Milieu intracellulaire + organites = siège de réactions

PARTIE A : CELLULE, ADN, UNITE DU VIVANT
Chap I – La cellule fonde l'unité du vivant
Tous les êtres vivants sont organisés en cellules. Pourtant, on observe une grande diversité des
fonctions cellulaires ainsi qu'une grande variété des contenus cytoplasmiques.
I – Relation entre le contenu cytoplasmique d'une cellule et sa fonction
 observations au microscope de cellules d'élodée, d'oignon rouge, de pancréas humain.
A. Un cytoplasme compartimenté
Dans le cytoplasme des cellules chlorophylliennes de l'élodée, on observe des compartiments
délimités par une membrane : les chloroplastes.
Jouent-ils un rôle dans la fonction de captage de la lumière ?
A l'obscurité, certaines cellules chlorophylliennes perdent leurs chloroplastes. Ceux-ci sont donc
bien responsables de la fonction des cellules chlorophylliennes.
Dans le cytoplasme des cellules d'oignon rouge ou des pétales colorés des fleurs, on observe un
gros compartiment, délimité par une membrane, et qui renferme un pigment : c'est la vacuole.
Elle joue un rôle de stockage.
Dans le cytoplasme des cellules de pancréas, on observe des petites structures sphériques,
délimitées par une membrane.
Ces grains ont-ils un rôle dans la fonction de stockage et de sécrétion d'enzymes nécessaires à la
digestion ? Si c'est le cas, la taille de ces grains doit varier selon les besoins de l'organisme.
On observe que les grains ont une taille maximale avant un repas et minimale après. Ils sont donc
bien responsables de la sécrétion d'enzymes constituant les sucs digestifs.
Le cytoplasme peut être organisé en compartiments : les organites, responsables de la
fonction de la cellule. Cette organisation est commune à tous les eucaryotes.
B. Un cytoplasme non organisé
observation de cellule procaryote : la mb ? oui ; le cytoplasme ? oui ; des organites ? non ; le
noyau ? non, et pourtant on voit le matériel génétique.
Chez les bactéries, le cytoplasme n'est pas compartimenté. Il n'y a pas de noyau, le matériel
génétique est libre dans le cytoplasme. Ce sont des procaryotes.
TP 2 : Les besoins nutritifs des cellules
On observe que :
- sur un raisin, la masse de levures augmente considérablement lorsqu’elles entrent en contact
avec la pulpe du fruit.
- sur un mur, la masse de cellules chlorophylliennes augmente après une pluie ou en saison
humide.
Il y a croissance et multiplication des cellules : ceci est associé à une production de matière.
photo 1 : La peau des raisins est parfois recouverte d’une fine pellicule de cellules de
levures (unicellulaires).
photo 2 : Un mur est recouvert, sur l’une de ses faces seulement, d’une pellicule verte de cellules
chlorophylliennes (Pleurocoques).
Ce sont 2 unicellulaires. Quelle est leur différence ? Quel pb peut-on poser ?
Pb : Comment expliquer la production de matières par les 2 types de cellules ?
II- La production de matière par les cellules
Des cellules de levure se multiplient en présence de jus de raisin. Des cellules chlorophylliennes
se multiplient après une pluie.
La production de matière associée à cette multiplication dépend des conditions du milieu.
Les 2 types de cellules (chlorophyllien et non chlorophyllien) auraient des besoins différents pour
produire leur matière.
A. Les cellules ont des besoins différents
Si cela est vrai, alors la production de matière organique ne se fera que dans certaines
conditions du milieu, dépendant du type cellulaire.
Quels besoins pourraient être nécessaires à la production de matière par les cellules ?
 eau, sels minéraux, sucres…
Les besoins nutritifs des cellules pourraient être : l’eau, la lumière, la matière organique
(sucres), les sels minéraux.
On va donc placer au temps T0 la même quantité de levures dans des milieux différents. On
compte la quantité de cellules à T0 [en utilisant des cellules de Malassez observées au
microscope, et on mesure la qté initiale de glucose dans le milieu A0 grâce à des bandelettes
glc].
On place ensuite les levures dans 3 milieux :
- un contenant eau+ sucres (glucose) : milieu A1. [On mesurera aussi la qté de glucose restant].
- un contenant eau+ sels minéraux : milieu B1
- un contenant seulement de l'eau (milieu témoin) : milieu T1
Tous les autres paramètres (eau, composition en gaz, pH, T° …) sont constants.
Au bout de 48 heures (T1), on réalise un comptage des cellules dans les différents milieux.
Si le nombre de cellules augmente, alors il y a eu production de matière. Les besoins nutritifs
nécessaires étaient présents dans le milieu. Dans le cas contraire, ils étaient absents.
On pourra donc déterminer les besoins des cellules non chlorophylliennes.
On recommence ensuite l’expérience pour des cellules chlorophylliennes.
Proposer par écrit un protocole expérimental pour vérifier si les deux types cellulaires
ont des besoins différents et déterminer ce qu'ils sont.
Pour cela :
- décrire l’expérience
- donner à chaque fois le paramètre qui varie et les paramètres qui sont constants
- penser au montage témoin
- déterminer la grandeur à mesurer
- énumérer le matériel nécessaire, la façon de l’utiliser
- prévoir les résultats attendus si l’hypothèse est validée
Proposer par écrit un protocole expérimental pour vérifier si les deux types cellulaires
ont des besoins différents et déterminer ce qu'ils sont.
Pour cela :
- décrire l’expérience
- donner à chaque fois le paramètre qui varie et les paramètres qui sont constants
- penser au montage témoin
- déterminer la grandeur à mesurer
- énumérer le matériel nécessaire, la façon de l’utiliser
- prévoir les résultats attendus si l’hypothèse est validée
Proposer par écrit un protocole expérimental pour vérifier si les deux types cellulaires
ont des besoins différents et déterminer ce qu'ils sont.
Pour cela :
- décrire l’expérience
- donner à chaque fois le paramètre qui varie et les paramètres qui sont constants
- penser au montage témoin
- déterminer la grandeur à mesurer
- énumérer le matériel nécessaire, la façon de l’utiliser
- prévoir les résultats attendus si l’hypothèse est validée
Proposer par écrit un protocole expérimental pour vérifier si les deux types cellulaires
ont des besoins différents et déterminer ce qu'ils sont.
Pour cela :
- décrire l’expérience
- donner à chaque fois le paramètre qui varie et les paramètres qui sont constants
- penser au montage témoin
- déterminer la grandeur à mesurer
- énumérer le matériel nécessaire, la façon de l’utiliser
- prévoir les résultats attendus si l’hypothèse est validée
Utilisation des cellules de Malassez :
Recouvrir la partie centrale d'une lamelle.
Homogénéiser (agiter) le milieu de culture puis en prélever avec la pipette. Déposer le
prélèvement dans une rigole.
Placer la lame sur la platine au microscope et mettre au point au grossissement petit, moyen, puis
fort.
Faire le comptage pour 2 carrés par binôme. Compter toutes les cellules présentes intégralement
dans le carré, puis celles sur les lignes horizontales du carré seulement.
Utilisation des cellules de Malassez :
Recouvrir la partie centrale d'une lamelle.
Homogénéiser (agiter) le milieu de culture puis en prélever avec la pipette. Déposer le
prélèvement dans une rigole.
Placer la lame sur la platine au microscope et mettre au point au grossissement petit, moyen, puis
fort.
Faire le comptage pour 2 carrés par binôme. Compter toutes les cellules présentes intégralement
dans le carré, puis celles sur les lignes horizontales du carré seulement.
Utilisation des cellules de Malassez :
Recouvrir la partie centrale d'une lamelle.
Homogénéiser (agiter) le milieu de culture puis en prélever avec la pipette. Déposer le
prélèvement dans une rigole.
Placer la lame sur la platine au microscope et mettre au point au grossissement petit, moyen, puis
fort.
Faire le comptage pour 2 carrés par binôme. Compter toutes les cellules présentes intégralement
dans le carré, puis celles sur les lignes horizontales du carré seulement.
Rappels à l'oral : qu'est ce qu'on teste ?
La production de matière organique. Les êtres vivants sont constitués par de la matière organique.
La croissance des organismes pluricellulaires se fait par une augmentation de la masse de
l'organisme. La croissance des organismes unicellulaires se fait par une multiplication des
cellules. Dans les deux cas, il y a production de matière organique.
 un élève passe au tableau pour construire le schéma de l'expérience
Schéma de l'expérience et résultats
Interprétations :
Les cellules de levure se sont multipliées uniquement en présence de sucres.
De plus, au cours de l'expérience, le sucre du milieu a disparu : les cellules l'ont donc
consommé.
La production de matière organique par les levures dépend donc de la présence de matière
organique dans le milieu.
Les cellules chlorophylliennes se multiplient uniquement en présence de matière minérale et de
lumière. Ces cellules peuvent donc utiliser la matière minérale du milieu pour produire leur
propre matière organique.
! la lumière n'est pas un élément nutritif mais une condition du milieu permettant l'utilisation de
la matière minérale par la cellule.
Bilan :
Tous les êtres vivants sont constitués par de la matière organique qu'ils produisent eux-mêmes.
Cela permet leur croissance (cas des organismes pluricellulaires) ou leur multiplication (cas des
organismes unicellulaires).
La production de matière organique (et sa dégradation) se fait par des réactions chimiques dans
les cellules. L'ensemble de ces réactions est appelé le métabolisme de la cellule.
Les cellules non chlorophylliennes (ex : levures) ne peuvent produire leur propre matière
organique que si elles prélèvent de la matière organique dans le milieu. Elles dépendent donc des
autres êtres vivants. Ce sont des organismes hétérotrophes.
schéma 1
Les cellules chlorophylliennes ne peuvent produire leur matière organique que si elles prélèvent
de la matière minérale dans le milieu, et en présence de lumière. Elles sont indépendantes d'un
point de vue nutritif. Ce sont des organismes autotrophes.
schéma 2