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THÈME A - LES SYSTÈMES VIVANTS PRÉSENTENT UNE ORGANISATION PARTICULIÈRE DE LA MATIÈRE

Activité technologique A4 (2) : Étude comparative des différents types cellulaires

Problématiques : La cellule est la plus petite unité structurale et fonctionnelle des organismes vivant. De nos jours, il existe des êtres unicellulaires comme l’amibe ou la paramécie et des êtres pluricellulaires complexes comme le chêne ou l'humain. Comment est organisée la cellule ? Est-elle toujours organisée de la même manière ? Quels sont les différents types d'organisation ? Objectifs de la séance :

- Observer la structure et l'ultrastructure de cellules eucaryotes et procaryotes - Dégager les caractéristiques communes et les particularités de chaque type d'organisation

cellulaire

Méthodes : - Exploiter les données disponibles sur les sites web indiqués. - Rechercher sur Internet des définitions - Effectuer des bilans en légendant des schémas et d’autres sous forme de tableau.

I – LES CELLULES EUCARYOTES ET PROCARYOTES Activité 1 : Rappel et définition

1. Rappelez entre quels niveaux d'organisation se situe le niveau d'organisation « cellule ».

2. La cellule fonde l’unité du vivant. Elle est même définie comme « la plus petite unité structurale et fonctionnelle du monde vivant ». Expliquez les expressions « la plus petite unité structurale » et « la plus petite unité fonctionnelle ».

3. Il existe de très nombreuses formes et tailles de cellules dans le monde vivant. On distingue deux grands types d’organisation de la cellule. Lesquels ?

4. D’après vos connaissances, à quel type d’organisation appartiennent les cellules végétale, bactérienne et animale ?

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5. Existe-t-il des organismes procaryotes unicellulaires et pluricellulaires ?

6. Existe-t-il des organismes eucaryotes unicellulaires et pluricellulaires ? II – LES CELLULES EUCARYOTES : OBSERVATION ET COMPARAISON DES STRUCTURES ET ULTRASTRUCTURES CELLULAIRES Activité 2 : Découverte de l'ultrastructure de la cellule eucaryote

1. Recherchez sur Internet une définition du terme « ultrastructure cellulaire » et indiquez avec quel type d'instrument il est possible de l'étudier.

èSuivez le lien 1 : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doscel/decouv/norm/global.htm puis cliquez sur .

2. Lisez le texte « Qu'est-ce qu'une cellule » et décrivez quel composant délimite la cellule eucaryote et quelles sont les deux régions qui la composent.

3. Cliquez sur le lien ; et manipulez un peu cette cellule en trois dimensions pour prendre connaissance de son organisation tridimensionnelle dans l’espace.

4. Revenez sur la page initiale puis déplacez la souris sur la représentation de la cellule et cliquez sur chacun des éléments mis en valeur. Vous trouverez toutes les informations nécessaires pour compléter au fur et à mesure le tableau 1. Pour revenir à l'ensemble de la cellule, cliquer sur la cellule en haut à droite (et pas sur la flèche retour du navigateur).

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Tableau 1 : Rôles des composants d'une cellule animale

Nom Description (résumé) Taille Rôles

Délimité par une enveloppe nucléaire (2 membranes) criblé de nombreux pores nucléaires, le noyau renferme l’ADN

Ribosomes Dispersés dans le cytoplasme ou associés au réticulum endoplasmique rugueux

REL (réticulum endoplasmique lisse)

REG (réticulum endoplasmique

granuleux)

Ensemble de dictyosomes, formés de saccules empilés

De formes sphériques et de petites tailles, elles sont entourées d’une membrane

Organite délimité par une membrane externe, et dont la membrane interne est repliée en crêtes

Lysosomes

Cytosquelette

Centrosome

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5. Recherchez sur Internet une définition satisfaisante du terme « organite » et recopiez-la ici.

6. Citer les trois ultrastructures de ce tableau 1 qui ne sont pas véritablement des organites. Justifiez la réponse. Marquez-les d’un signe distinctif dans le tableau 1.

Activité 3 : Comparaison de la cellule animale et de la cellule végétale

1. Suivez le lien 2 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0006-2 Reliez les éléments de la légende aux différents éléments de la cellule animale jusqu'à ce que vos réponses soient justes et complètes. Afin de garder une trace écrite, complétez le document 1 avec les légendes suivantes :

ribosomes libres - ribosomes liés - réticulum endoplasmique lisse - réticulum endoplasmique rugueux - enveloppe nucléaire - appareil de Golgi - lysosome - cytosquelette – cytoplasme – mitochondrie - noyau – membrane cytoplasmique - centrosome

2. De la même manière, suivez le lien 3 : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0007-2 et complétez le document 2 avec les légendes suivantes :

ribosomes libres - ribosomes liés - réticulum endoplasmique lisse - réticulum endoplasmique rugueux - enveloppe nucléaire - chloroplaste - appareil de Golgi - lysosome - cytosquelette – cytoplasme – mitochondrie - noyau – membrane cytoplasmique - paroi cellulosique

3. En comparant les documents 1 et 2, listez les éléments des cellules végétales absents des cellules animales. À l’aide de recherches sur internet, déduisez-en leur rôle.

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Document 1 : Ultrastructure de la cellule animale

Document 2 : Ultrastructure de la cellule végétale

Remarque : les vésicules et les pores nucléaires ne sont pas représentés sur les documents 1 et 2.

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III – LES CELLULES PROCARYOTE : OBSERVATION ET COMPARAISON DES STRUCTURES ET ULTRASTRUCTURES CELLULAIRES Activité 4 : Découverte de l'ultrastructure des cellules procaryotes : la cellule bactérienne Suivez le lien 4 : http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/SVT/program/fichacti/fich2/cellule/bacterie.htm èGrâce au texte et au schéma, complétez le document 3.

Document 3 : Ultrastructure de la cellule bactérienne

Activité 5 : Comparaison des cellules eucaryotes et procaryotes èEn comparant les documents 1 et 2 avec le document 3, listez les deux principales différences et l’ensemble des points communs entre les cellules eucaryotes et les cellules procaryotes.

IV – BILAN : COMPARAISON DES DIFFÉRENTS TYPES DE CELLULES Activité 6 : Comparaison et bilan

1. À partir de l’ensemble des activités et du document 4, complétez le tableau comparatif 2 (vous noterez la présence de chaque élément par une croix et des commentaires si nécessaire)

2. Expliquez pourquoi vous n’avez pas pu observer au microscope lors de l’AT-A4(1) tous les différents éléments cellulaires montrés dans les documents 1 à 3. Précisez avec quel instrument optique pourrions-nous observer tous ces éléments cellulaires.

Activité 7 : Exercice complémentaire èDéterminer la taille réelle des cellules des documents 1 à 3 à partir de l’échelle indiquée.

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Tableau 2 : Tableau comparatif des différents types cellulaires

Caractéristiques Cellules

procaryotes (bactéries)

Cellules eucaryotes Cellules animales

Cellule végétales

1-Taille des cellules (en µm)

2-Éléments cellulaires : Membrane cytoplasmique Cytoplasme Noyau délimité par une enveloppe nucléaire (=organite)

Paroi pectocellulosique Paroi de peptidoglycanne 3 – Organites cytoplasmiques : Réticulum endoplasmique Appareil de Golgi Mitochondries Lysosomes Chloroplastes Vacuole 4 – Autres éléments cytoplasmiques Ribosomes libres Ribosomes liés Cytosquelette Centrosomes (=2 centrioles) Remarques :

- certaines bactéries photosynthétiques présentent des vacuoles. - toutes les cellules végétales n’ont pas de chloroplastes

Document 4 : La dimension des cellules

BILAN : �Définition : La cellule fonde l’unité du vivant : la plus petite unité structurale et fonctionnelle du monde vivant. � La cellule présente deux types d’organisation : - cellule procaryote comme la cellule bactérienne - cellule eucaryote comme la cellule animale et la cellule végétale �Voir les définitions de « ultrastructure cellulaire » et d’« organite » déterminées dans cette AT. �Rôles des composants d'une cellule animale : tableau 1 �Ultrastructure des cellules : documents 1, 2 et 3. �Comparaison des différents types de cellules : tableau 2