Cellules spécialisées

Notions fondamentales : cellule, matrice extracellulaire/paroi, tissu, organe ; organite, spécialisation cellulaire

Le monde vivant peut s’étudier à différentes échelles : de l’échelle des particules élémentaires (tailles inférieures à 10^-15 m voire inférieure à 10^-18 m) à l’échelle du globe terrestre.

1. L’organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées

A/ La cellule : unité de base du vivant

Tous les êtres vivants sont constitués de « structures qui se répètent ». En 1665, c’est un physicien anglais, Robert Hooke, qui publie ses observations dans un livre. C’est le premier à observer ce qu’il nomme « cellules »  dans un échantillon de liège. Il les a appelées « cellules » car elles ressemblaient aux petites pièces que les moines habitaient.

Les organismes peuvent être unicellulaires (constitués d’une seule cellule) ou pluricellulaires (plusieurs cellules) mais possèdent tous au moins une cellule.

Qu’est-ce qu’une cellule ?

L’observation des cellules au microscope montre qu’elles partagent au moins deux éléments : une membrane plasmique qui entoure et protège le contenu cellulaire mais permet également des échanges de matière et d’énergie avec l’extérieur (milieu extracellulaire) et un cytoplasme qui correspond à l’intérieur de la cellule (milieu intracellulaire). C’est dans le milieu intracellulaire qu’ont lieu les principales réactions chimiques assurant la vie de la cellule. Certaines cellules présentent des organites : ce sont de petit compartiments cellulaires (par exemple, les cellules d’Élodée contiennent des chloroplastes).

Exercices possible : exercice 6p31 Comparaison cellule animale/végétale et exercice 10p33 sur les stomates

Comment fonctionne une cellule ?

Livre p24-25 : Chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions (nutrition, reproduction, excrétion) sont assurées par une seule cellule.

Figure : Organisation d’un Cilié (Eucaryote Alveolata) unicellulaire

voir d’autres unicellulaires

• les Euglènes (“algues”) Euglena
• les Levures (“champignons”) Saccharomyces
• les Radiolaires (“zooplancton” siliceux) Rhizaria
• les Coccolithophorides (“algues” calcaires) Coccolithus
• les Diatomées (“algues” siliceuses) Bacillariophyta

B/ La spécialisation cellulaire: un mode de fonctionnement des organismes pluricellulaires - livre p16-17 et 18-19

Comment sont organisées les cellules des organismes pluricellulaires ?

TP observation de tissus spécialisés

Un exemple de cellule spécialisée : la cellule acineuse du pancréas (organe)

Des organites participent à la synthèse de protéines enzymatiques (amylase, lipase, protéase)

Un organisme pluricellulaire est constitué de cellules spécialisées dans une fonction précise et formant des tissus. Un tissu désigne donc un ensemble de cellules de structures similaires et accomplissant une même fonction.

Histologie des cellules : explorer la diversité des tissus du corps humain, à l’échelle tissulaire et cellulaire.

C/ La Cohésion cellulaire permet de constituer un tissu

TP La matrice extra cellulaire et cohésion cellulaire (issu du livre scolaire)

Les cellules regroupées en tissus doivent assurer leur cohésion. Cette cohésion de tissu est assurée par une matrice extracellulaire, constituée de différentes molécules qui, dans leur grande majorité, permettent l’adhérence cellulaire des cellules entre elles, la résistance et l’élasticité du tissu.

Chez l’Homme par exemple, la matrice extracellulaire de la peau est constituée de molécules de collagène et d’élastine produites par des cellules appelées fibroblastes. Chez les végétaux, les cellules sont reliées par une paroi constituée de pectine et de cellulose, c’est la paroi pectocellulosique.

Exercice possible : exercice 11p33 Des communautés de bactéries 

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Connaissances Chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions sont assurées par une seule cellule. Chez les organismes pluricellulaires, les organes sont constitués de cellules spécialisées formant des tissus, et assurant des fonctions particulières. Toutes les cellules d’un organisme sont issues d’une cellule unique à l’origine de cet organisme.

Notions fondamentales : cellule, matrice extracellulaire/paroi, tissu, organe ; organite, spécialisation cellulaire, ADN, double hélice, nucléotides (adénine, thymine, cytosine, guanine), complémentarité, gène, séquence.

Objectifs : les élèves apprennent que les cellules spécialisées ont une fonction particulière dans l’organisme, en lien avec leur organisation et que la structure moléculaire de l’ADN lui permet de porter une information. Dans le cadre de l’étude des cellules organisées en tissus, il est attendu que l’existence d’une matrice extracellulaire soit connue : elle est constituée de différentes molécules qui, dans leur grande majorité, permettent l’adhérence cellulaire. Les molécules impliquées ne doivent pas être détaillées.

Capacités

• Réaliser et /ou observer des préparations microscopiques montrant des cellules animales ou végétales.
• Observer et analyser des images de microscopie électronique.
• Distinguer les différentes échelles du vivant (molécules, cellules, tissus, organes, organisme) en donnant l’ordre de grandeur de leur taille.

Source image :

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article913

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article590