1 Les atomes - CFPPA Ariège Comminges

UCG 2 OI 2.1
Sciences
Cours 1
Le vivant
réalisé par Carine Travert
réalisée par Carine TRAVERT
Adresse : Le Cabirol, Route de Belpech - 09 100 PAMIERS
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Table des matières
1.Introduction................................................................................................................................... 3
2.Caractéristiques du vivant :....................................................................................................... 3
3.Principaux types d'organismes vivants: ................................................................................... 4
4.Les principaux niveaux d’organisation du vivant :................................................................. 6
4.1 La cellule : .............................................................................................................................. 6
4.1.1 Structure de la cellule eucaryote animale :............................................................ 6
4.1.2 Architecture de la cellule eucaryote végétale :.................................................... 7
4.1.3 La morphologie des cellules eucaryotes : ............................................................... 7
4.2 Les organismes unicellulaires : ........................................................................................ 11
4.2.1 La cellule procaryote : les bactéries .................................................................... 11
4.2.2 Particularité : les virus ............................................................................................ 12
4.2.3 Les protozoaires : ..................................................................................................... 14
4.3 Les tissus :............................................................................................................................ 15
4.3.1 Définition : .................................................................................................................. 15
4.3.2 Exemples :.................................................................................................................... 15
4.4 Les organes :........................................................................................................................ 15
4.4.1 Définition : .................................................................................................................. 15
4.4.2 Exemples :.................................................................................................................... 16
4.5 Les appareils ou systèmes: .............................................................................................. 17
4.5.1 Définition : .................................................................................................................. 17
4.5.2 Exemples :.................................................................................................................... 17
4.6 Les organismes pluricellulaires :...................................................................................... 17
4.6.1 Définition : .................................................................................................................. 17
4.6.2 Exemples : ................................................................................................................... 18
4.6.3 Les niveaux d'organisation du vivant : ................................................................. 19
4.6.4 Un petit entraînement: ........................................................................................... 20
2
Ce qui est écrit en rouge est à connaître absolument
pour l'évaluation
1.Introduction
Le métier d'agriculteur est de produire des êtres vivants, il est donc important
d'appréhender cette notion afin de valoriser de manière optimale leur développement.
2.Caractéristiques du vivant :
•
Mais qu'est-ce qu'un être vivant ? Si l'on essaye de répondre à cette question
on va chercher des critères qui définissent le vivant.
A partir de ces critères on peut construire une grille d'observation comme ci
dessous.
- Si au moins un de ces critères est choisi, alors on a affaire à un être vivant.
- Si aucune croix alors être non vivant ( règne minéral ). Mais on peut aller plus loin
dans cette réflexion et définir un être vivant par les notions suivantes :
- Frontière : Tout être vivant est délimité des conditions environnementales par une
frontière qui peut être appelée, selon le niveau auquel on fait référence, membrane,
paroi, peau, ... Cette frontière non étanche, délimite une individualité et définit un
milieu intérieur où les conditions physico-chimiques et autres seront différentes de
celles du milieu extérieur.
- Organisation : L'organisation biologique repose sur une hiérarchie de niveaux
structuraux, chacun s'édifiant à partir d'un niveau inférieur.
- Besoins à satisfaire : Pour se maintenir en vie, tout être vivant doit absolument
satisfaire ses besoins en énergie et en éléments.
3
- Croissance : Tout être vivant "entre dans la vie" par une naissance résultat de la
reproduction. Puis il entreprend une croissance et un développement et finalement,
généralement après s'être reproduit une ou plusieurs fois, meurt.
- Reproduction : Se reproduire signifie produire des exemplaires identiques.
- Réaction : Les êtres vivants répondent ou réagissent plus ou moins rapidement à des
variations des facteurs environnementaux.
- Autonomie : un système autonome sait "quoi faire, quand le faire, où le faire et
comment le faire", il trouve à l'intérieur les instructions et les mécanismes
nécessaires à son fonctionnement sans recourir à l'extérieur.
En résumé un être vivant se caractérise par ses capacités d'auto-conservation,
d'auto-régulation et d'auto-reproduction.
3.Principaux types d'organismes vivants:
Groupes taxonomiques
Exemples
Virus
Grippe aviaire, mosaïque de la tomate
Bactéries
Staphylocoque doré, Brucella (causant la brucellose)
Champignons
Aspergillus, rouille, oïdium
Protozoaires
nosema apis (parasite de l'abeille : nosémose)
Algues
Laitue de mer
Plantes
fétuque, tomate
Arachnides
Acariens : varroa (parasite des abeilles), araignée
Crustacés
Crabe, crevette
Insectes
Pucerons,
Mollusques
Limaces, escargots
Nématodes
Ascaris, ténias, strongles, oxyures
Poissons
Truite, cabillaud
Amphibiens
Grenouille, crapaud
Reptiles
Lézard, tortue
Oiseaux
Buse, moineau
Mammifères
Vache, mouton, chèvre, cheval
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4.Les principaux niveaux d’organisation du vivant :
4.1 La cellule :
La cellule est l'unité biologique de base des êtres vivants. On distingue deux types de
cellules : les cellules procaryotes (bactéries), simples, dépourvues de noyau et de
compartiments organisés (les organites), et les cellules eucaryotes (tous les autres
organismes), qui possèdent un noyau et des organites cellulaires.
4.1.1 Structure de la cellule eucaryote animale :
ou cytoplasme
Représentation dans l'espace
5
4.1.2 Architecture de la cellule eucaryote végétale :
ou cytoplasme
(avec des ribosomes)
Représentation dans l'espace
Les éléments constitutifs des cellules eucaryotes à savoir reconnaître et expliquer
leur rôle sont : noyau, membrane plasmique, mitochondrie, chloroplaste, vacuole, paroi
cellulosique, cytoplasme, ADN, ribosomes
4.1.3 La morphologie des cellules eucaryotes :
Limitée par une enveloppe externe, la membrane plasmique, la cellule eucaryote
comprend une masse centrale, le noyau, entourée par le cytoplasme. Ce dernier a
l'aspect d'une gelée qui renferme de nombreux organites (= petits organes). Un
système de cloisons membranaires, constituant le réticulum endoplasmique et
l’appareil de Golgi, le compartimente. Un réseau de nature protéique, le cytosquelette,
le quadrille.
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- La membrane plasmique :
Une cellule eucaryote est séparée du milieu extérieur par une membrane
périphérique, la membrane plasmique.
- Le réticulum endoplasmique
Présent chez toutes les cellules eucaryotes.
- Le réticulum endoplasmique rugueux ou granulaire est
le siège de la synthèse des protéines car on trouve
associé à ce réticulum des ribosomes sur la face
externe de sa membrane.
Le réticulum endoplasmique lisse dépourvu de ribosomes
joue un rôle dans la fabrication des lipides.
- L'appareil de Golgi
Il ressemble à des croissants empilés. L'une de ses fonctions essentielles semble être
le tri des protéines.
L'appareil de Golgi
7
- Les différents organites :
les mitochondries
Elles jouent un rôle essentiel dans les processus énergétiques de la cellule. Une
mitochondrie mesure 1-2 à 10 μm de long et de 0,5 à 1 μm de large.

photo au microscope électronique
Le noyau
Le noyau de la cellule est une petite poche souple qui contient le matériel génétique
porteur de l'hérédité : l' ADN . Il est entouré d'une membrane : la membrane
nucléaire qui assure les échanges entre le noyau et le cytoplasme . Il est le centre de
contrôle de la cellule : il contient toutes les informations nécessaires à son
fonctionnement. Certaines cellules, comme les bactéries , n'ont pas de noyau.

le noyau
8
les ribosomes :
Ce sont des petites sphères (3 anströmgs) présentent en chainettes dans le
cytoplasme ou collées sur le réticulum endoplasmique. Leur fonction est la fabrication
des protéines.

Photo au microscope électronique
Représentation schématique
d'un ribosome
les chloroplastes :
Organite prenant souvent la forme de disques aplatis de 2 à 10 microns de diamètre
pour une épaisseur d'environ 1 micron contenant des sortes de sacs aplatis remplis de
chlorophylle (pigment vert), localisé dans le cytoplasme des cellules de plantes vertes.
Le chloroplaste est le siège de la photosynthèse.

Photo de cellules végétales,
avec des chloroplastes
les vacuoles :
La vacuole est une cavité remplie d'eau et de sels minéraux dans les cellules végétales
et dans certaines cellules animales (mais très petites), et dont la fonction est
d'emmagasiner les éléments nutritifs et l'eau. La vacuole représente entre 80 et 90%
du volume cellulaire de la cellule végétale. La vacuole centrale des cellules végétales
et des champignons a une fonction homéostatique, assurant la turgescence cellulaire,
c'est à dire une certaine pression quand la vacuole est bien gonflée. En effet quand un
végétal manque d'eau ces feuilles s'étiolent, ce phénomène s'explique car la vacuole
n'est plus remplie, les liquides n'exercent donc plus cette pression qui assurait une
certaine rigidité.

9
Cellules végétales avec leurs vacuoles colorées en rouge
4.2 Les organismes unicellulaires :
4.2.1 La cellule procaryote : les bactéries
- DEFINITION D'UNE BACTÉRIE
Etre unicellulaire de petite taille (microorganisme) et dépourvu de noyau, de
l'ordre du micron, (0.000001 m) de morphologie différente qui présente des
caractéristiques propres (Procaryote).
- CARACTERISTIQUES DES PROCARYOTES
Bactéries au microscope électronique
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Quelques caractères distinctifs des procaryotes et eucaryotes
- EXEMPLES DE MALADIES FREQUENTES EN AGRICULTURE CAUSEES PAR DES
BACTERIES PATHOGENES
La brucellose chez les caprins et les bovins est induite par une bactérie du genre
Brucella.
La loque américaine : maladie du couvain d'abeille
La tuberculose et paratuberculose : maladies bovine et humaine
Les mammites peuvent être induites par de nombreuses bactéries : Mycoplasma,
Staphylocoque doré
L'IBR ou Rhinotrachéite infectieuse bovine
Le feu bactérien chez les arbres fruitiers
4.2.2 Particularité : les virus
-
définition
Les virus sont de petites particules biologiques de 20 à 300 nm de diamètre
dont la structure résulte de l'assemblage de deux ou trois éléments : le
génome, une capside, et parfois une enveloppe.
Le terme "virus" concerne l'agent infectieux à tous les stades du cycle viral,
extracellulaire ou intracellulaire.
- morphologie :
Le terme "virion" définit la particule virale infectieuse complète.
- Un virion est constitué par :
1° : un génome, un acide nucléique (ARN ou ADN) qui est protégé par :
2° : une capside de nature protéique :
l'ensemble, appelé nucléocapside, définit les virus nus.
- Pour certains virions,
3° : une enveloppe, de nature lipidique, peut entourer la nucléocapside :
sa présence définit les virus enveloppés.
11
•
Il existe donc des virus nus et des virus enveloppés.
- mode de vie :
Pour se reproduire (vivre, c'est se reproduire), un virus doit pénétrer dans une cellule
vivante :
Les virus sont-ils des microbes ou des molécules ? En un mot, sont-ils
vivants ?
réponse :
" Les virus sont... des virus " (André Lwoff - Prix Nobel en 1970)
Un virus se résume à une information génétique protégée :
• aucun virus ne peut fabriquer de ribosomes et donc des protéines
• aucun virus ne peut générer de l'énergie.
C'est la cellule, dans laquelle ils ont introduit leur génome, qui multiplie les
virus.
1° - dans le milieu extérieur :
les virus sont des particules inertes : les virions
au sein d'une population virale appartenant à la même espèce, forme
et taille sont identiques parce que les virions ne sont concernés ni par
des phénomènes de croissance, ni par des processus de division.
c'est à cause de cette identité de forme et de taille que, dans
certaines conditions, on peut cristalliser des virus.
2° - à l'intérieur d'une cellule :
le génome viral s’exprime :
- le génome est libéré de sa capside
- la synthèse des macromolécules cellulaires s'interrompt
- la cellule réplique le génome viral
- la cellule synthétise les protéines de structure virales
génome et protéines virales s'assemblent ensuite pour former de
nouvelles particules virales qui sont libérées dans le milieu
extracellulaire.
ce n'est qu'à l'intérieur d'une cellule que l'information génétique des
virus peut s'exprimer : à ce moment-là seulement on peut considérer
que les virus sont " vivants ".
Toutefois, il ne convient pas de considérer les virus comme des organismes
vivants : ce sont des gènes parasites.
Ils s’apparentent aux éléments génétiques mobiles : le génome de certains virus
(le virus du sida en particulier) peut s’intégrer dans celui de la cellule-hôte !
- EXEMPLES DE MALADIES FREQUENTES EN AGRICULTURE CAUSEES PAR DES
VIRUS
La grippe aviaire touchant tous les oiseaux.
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Virus de la paralysie chronique qui provoque la maladie plus connue sous le nom de
"maladie noire" chez l'abeille.
L'herpès
La grippe
Le rhume
La fièvre catarrhale
La fièvre aphteuse
Mais il existe des virus spécifiques des végétaux : le virus de la mosaïque du tabac
La structure des virus des plantes ou phytovirus, est similaire à celle des virus
bactériens et animaux. Beaucoup de virus végétaux se présentent sous la forme de
minces et longues hélices. Les virus de végétaux peuvent être disséminés par le vent
ou par des vecteurs comme les insectes et les nématodes, parfois par les graines et le
pollen. Les virus peuvent aussi contaminer la plante par l’intermédiaire d’une blessure
ou d’une greffe. Différents types de symptômes peuvent apparaître sur la plante
infectée. Les virus peuvent provoquer des taches ou des flétrissements sur les
feuilles et les fleurs. Des tumeurs peuvent survenir sur les tiges ou les feuilles.
Microscopie électronique de particules du virus de la mosaïque du tabac.
4.2.3 Les protozoaires :
Les protozoaires sont une grande famille d’organismes unicellulaires plus complexes
que les bactéries. Certains peuvent causer des maladies comme la malaria ou la
maladie du sommeil. Indétectables à l’œil nu, la plupart d’entre eux mesurent entre
0.01 et 0.05 mm. Les amibes et les flagellés sont quelques exemples de protozoaires.
Plasmodium falciparum : agent du paludisme
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4.3 Les tissus :
4.3.1 Définition :
Ensemble des cellules adaptées à une fonction particulière. Par exemple le tissu
musculaire a la capacité de se contracter et de s'étirer.
4.3.2 Exemples :
Coupe de tissu musculaire lisse
L'épiderme, le derme et l'hypoderme sont 3 tissus constituant la peau (un organe).
4.4 Les organes :
4.4.1 Définition :
Partie d'un corps destiné à remplir une fonction déterminée.
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4.4.2 Exemples :
Chez les animaux : le cœur, le foie, les poumons, la rate…
Le cœur est un organe musculaire creux, situé entre les poumons au milieu du thorax.
C'est le moteur du système cardio-vasculaire, dont le rôle est de pomper le sang qu'il
fait circuler dans tous les tissus de l'organisme.
Les poumons, ces organes spongieux, volumineux et côniques, jouent un rôle vital puisqu'ils sont chargés de l'apport en oxygène dans l'organisme.
Chez les végétaux : la tige, la feuille, la racine, la fleur
les fleurs
les fruits
les bourgeons
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4.5 Les appareils ou systèmes:
4.5.1 Définition :
Ensemble d’organes destiné à remplir une fonction déterminée.
4.5.2 Exemples :
Les systèmes composant les animaux et l’homme sont les suivants : circulatoire,
digestif, endocrinien, musculaire, nerveux, respiratoire, squelettique et urinaire.
Représentation des organes composant l’appareil digestif
Le système endocrinien
Le corps humain est un système complexe d'organes en
relation les uns avec les autres, qui doivent travailler
ensemble pour fonctionner correctement. Les glandes
endocrines contrôlent les fonctions de l'organisme par
l'intermédiaire de substances chimiques appelées hormones,
qui sont libérées dans la circulation générale.
Les hormones agissent comme des messagers chimiques qui
voyagent dans tout le corps grâce à la circulation sanguine.
4.6 Les organismes pluricellulaires :
4.6.1 Définition :
Les organismes pluricellulaires sont constitués d'un ensemble de cellules qui proviennent des divisions successives de la cellule œuf unique. Ces cellules ne se séparent
pas et restent unies. Ces cellules possèdent théoriquement toute l'information génétique contenue dans la cellule œuf. Cependant certaines cellules vont extérioriser
certaines fonctions et d'autres pas.
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Il y a durant la vie embryonnaire une spécialisation. Cette spécialisation cellulaire correspond à une différenciation cellulaire, morphologique et fonctionnelle due à l'expression d'une partie seulement des gènes. Selon leur spécialité, les cellules d'un organisme pluricellulaire peuvent être regroupées dans des systèmes bien individualisés
assurant des fonctions particulières. On en distingue plusieurs types :
· Fonctions végétatives : nutrition, respiration, excrétion, circulatoire.
· Fonctions de relation : elles mettent l'individu avec le milieu extérieur : le système
nerveux (organes des sens, fonction sensitive), le système musculaire (fonction motrice).
· Fonction de reproduction qui assure la pérennité de l'espèce.
La multiplicité des cellules et leur spécialisation appellent des processus de coordination pour préserver le fonctionnement de l'unité : l'intégration ou régulation. Cette
coordination peut se faire selon différentes voies de communication :
· Relation directe basée sur le contact physique ou chimique dans leur voisinage immédiat (médiateur chimique, facteur de régulation)
· Relation hormonale
· Relation nerveuse
Chez les organismes pluricellulaires, les échanges entre le milieu intracellulaire et le
milieu extérieur (marin ou terrestre) ne se font pas directement. Il y a un troisième
milieu qui s'interpose entre le milieu intracellulaire et le milieu extérieur. Celui s'appelle le milieu intérieur.
4.6.2 Exemples :
Les animaux et les végétaux bien sur, mais il existe aussi des êtres vivants
pluricellulaires microscopiques, comme la douve, parasite des ovins en particulier.
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4.6.3 Les niveaux d'organisation du vivant :
niveau écologique
La population, société
d'individus en évolution
niveau anatomo-histophysiologique
L'organisme, société de cellules en
développement
Un organisme pluricellulaire (animal
Ces individus cohabitent
ou plante) est constitué de cellules,
dans un milieu particulier.
groupées en tissus eux même formant des organes s’assemblant entre
eux pour donner des systèmes. Tous
Etres vivants et milieu
ces systèmes constituants un orgaforme un écosystème.
nisme.
sociétés
ethnies, groupes,
familles
organismes
pluricellulaires
(mycètes, plantes,
animaux)
niveau cellulaire, ultrastructural
et moléculaire
La cellule, unité de travail
Elle est constituée d'organites, eux
même constitués de molécules, elles
même formées d’atomes.
organismes unicellulaires
assemblages moléculaires,
en colonies, organismes cellules
molécules
unicellulaires solitaires
18
atomes,
particules
4.6.4 Un petit entraînement:
–
Exercice 1 :
Annoter et titrer le schéma ci dessous :
Titre :
7
9
8
6
1
3
4
2
5
–
Exercice 2 :
Identifier les 9 niveaux
d'organisation du vivant
Conception et réalisation:
Jean-Claude Le Hir
Correction des exercices : page suivante
19
Appareil de Golgi
9
8
NOYAU
1
2
CYTOPLASME
Exercice 2 :
20