uaa 3 partie 1 : la cellule, unité de base du monde vivant...
TRANSCRIPT
1
Classes de 3P Formation scientifique
UAA 3 – partie 1 : La cellule, unité de base du monde vivant
Cours à distance.
Consignes
Ce dossier a été conçu pour donner à chacun la possibilité de travailler en toute autonomie.
Toutes les informations nécessaires à la réalisation du travail demandé se trouvent dans le présent
document sous forme de texte ou d’image !
!!! IL N’EST DONC PAS NECESSAIRE D’AVOIR SUIVI LE COURS POUR REALISER CE DOSSIER !!!
Conseils :
Observer attentivement les images,
Lire et comprendre les textes,
Faire un rapprochement systématique entre les textes et les images,
Lire les questions attentivement et jusqu’au bout avant de répondre !
En cas de problème de vocabulaire, aller voir la définition du mot dans un dictionnaire ou sur
internet.
Ne pas se laisser impressionner par le côté inconnu de la matière : l’aborder avec curiosité sera
plus facile et plus efficace !
Si vous désirez une correction, une fois le travail fini, vous pouvez me l’envoyer par mail : [email protected]
Si vous êtes VRAIMENT bloqué pour une question bien précise (ne me dites pas « Je ne comprends rien »),
vous pouvez me la poser par mail également.
En espérant que vous soyez en bonne santé, je vous souhaite bon travail !
Mr Calmeyn
2
I. Zoom à l’intérieur des êtres vivants
Le corps de chaque être vivant dans son entièreté s’appelle un « organisme ». Tu as déjà
étudié un peu le corps humain lors des années précédentes... grâce à te souvenirs, réponds aux
questions posées en rapport avec les différentes images présentées ci-dessous.
1) Que représente l’objet que tu vois sur
l’image ci-contre ? ..................................................................................
..................................................................................
..................................................................................
..................................................................................
..................................................................................
..................................................................................
2) Que représentent les 3 images ci-dessous ?
Image de gauche : ...............................................................................................................................................
Image au centre : ...............................................................................................................................................
Image de droite : ...............................................................................................................................................
3
3) Les « objets » représentés ci-dessous font chacun partie de l’un des trois ensembles que tu
as nommé à la page précédente. On les appelle des ..................................................................................
Note leur nom sous chaque image !
................................................... ........................................ ...................................
4) Voici maintenant deux autres exemples de la catégorie « d’objets » ci-dessus. Observe bien
les schémas et trouve de quoi sont composés tous ces « objets ».
ATTENTION : ta réponse doit se résumer à un seul mot !!
Les « objets » ci-dessus sont composés de ..........................................................................................
Mais le monde n’est pas peuplé que d’êtres humains ! Il existe des êtres vivants de toutes
natures. Sont-ils tous bâtis sur le même plan ? Sont-ils tous différents ? Ou bien ont-ils au
moins des points communs ?
Voyons cela de plus près ...
4
5) Observe les planches anatomiques ci-dessous et réponds aux questions :
a) Quels « objets » représentent les légendes de ces quatre schémas ?
....................................................................................................................................................................................
b) Ces « objets » mis ensemble constituent les différents ......................................... des animaux
dessinés.
c) Trouve 4 points communs à tous ces animaux
....................................................................................................................................................................................
d) D’après tes observations, que peux-tu conclure à propos de l’organisation interne de ces
animaux par rapport à celle des humains
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Mais le monde n’est pas peuplé que d’animaux !!
Qu’en est-il des végétaux ??...
5
6) Observe l’anatomie de cette plante et de sa fleur ...
Cite trois organes et deux systèmes (ensemble d’organes) de cette plante :
Organes : ................................................................................................................................................................
Systèmes : .............................................................................................................................................................
D’après toi, quel est le rôle de chacun des deux systèmes que tu as cité ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
En analysant la coupe dans les organes des végétaux (schéma en bas à droite), que découvres-
tu de leur composition ?
....................................................................................................................................................................................
Y-a-t-il une similitude par rapport à la composition des organes des animaux ?
....................................................................................................................................................................................
6
Synthèse « organisation intérieure des êtres vivants »
De l’extérieur vers l’intérieur, et en zoomant de plus en plus, les organismes vivants ont une structure
interne organisée de la manière suivante :
(Complète la phrase et le diagramme ci-dessous)
Un organisme vivant est composé de ............................................... qui sont composés
d’..................................., eux même composés de .................................................. .
Les points d’interrogations à la fin du diagramme de la synthèse suggèrent une question ! ... mais
quelle est cette question ?
Note-la ici : .........................................................................................................................................................
Pour répondre à la question, il faut continuer à zoomer à l’intérieur du corps ; mais comment
faire et que va-t-on trouver ?
7
II. Le microscope
Le microscope se compose d’un ensemble de lentilles de verre placées aux deux extrémités d’un
tube appelé tube optique au sommet duquel on trouve l’oculaire (= endroit où l’on place l’œil).
L’oculaire contient une lentille grossissante (10X) qui peut éventuellement être échangée par
une caméra.
Le tube optique est porté
par un socle (la potence) sur
lequel est aussi fixée une
plaque percée d’un trou : la
platine. Sur la platine sont
fixées deux lames de
ressort appelées valets et
servant à immobiliser la
préparation.
Sous la platine, on voit un
diaphragme, un condenseur
ainsi qu’un miroir (ou lampe)
orientable. Ces trois
ustensiles servent à régler
la lumière envoyée sur la
préparation.
Les trois ou quatre pièces montées sur la tourelle, (= plaque
tournante située à la base du tube optique) sont les objectifs : ils
donnent chacun une image agrandie des objets examinés en
fonction de l’ensemble de lentilles grossissantes dont ils sont
fabriqués. Un numéro gravé indique leur capacité à grossir l’image.
(4X, 10X, 20X, 40X, ...)
On obtiendra le grossissement total du microscope en
multipliant le grossissement inscrit sur l’objectif par le
grossissement inscrit sur l’oculaire.
Exemple d’objectifs
Sur le côté de la potence, deux boutons permettent d’approcher ou d’éloigner le tube de la
platine, ceci afin d’obtenir une image nette de la préparation. Le plus gros bouton permet des
mouvements rapides (réglage macro-métrique), le petit des mouvements lents et de faible
amplitude (réglage micrométrique).
8
1) Réponds aux questions ci-dessous en t’aidant du texte de la page précédente :
a) Qu’est-ce que le tube optique ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
b) A quoi sert la potence ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
c) A quoi sert la platine ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
d) Quels sont les ustensiles qui permettent de régler la lumière ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
e) Qu’est-ce qu’un objectif et à quoi sert-il ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
f) Comment calcule-t-on le grossissement total d’un microscope ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
g) Cherche dans un dictionnaire (ou sur internet) la différence entre macro-métrique et
micrométrique et note-la.
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
h) Comment obtient-on une image nette sur un microscope ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Grâce au microscope, nous allons pouvoir observer des tissus vivants et voir de quoi ils sont
composés.
9
III. Tissu vivant animal et végétal
Voici des photographies réalisées à l’aide d’un microscope sur différents tissus animaux et
végétaux. Observe-les et réponds aux questions.
tissu vaginal tissu rénal humain foie de grenouille peau de grenouille
peau d’oignon feuille d’élodée racine de maïs tissu du tronc d’arbre
Remarque : les couleurs sont obtenues à l’aide de colorants ajoutés aux préparations avant
l’observation. Sauf pour la feuille d’élodée dont la couleur est naturelle, et pour
le bois dont la photo est prise en noir et blanc !
D’après les photographies, on voit que les tissus vivants sont constitués d’un assemblage de
petites unités « collées » les unes aux autres.
Les photos nous les montrent en deux dimensions, mais ces unités ont un volume et on peut les
considérer comme des petits sacs ou des petites boites.
Ces petites unités s’appellent « les cellules » ; elles constituent chacune la plus petite unité
vivante possible ! Tous les êtres vivants sur notre planète, sans exception, sont constitués de
cellules.
10
Questionnaire
a) Classe les tissus présentés en deux groupes : animaux et végétaux !
Tissus animaux : ........................................................................................................................................................
Tissus végétaux : .......................................................................................................................................................
b) Cite une similitude entre tous les tissus qui sont représentés ci-dessus :
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
c) Quelle différence observes-tu au niveau de la forme générale des cellules, entre les tissus animaux et les tissus végétaux ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
d) Que voit-on dans presque toutes les cellules qui composent les tissus montrés ci-dessus ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
e) Que voit-on autour de chacune des cellules de ces tissus ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
f) Qu’est-ce qu’une cellule ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
11
IV. Cellule animale
Voyons maintenant en détails la cellule animale !
Voici des cellules de peau d’oignon récoltées à l’intérieure de la bouche, à deux grossissements
différents.
Que voit-on dans chacune de ces cellules ? ...............................................................................
Ces cellules ont-elles une forme particulière ? ...............................................................................
Souviens-toi que tu as appris que le corps humain est constitué d’environ 70% d’eau ; sachant
cela, que penses-tu qu’il y a dans chaque cellule ? ...............................................................................
Voici un agrandissement des tissus animaux présentés au chapitre précédent :
Cellules rénales cellules vaginales cellules du foie cellules de peau
Cite deux différences que tu peux observer entre les cellules présentées sur ces images :
....................................................................................................................................................................................
Peut-on dire que ces cellules sont semblables aux cellules de bouche humaine ?
....................................................................................................................................................................................
Pourquoi ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
12
V. Cellule végétale
Voyons maintenant en détails la cellule végétale !
Voici des cellules d’épiderme d’oignon récoltées entre deux « écailles » du bulbe.
Comme dans les cellules animales, voit-on un petit point rond et foncé dans chacune de ces
cellules végétales ? ...............................................................................
Quelle est la forme générale des cellules végétales ? .........................................................................
A ton avis, contiennent-elles aussi beaucoup de liquide ? ..................................................................
Quelle différence vois-tu entre la forme générale des cellules végétales et celle des cellules
animales ?................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Quelle différence vois-tu entre la paroi (bord qui délimite le volume de la cellule) des cellules
végétales et celle des cellules animales ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Il y a encore une autre différence ; la trouveras-tu ?
....................................................................................................................................................................................
13
Comparons maintenant une cellule d’épiderme d’oignon à celle d’une feuille d’élodée (plante
aquatique)
Épiderme d’oignon feuille d’élodée
Quelle est la différence flagrante que tu vois entre les deux cellules végétales ci-dessus ?
....................................................................................................................................................................................
VI. Résumé des observations
TOUTES les cellules que tu as observées, animales ou végétales, possèdent une « enveloppe »
qui contient un liquide ; dans ce liquide se trouve un « petit point rond » plus foncé. Sur les
photos ci-dessous, on peut aussi voir quelques minuscules « points noirs », quasi invisibles sur
les autres photos.
Tous ces « objets » que tu as observés s’appellent des organites : ce sont en quelque sorte les
mini organes de la cellule. Il est temps maintenant de leur donner un nom à chacun !!
Le cytoplasme : liquide contenu dans la cellule et dans lequel baignent les organites.
La membrane cytoplasmique : enveloppe qui contient le cytoplasme et tous les autres organites.
Le noyau : c’est le point rond et plus foncé que l’on voit dans (quasi) toutes les cellules observées.
Les mitochondries : ce sont certains des minuscules points noirs que l’on voit ci-dessus
14
Tu peux maintenant légender les deux images ci-dessous :
Photo 1 (2 cellules)
Photo 2 (1 cellule entière et parties d’autres cellules)
En relisant tes observation aux pages précédentes, détermine quelle cellule est animale et quelle
cellule est végétale, donne ensuite la raison de ton choix :
Photo 1 : cellule ............................................... car .................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Photo 2 : cellule .............................................. car ................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Définition
Organite : structure contenue dans la cellule et y exerçant un rôle déterminé. « Mini
organes » de la cellule.
15
VII. Rôle des organites
1) La membrane cytoplasmique
C’est une enveloppe très fine (presque invisible au microscope optique), semi-perméable
constituée de lipides et de protides. Elle est présente autour des cellules de tous les êtres
vivants.
Ci-dessous, une photo prise au microscope électronique entre deux cellules animales
La membrane cytoplasmique - délimite la cellule, (comme la peau délimite notre corps)
- retient son contenu,
- permet des échanges sélectifs avec l’extérieur de la cellule,
- protège la cellule des agressions extérieures.
2) Le cytoplasme
Masse semi-liquide et transparente contenue dans la cellule et dans lequel baignent les
organites.
Le rôle du cytoplasme est de - soutenir les organites,
- Contenir les réserves d’eau et de nutriments,
- Gérer les différents transports dans la cellule.
3) Le noyau
C’est l’organite le plus volumineux de la cellule, il est souvent
sphérique. Il contient la molécule d’ADN qui constitue le
support de toute l’information génétique ou héréditaire de la
cellule (et de l’individu entier).
Le rôle du noyau est de diriger et contrôler toutes les activités de la cellule ; cela comprend
son développement, sa multiplication et son fonctionnement.
16
4) Les mitochondries
Leur diamètre varie généralement entre 0,75 et 3 µm
tandis que leur forme générale et leur structure est
extrêmement variable
Photo 2D
Schéma 3D
Bien que très peu visibles au microscope optique (à cause de leur petite taille), les mitochondries
sont présentes dans toutes les cellules !
Elles sont le siège de la respiration cellulaire : elles brûlent du sucre en présence d’oxygène
pour produire de l’énergie chimique dont la cellule a besoin pour vivre.
VIII. Cellule animale vs cellule végétale
Examinons maintenant de plus près les différences entre la cellule animale et la cellule végétale.
1) La grande vacuole En voyant cette image d’une cellule
d’oignon, on voit clairement que
l’intérieur de la cellule est divisée en
2 zones : une zone « granuleuse »
(jaunâtre si vous avez le document
en couleur) aux extrémités ; et une
zone « unie » (gris-bleu en couleur)
qui occupe presque tout l’espace de
la cellule.
Comme toutes les cellules, la cellule végétale contient du cytoplasme (zone granuleuse et
jaunâtre sur cette image). Mais il y en a très peu !
C’est à cause de la présence d’une grande « poche » qui occupe presque tout l’espace à l’intérieur
de la cellule : la grande vacuole.
Cette grande vacuole sert de réserve d’eau, de sucre, de sels minéraux et autres substances
dont la cellule végétale a besoin pour vivre. Elle est également responsable du maintien de la
forme de la cellule par la pression de l’eau qu’elle contient.
!!! LES CELLULES ANIMALES NE CONTIENNENT PAS DE GRANDE VACUOLE !!!
17
2) Les chloroplastes
Les petits « grains » verts que
l’on voit sur cette image ne se
retrouvent pas dans toutes les
cellules que nous avons pu
observer.
On les observe seulement dans
les cellules des organes des
végétaux qui sont exposés à la
lumière.
Ces petits organites verts contiennent un pigment vert, la chlorophylle, et sont responsables de
la photosynthèse : ce sont les chloroplastes.
!!! LES CELLULES ANIMALES NE CONTIENNENT PAS DE CHLOROPLASTES !!!
Rappel : la photosynthèse
Les végétaux utilisent le gaz carbonique de l’air et
l’eau du sol pour fabriquer du sucre et de l’oxygène
grâce à l’énergie apportée par la lumière solaire
3) La paroi cellulosique
En y regardant de plus près, on se
rend compte que les cellules
végétales possèdent une double
« enveloppe » qui les délimite !
L’image ci-contre montre trois
cellules contiguës. Les parties
colorées (artificiellement) montrent
l’intérieur de leur grande vacuole,
emballée dans leur propre membrane
(le tonoplaste).
On distingue assez clairement la membrane cytoplasmique (=plasmalemme) « plaquée » contre
une deuxième paroi, plus épaisse et composée de cellulose*. C’est à cause de sa composition qu’on
lui a donné le nom de « paroi cellulosique » !
18
Il est possible, par un traitement
chimique, de décoller la membrane
cytoplasmique de la paroi cellulosique ;
ce qui donne le résultat que l’on voit sur
l’image ci-contre
Remarque : on voit que le noyau se
trouve bien à l’intérieur de la
membrane cytoplasmique
*La cellulose est un sucre caractéristique des végétaux. Le système digestif humain ne peut pas la
digérer. Par contre nous l’utilisons abondamment pour fabriquer le papier !
La paroi cellulosique est épaisse, rigide et perméable. La cellulose est produite par la cellule
puis transportée à l’extérieur de la membrane cytoplasmique afin de fabriquer une enceinte
solide autour de la cellule. Cette paroi donne sa forme spécifique à la cellule végétale, la protège
et empêche les déformations excessives.
!!! LES CELLULES ANIMALES NE POSSEDENT PAS DE PAROI CELLULOSIQUE !!!
Questionnaire à propos des organites
a) Cite les organites présents uniquement dans les cellules végétales :
....................................................................................................................................................................................
b) Cite les organites présents dans toutes les cellules :
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
c) Explique le rôle de la grande vacuole ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
d) Que contiennent les chloroplastes et à quoi servent-ils ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
e) Qui fabrique la paroi cellulosique ?
....................................................................................................................................................................................
f) Que fabriquent les humains grâce à la cellulose ?
....................................................................................................................................................................................
19
g) Cite deux rôles de la membrane cytoplasmique
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
h) Quel est le rôle du noyau de la cellule ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
i) Qu’est-ce que l’ADN ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
j) Cite deux rôles du cytoplasme
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
k) Qu’est-ce que la respiration cellulaire et où a-t-elle lieu ?
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
Réalise un dessin d’observation des photos de cellules ci-dessous.
- Dessine au crayon
- Dessine un maximum de détails !
- Place des légendes pour chaque organite que tu dessines !
- Donne un titre à chaque dessin !
20