I . L`unité chimique du vivant

Cours seconde - Thème 1 - cours 2
La nature du vivant
I . L’unité chimique du vivant :
1°) Compositions chimiques des enveloppes de la Terre :
La Terre possède 4 enveloppes :
La lithosphère (couche de roches en surface)
L’atmosphère (couche de gaz)
La biosphère (ensemble des êtres vivants)
L’hydrosphère (ensemble de l’eau)
Leur composition chimique montre l’importance de certains atomes.
Biosphère
Lithosphère
Hydrosphère
Atmosphère
La matière vivante de la biosphère se distingue par une proportion importante de carbone.
L’oxygène est présent en grande quantité dans toutes les enveloppes et ne représente donc pas une
spécificité.
2°) Les molécules de la matière du vivant :
L’eau représente une forte proportion dans la
composition des êtres vivants (de 50% à plus de
99% - 70% chez l’Homme)
Le reste est constitué de la matière organique
riche en carbone = La matière carbonée.
La matière organique peut être résumée ainsi
: CHON (carbone-hydrogène-oxygène-azote)
Il existe 3 grandes catégories de molécules
organiques :

Les protides (ou protéines)

Les glucides simples (sucres) ou complexes (amidon)

les lipides (acides gras)
Résultats d’expériences : analyse de quelques matières vivantes
Tests réalisés :
Banane
P. de terre
Amandes
Gros pois
Eau iodée = présence d’amidon
-
+
+
+
Biuret = présence de protéines
-
-
+
+
Fehling = présence de sucres
+
-
0
0
Tâche grasse = présence de lipides
0
0
+
-
Abondance =
+ forte quantité
- Faible quantité
0 absence
3°) Unité des molécules organiques
La visualisation des molécules organiques montre qu’il s’agit de structures complexes mais
pas cristallines avec une organisation et des atomes similaires.
La présence de molécules similaires dans des organismes très différents ne peut s’expliquer
que si ces organismes ont hérité de leurs ancêtres la capacité de fabriquer de telles
molécules. On peut alors envisager que toutes les molécules organiques proviennent
d’organismes très anciens communs à toutes les formes de vie actuelles.
II . Unité et diversité des cellules :
1°) Les différents types de cellules :
Les cellules peuvent être très différentes d’un organisme à un autre.
Cependant toutes les cellules sont caractérisées par :
- Une membrane plasmique qui délimite véritablement la cellule.
- Un liquide appelé cytosol dans lequel baignent de petits éléments : les organites distingués
seulement au microscope électronique (exemple = les mitochondries ; le réticulum …) Le liquide
granuleux formé par le cytosol et les organites est appelé cytoplasme.
La plupart des cellules possèdent un noyau visible dans la cellule (on parle alors de cellules
eucaryotes).
Chez certains êtres unicellulaires primitifs (comme les bactéries) le noyau n’est pas visible ; en fait
le contenu du noyau est diffus dans le cytoplasme. On les nomme cellules procaryotes.
Il existe deux grands types de cellules eucaryotes :
- Les cellules aninales (et humaines) sont limités par une membrane plasmique. Leurs formes sont
souvent en relation avec leurs fonctions.
- Les cellules végétales possèdent une paroi rigide de cellulose qui double la membrane plasmique et
constitue une sorte de « squelette » de la cellule et une vacuole occupant généralement la plus
grande partie de la cellule. Les cellules chlorophylliennes sont des cellules végétales qui possèdent
des organites : les chloroplastes (contenant un pigment vert = la chlorophylle)
Ils donnent leur couleur verte aux végétaux.
2°) Organisation des cellules les unes par rapports aux autres :
Les êtres vivants (ou organismes) peuvent être formés d’une cellule (organisme unicellulaire) ou de
plusieurs cellules (organisme pluricellulaire).
Chez un organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules identiques constitue un tissu (exemple :
l’épithélium intestinal)
Plusieurs tissus
constituent un
organe ; (ex :
l’intestin grêle)
Plusieurs organes
constituent un
appareil ou un
système ; (ex :
l’appareil digestif)
L’ensemble des
appareils et des
systèmes forment
l’organisme.
IV . Organisation fonctionnelle des cellules:
Les cellules sont également des unités de vie.
Le métabolisme regroupe l’ensemble des réactions biochimiques et énergétiques qui se réalisent
dans une cellule ou dans un organisme.
Deux types de réactions sont à distinguer :
 Les réactions de synthèses = construction (anabolisme) par exemple la synthèse d’une protéine
 Les réactions de dégradations (catabolisme) par exemple la dégradation d’une molécule d’amidon
en sucres simples lors de la digestion.
De nombreuses réactions nécessitent de l’énergie pour se réaliser.
1°) La respiration et la fermentation :
Ce sont des réactions cellulaires du catabolisme qui produissent de l’énergie par dégradation de
molécules organiques (exemple : le glucose) L’énergie produite servira pour réaliser les autres
réaction du métabolisme cellulaire.
La dégradation est complète et très efficace avec la respiration. Elle est incomplète et peu efficace avec la
fermentation. Ces réactions se font souvent avec consommation d’O2 et rejet de CO2 et d’eau
(sauf pour certaines fermentations).
Les cellules qui utilisent respiration et/ou fermentation sont donc dépendantes de l’apport de matière
organique prélevée dans le milieu extérieur (alimentation) On les appelle cellules hétérotrophes.
2°) La photosynthèse :
C’est une réaction cellulaire de l’anabolisme qui produit de la matière organique à partir d’eau,
d’ions minéraux, et de CO2 (= donc de matières minérales). Elle produit un « déchet » = le O2
Cette réaction à besoin d’énergie (= la lumière) pour se réaliser. Elle ne peut se faire que dans les cellules
contenant la chlorophylle (= cellules chlorophylliennes)
C’est grâce à la photosynthèse que la matière organique « apparait » dans la biosphère.
Cette matière sera ensuite transférée aux autres organismes (les hétérotrophes) par la chaîne alimentaire.
Les organismes ou cellules pouvant transformer la matière minérale en matière organique sont
appelés autotrophes.
Chez les plantes vertes (chrorophylliennes)
la respiration et la photosynthèse se
déroulent en même temps dans les cellules
(la nuit seule la respiration continue)