellulea-t-ellebesoind’énergie?(Donnequelquesraisons)
1)Lesmembranescellulairesontbesoind’énergiepourfaireentrerlesélémentsdansles
cellulesoupourlesfairesortirdecesdernièrespartransportactifs.
2)Lescellulesmusculairesontbesoind’énergiepoursecontracter.
3)Lescellulesnerveusesontbesoind’énergiepourenvoyerdessignaux.
4)Lescellulesutilisentdel’énergiepourcroîtreetsereproduire.
10
Lesdifférentstypesdedivisioncellulaire
N.Lislespages53et55dumanuelOmnisciences8etrépondsauxquestionssuivantes.
1. Pourquoi,d’aprèstoi,lescellulessedivisent-elles?
Ellessedivisentpourpermettreàl’organismemulticellulairedevivre,degrandir,dese
régénérer(seguérir),…
2. Qu’est-cequelarégénération?
Processusparlequell’organismeestcapablederépareroumêmeremplacerdesparties
endommagéesoumanquantesgrâceàladivisioncellulaire.
3. Qu’est-cequelamitose?
C’estleprocessusdedivisiond’unecellule.Lacellulemèreproduitgénéralementdeux
cellulesfillesidentiquesayantlemêmematérielgénétique(chromosomes)qu’elle.
4. Décrisdequellefaçonl’hydre,cetorganismequivitdanslesétangs(voirp.53),
estcapabledereconstituerdesorganesmanquants.
L’hydreestcapabledereconstituerdesorganesmanquantsgrâceàla
régénération.
5. Quellescellulesdetoncorpssontremplacéesauboutdequelquesjoursoude
quelquessemaines?
Lescellulesdelapeausontremplacéesauboutdequelquesjoursoudequelquessemaines.
6. Quellescellulesdetoncorpsdurentlepluslongtemps?
Lescellulesdetoncorpsquidurentlepluslongtempssontlescellulesnerveuses.
7. Combiendetempsdurent-elles?
Ellespeuventdurertouteleurvie.
8. Donnetroisexemplesdelafaçondontlesorganismesutilisentlarégénérationpour
reconstituerdespartiesmanquantes.
• uneblessurequiguérit;
• uncerfquipoussedesnouveauxboispourremplacerceuxquisonttombés;
• laqueuedecertainslézardsquirepoussesiunprédateurlaleurarrache;
• lehydrequiestcapablederemplacerunorganemanquant;
• unhomardquipoussedesnouvellespattes;etc.
9. Commentunfleuristepeut-ilutiliserlacapacitéd’uneplanteàserégénérerpour
augmentersesbénéfices?
Unfleuristepeutcouperunefeuilleouunebranched’uneplante,laplanterdansunnouveaupotet
lafeuilleoulabranchevadonnerunenouvelleplante.Grâceàcetteméthode,onpeutpousser
plusieursplantesàpartird’uneseule.
11
Lescellulesspécialisées
O.Lislespages60et61dumanuelOmnisciences8etrépondsauxquestionssuivantes.
1. Queveut-ondirepar«cellulesspécialisées»?
Différentstypesdecellulesayantdifférentestâchesoufonctionsdansunorganismeplus
grand.
2. Pourquoilescellulesdesorganismesmulticellulairesdoivent-ellessespécialiser?
Danslesorganismesmulticellulaires,lescellulesdoiventsespécialiserpourremplirles
différentesfonctionsnécessairesàlasurviedesorganismes.
3. Nomme,décrisetdessinequatrecellulesspécialisées.
Lescellulesnerveuses:
Lescellulesmusculaires:
Cellulescomposéesdelonguesfibresqui
leurpermettrontd’envoyerdessignaux
d’unepartieducorpsàuneautre.
Cellulessontlonguesetfuseléesafindeleur
permettredes’allongeretdeseraccourcir.
Lesglobulesrouges:
Lescellulesdelapeau:
Cellulesontuneformededisque.Elles
transportentl’oxygèneetlegazcarbonique
danslesang.
Ellessontfinesetplatesets’entremêlent,ce
quifaitquelapeausertdebarrièrevisantà
garderl’eau,lesbactéries,etc.horsducorps.
4. Pourquoilescellulesnerveusesont-ellesdelonguesfibres,tandisquelesglobulesrouges
ontlaformed’unmincedisque?
Pourrépondreàleurfonction,leneuronetransmetdesmessagestandisqueleglobule
rougetransportel’oxygèneauxorganes.
12