2nde - SVT Guilleray
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T1 – Chap 1 2. Les cellules, unité biologique des êtres vivants Objectifs de la séance SVT – 2nde Parenté des cellules − Contrôle du métabolisme cellulaire − Echelle de grandeur ACTIVITE 1 : CELLULES PROCARYOTES/EUCARYOTES (traiter l’information et raisonner) Le 25 juillet 2001, des pluies de couleur rouge sang se sont abattues sur Kerala, une ville d’Inde. D’après les premières analyses chimiques, la couleur rouge serait due à de la matière organique. Vous êtes un biologiste envoyé sur place pour déterminer le type cellulaire impliqué. Q1. Analysez le document du laboratoire pour déterminer si les cellules impliquées sont procaryotes ou eucaryotes. A droite : document du laboratoire de biologie cellulaire : micrographie de la pluie rouge de Kerala Je vois que les cellules contiennent un noyau. Je sais que les cellules procaryotes sont des cellules sans noyau et les cellules eucaryotes sont des cellules avec noyau. Je conclus que les cellules de la pluie de Kerala sont des cellules eucaryotes. ACTIVITE 2 : LE METABOLISME CELLULAIRE (réaliser une expérience, traiter l’information et raisonner) Le métabolisme cellulaire représente l’ensemble des réactions chimiques dans une cellule. Une partie de ces réactions chimiques permettent de produire de l’énergie utilisée pour le fonctionnement des cellules. Dans cette activité, on cherche à savoir ce qui contrôle le métabolisme cellulaire, c’est-à-dire le fonctionnement des cellules en prenant comme exemple la respiration. 1 Un premier facteur de contrôle du métabolisme cellulaire Observation et problème On cherche à savoir ce qui contrôle la respiration des levures. Hypothèse La présence de glucose dans l’environnement permet aux levures de respirer. Expérience Paramètre contrôlé Paramètre mesuré Témoin Résultats attendus Présence/absence de glucose Taux de dioxygène Les levures sans glucose (avant l’injection donc) Les levures doivent respirer en présence de glucose et donc consommer du dioxygène après l’injection Vocabulaire : la levure est un champignon unicellulaire. Q2. Réalisez l’expérience d’EXAO proposée en suivant la fiche protocole fournie. Q3. Imprimez le résultat et annotez correctement votre graphique (titre, etc.). Titre : évolution de la concentration de dioxygène en fonction du temps et de la présence/absence de glucose Q4. Analysez le résultat pour valider ou invalider l’hypothèse. Je vois qu’avant l’injection de glucose, la concentration de dioxygène reste presque constante à 10mg/L durant 3 minutes. Après l’injection de glucose, la concentration en dioxygène diminue de 10 à quasiment 0 mg/L en 6 minutes. Je sais que la respiration consomme du dioxygène. J’en conclus qu’en présence de glucose les levures respirent. Donc l’hypothèse est validée. Dans ce cas, la respiration est donc contrôlée par la présence (ou l’absence) de glucose dans l’environnement des levures. Autrement dit, nous avons là un premier facteur de contrôle de la respiration (et donc du métabolisme) : l’environnement 2 Un deuxième facteur de contrôle du métabolisme cellulaire Les levures consomment normalement du glucose et du dioxygène pour leur métabolisme respiratoire et produisent un déchet : le CO2. Chez les levures, on connaît des levures mutantes qui ont une modification dans leur patrimoine génétique (c’est-à-dire une mutation dans leur ADN). Dans l’expérience ci-contre, les chercheurs essaient de déterminer si les levures normales et les levures mutantes respirent. Q5. Analysez les résultats pour déterminer si les levures respirent. Q6. Déterminez dans ce cas ce qui contrôle le métabolisme respiratoire. évolution du volume de CO2 dégagé en fonction du temps chez des levures témoins et des levures mutantes Q5. Je vois que le volume de CO2 dégagé par les levures témoins augmente de 10 à 60 mL en 25 minutes alors que les levures mutantes ne dégagent aucun CO2 sur le même temps. Les deux levures ont accès à du glucose. Je sais que la respiration rejette du CO2. Je conclus que les levures témoins respirent et que les levures mutantes ne respirent pas. Q6. Comment les levures mutantes ont une mutation dans leur ADN, la respiration dans ce cas est contrôlée par le patrimoine génétique et non plus l’environnement (puisqu’ici les deux levures ont bien du glucose). ACTIVITE 3 : ECHELLE DE GRANDEUR (traduire des informations par un schéma) Q7. Construisez une échelle de grandeur en plaçant correctement les six niveaux d’organisation du vivant que vous connaissez : organisme, cellule, molécule, atome, organe, organite. Pour chaque niveau de cette échelle, indiquez l’ordre de grandeur et donnez un exemple. Toutes les cellules sont au minimum constituées de cytoplasme entouré d’une membrane plasmique et contiennent toutes une information génétique sous la forme de chromosomes formés d’ADN. Cependant, les cellules possédant un noyau contenant l’information génétique (animales, végétales et fongiques) sont appelées cellules eucaryotes et celles ne contenant pas de noyau sont appelées cellules procaryotes (bactéries). Tous les êtres vivants sont composés de cellules qui présentent les mêmes caractéristiques structurales : membrane plasmique, cytoplasmes et ADN. On parle donc d’unité structurale. La cellule échange à travers sa membrane de la matière et de l’énergie avec son environnement pour réaliser les réactions chimiques de son métabolisme. Le métabolisme cellulaire représente l’ensemble des réactions chimiques dans une cellule (exemple : la respiration absorption de O2 et de glucose, rejet de CO2). Le métabolisme cellulaire est contrôlé par deux facteurs : le patrimoine génétique, c’est-à-dire l’information génétique déterminant les caractères des cellules l’environnement, c’est-à-dire les conditions du milieu dans lequel vivent les cellules Les paramètres contrôlant le métabolisme cellulaire Tous les êtres vivants sont composés de cellules qui présentent les mêmes caractéristiques fonctionnelles (métabolisme contrôlé par l’environnement et le patrimoine génétique). On parle donc d’unité fonctionnelle du vivant. Echelle du vivant : organisme (m) > organe (cm) > cellule (μm) > organite (μm) > molécule (nm) > atome (0,1 nm) MEMORISATION Quels sont les 4 grands types cellulaires ? Qu’est-ce qu’une cellule procaryote ? Une cellule sans noyau Qu’est-ce qu’une cellule eucaryote ? Une cellule avec noyau Quels sont les différents types de cellules eucaryotes ? L’unité structurale des cellules Définir organite et donner un exemple. Définir organisme. L’unité fonctionnelle des cellules Cellules animales, fongiques, végétales et bactériennes Animales, végétales et fongiques Elément situé dans le cytoplasme d’une cellule et entouré par une membrane. Ex : le noyau = être vivant Sur quoi repose l’unité structurale des êtres vivants ? Sur le fait que tous les êtres vivants sont constitués de cellules qui ont trois points communs au niveau structure : une membrane plasmique, un cytoplasme et de l’ADN. Définir métabolisme. C’est l’ensemble des réactions chimiques qui se déroulent dans une cellule. Qu’est-ce que la cellule échange à travers sa membrane plasmique ? Quels sont les deux paramètres qui contrôlent le métabolisme cellulaire ? L’échelle du vivant Elle échange de la matière et de l’énergie. L’environnement et le patrimoine génétique. Sur quoi repose l’unité fonctionnelle des êtres vivants ? Sur le fait que tous les êtres vivants sont constitués de cellules qui fonctionnent de la même façon : leur métabolisme est contrôlé par l’environnement et le patrimoine génétique. Quels sont les différents maillons de l’échelle du vivant ? (précisez l’ordre de grandeur) Organisme (m) > organe (cm) > cellule (μm), organite (μm), molécule (nm), atome (0,1 nm) CE QUE J’AI APPRIS AUJOURD’HUI QUAND ET POURQUOI L’UTILISER ? Je dois utiliser ce que j’ai appris aujourd’hui : Quand je dois identifier des cellules ou décrire les différentes cellules qui existent. Quand je dois discuter de l’unité structurale ou fonctionnelle des êtres vivants. Quand je dois expliquer ce qu’est le vivant (en parlant des caractéristiques structurales et fonctionnelles).
