Cahier d`apprentissage Module 2 Organisation cellulaire

Cégep de Rivière-du-Loup
Programme Sciences de la nature 200.BO
Cahier d’apprentissage
Module 2 Organisation cellulaire
BIOLOGIE GÉNÉRALE II
101 – FJA -04
(2 -2 -2)
Hiver 2008 Nadine Coulombe
Local : C-132
Téléphone : 860-6903 poste 2356
Couriel : [email protected]
Disponibilité : Voir Omnivox

Biologie générale II Cahier d’apprentissage 21
MODULE 2 : L’ORGANISATION CELLULAIRE
Module 2 : ORGANISATION CELLULAIRE
Durée : 10hrs
Objectif intermédiaire : Analyser les relations structures – fonctions à la base de
l’organisation pluricellulaire
Objectifs
d’apprentissage
Contenu
Activités pédagogiques
Évaluation
formative
♦Différencier par leurs
caractéristiques, les
cellules procaryotes des
cellules eucaryotes
Théorie cellulaire, techniques
cytologiques, taille,
compartiments, fonctions
Exposé informel,
exercices. lecture
Labo 1 : Microscopie et
cellules
♦Décrire les divers
constituants des
cellules eucaryotes et
établir des liens
morphologiques et
fonctionnels entre ces
constituants.
Organites cellulaires, Noyaux,
membranes, …
Exposé informel,
exercice, lecture
Construction d’un
jeu
♦Différencier, par leurs
caractéristiques
respectives, les cellules
animales et végétales.
Organites cellulaires
Exposé informel
Labo 2 : Morphologie
cellulaire
♦Démontrer, expliquer
les divers mécanismes
membranaires.
Perméabilité cellulaire,
osmose, transport passif,
actif, pinocytose,
phagocytose et exocytose
Exposé informel,
exercices, lecture
Tableau synthèse
Évaluation Module 1 et 2
Objectif intermédiaire : Analyser les relations structures – fonctions à la base de
l’organisation pluricellulaire
Tâche
Critères d’évaluation
Conditions de réalisation
%
Répondre à divers types de
questions portant sur
l’organisation cellulaire
permettant ainsi de faire
l’analyse des relations
structure - fonction à la
base de l'organisation
pluricellulaire.
Utilisation appropriée des concepts et
de la terminologie.
Description claire des principales
étapes composant un processus
biologique.
Description précise des structures et
de leurs fonctions et de leurs
corrélations.
Explication du phénomène de
transport membranaire.
Individuellement,
en classe,
durant deux heures,
sans les notes de cours
15
Référence : Biologie-Neil A. Campbell, pages: 111 à 159

Biologie générale II Cahier d’apprentissage 22
2.1 LE NIVEAU CELLULAIRE
2.1.1 Les types de cellules et taille
La cellule procaryote ne possède pas de noyau véritable (voir figure 7.4 page 115). Le
matériel génétique (ADN) est concentré dans la région nucléoïde qui est non séparée
du reste de la cellule par aucune membrane.
La cellule eucaryote possède un noyau véritable contenu dans une enveloppe
nucléaire faite de deux membranes (voir figures 7.7 et 7.8 pages 118 et 119). Le cytoplasme se
compose d'une matière semi-liquide, le cytosol, dans laquelle baignent des organites.
Le cytosol comprend environ, 85% d'eau, des glucides, des lipides, des protéines et
diverses sortes d'ARN. La plupart des organites de la cellule eucaryote sont absents
de la cellule procaryote.
La taille des cellules est liée à la fonction. Pour accomplir adéquatement ses
fonctions métaboliques, la cellule ne doit être ni trop petite ni trop grande. En effet,
lorsqu'un objet d'une forme donnée grossit, son volume augmente plus que sa surface.
Entre deux objets de même forme, le plus petit est celui qui présente le plus grand
rapport surface – volume. L'enveloppe extérieure d'une cellule, la membrane
plasmique, contrôle les échanges entre la cellule et l'environnement. De plus, il y a une
limite par exemple à la quantité qu'une substance donnée pourra traverser une surface
déterminée en une seconde. Ainsi, plus la surface est grande par rapport au volume,
plus les échanges pourront satisfaire les besoins cellulaires (voir figure 7.5 page 116). Donc,
la plupart des cellules sont microscopiques parce qu'il s'agit là de la seule façon de
posséder suffisamment de surface par rapport à leur volume pour combler leurs
besoins.
La taille des différentes cellules est très variable (voir figure 7.1 page 112). Les plus
petites cellules appartiennent au règne des Bactéries et au genre Mycoplasma (0,1 à
1,0 um de diamètre). La plupart des bactéries mesure de 1 à 10 µm de diamètre, tandis
que les cellules eucaryotes mesurent de 10 à 100 µm de diamètre.
Les immenses besoins des cellules eucaryotes nécessitent une organisation
structurale particulière. Par conséquent, plusieurs membranes internes partagent la
cellule en de nombreux compartiments. Chacun de ces compartiments formant un
microenvironnement, ce qui signifie que plusieurs processus, même incompatibles,
peuvent se dérouler simultanément dans la cellule. L'étude des cellules eucaryotes se
ramène à l'étude des membranes et des compartiments fonctionnels ou organites
qu'elles délimitent.

Biologie générale II Cahier d’apprentissage 23
2.1.2 Le noyau
Le noyau est l’organite le plus en évidence de la cellule eucaryote. La grande majorité
des gènes sont situés dans le noyau. Les autres sont rencontrés dans les mitochondries
et les chloroplastes.
Le noyau est entouré d'une double membrane, la membrane ou l'enveloppe nucléaire. La
face intérieure de la membrane interne est associée intimement à une couche de
protéines responsable de la forme du noyau protégeant ainsi le matériel nucléaire (Voir la
figure 7.9 page 120). L'enveloppe nucléaire est parsemée de pores dont l'embouchure est
constituée par la rencontre des deux membranes de l'enveloppe nucléaire. Ces pores sont
importants parce qu'ils interviennent dans la régulation des transferts de matières
entre le noyau et le cytoplasme.
L'intérieur du noyau présente différents éléments:
- Les chromosomes lors de la division de la cellule et la chromatine en dehors des
périodes de division (voir le laboratoire ADN et chromosome).
- Le nucléole qui est le lieu de synthèse des ribosomes. Le nombre de nucléoles
varie selon l'espèce et les phases du cycle cellulaire. Le nucléole renferme des
segments de chromosomes porteurs de plusieurs copies de gènes de la synthèse
des ribosomes, de l'ARN et des protéines, le tout représentant des ribosomes à
différentes étapes de leur synthèse. Ces segments du nucléole portent le nom
d'organisateurs nucléolaires. Une cellule en croissance peut produire 10 000
ribosomes par minute.
Le noyau régit la synthèse des protéines dans le cytoplasme par l'intermédiaire d'un
messager, l'ARNm (Voir la synthèse des protéines, cours d’Évolution et diversité).

Biologie générale II Cahier d’apprentissage 24
2.1.3 Les ribosomes
Les ribosomes sont les organites qui assemblent les protéines selon le code génétique
(Voir la figure 7.10 page 121). Leur nombre dans la cellule dépend du type de cellules
(procaryote ou eucaryote) et du rôle de la cellule. Les cellules, qui ont une synthèse des
protéines importante ou intense, présentent un grand nombre de ribosomes et leurs
nucléoles sont volumineux. Par exemple, dans les cellules hépatiques (foie) on les compte
par millions.
Il existe deux sortes de ribosomes les ribosomes libres et les ribosomes liés. Qu’ils
soient libres ou liés, les ribosomes ont, à peu de choses près, une structure identique et
interchangeables, c’est à dire que la cellule peut adapter leur nombre relatif aux besoins
du métabolisme.
- Les ribosomes libres sont en suspension dans le cytosol. Ces ribosomes sont
responsables des protéines utilisées à l'intérieur de la cellule. Ils sont abondants
dans les cellules en pleine croissance.
- Les ribosomes liés sont fixés sur le réseau membraneux formant le réticulum
endoplasmique. Ces ribosomes synthétisent des protéines destinées à des
organites membraneux ou l'exportation. Par exemple, les cellules spécialisées
dans la sécrétion de protéines (cellules du pancréas ou d'autres glandes
sécrétrices d'enzymes digestives) montrent beaucoup de ribosomes liés.
Dans une cellule eucaryote, le ribosome est constitué de deux sous-unités qui sont
construites dans le nucléole à partir d'ARN produit dans le nucléole, d'ARN produit
ailleurs dans le noyau et de protéines importées du cytoplasme. Le ribosome ne devient
actif qu'au moment où les sous-unités s'attachent à l'ARN messager dans le cytoplasme.
Dans une cellule procaryote, les ribosomes sont aussi constitués de deux sous unités.
Ils sont plus petits que ceux des eucaryotes et ils n'ont pas la même composition
moléculaire.
* Ces différences témoignent par le fait même de la profonde dichotomie qui existe entre les eucaryotes
et les procaryotes. Ces différences ont également des répercussions dans le domaine clinique. Certains
médicaments paralysent les ribosomes des procaryotes sans nuire aux ribosomes des eucaryotes qui peuvent
alors faire normalement la synthèse des protéines. Ces médicaments peuvent alors servir d'antibiotiques
pour combattre les infections bactériennes.
- la streptomycine bloque l'initiation de la synthèse des protéines
- l'érythromycine empêche la lecture de l'ARNm par une des sous-unités ribosomique.
-la tétracycline bloque l'arrivée des acides aminés en se fixant à une sous-unité ribosomique de la
bactérie.
- chloramphénicol empêche la formation de liaisons entre les acides aminés des polypeptides.