Pour se multiplier les cellules ont besoin de produire de la matière, grâce à une production d énergie.

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1 b) Un fonctionnement cellulaire commun. Les cellules «travaillent», elles remplissent des fonctions : - Le métabolisme est l ensemble des réactions chimiques se déroulant dans une cellule : - Les réactions de synthèse (fabrication) de la matière vivante croissance des cellules + - Les réactions de dégradation qui permettent de produire de l énergie afin d assurer le travail des cellules. Des expériences de cultures cellulaires et d étude des échanges gazeux, réalisées sur différentes cellules nous permettent de savoir si toutes les cellules produisent leur énergie de la même manière. Culture cellulaires : on cultive différentes cellules animales, végétales dans différents milieux de culture. On fait varier la présence d éléments minéraux, de matière organique (glucose) de lumière. Les levures sont des champignons unicellulaires, eucaryotes. On considère qu elles fonctionnent comme des cellules animales. Les levures ne se multiplient qu en présence de glucose. NB lorsqu il n y a pas d O2 dans le milieu, les levures se développent, mais moins. Les Euglènes sont des algues chlorophylliennes unicellulaires mobiles qu'il est possible de cultiver facilement. Les euglènes ne se multiplient qu en présence de lumière Pour se multiplier les cellules ont besoin de produire de la matière, grâce à une production d énergie. Donc ces cellules semblent ne pas avoir les mêmes besoins. Cellules Levures (type cellules animales) Euglènes (type cellules végétales chlorophyllienne) Besoins mis en évidence Matière organique (glucose) Lumière

2 Etude des échanges gazeux. cellules cellules Levures : L O2 les levures consomment de l O2 (d autant plus qu on + du glucose au milieu) Le CO2 les levures produisent du CO2 (d autant plus qu on + du glucose au milieu) + glucose Les 2 mécanismes sont liés, cet échange gazeux traduit la respiration cellulaire. La respiration cellulaire = Oxydation du glucose grâce à l O2 production d énergie et de déchets (CO2 +H2O). Cette réaction se déroule dans les mitochondries. NB : en absence d O2, les levures se développent tout de même, mais beaucoup moins. Elles utilisent une autre réaction, moins efficace, pour produire leur énergie : la fermentation, dans le cytoplasme. Le glucose est incomplètement dégradé et donne comme déchets des molécules carbonées : acide lactique ou alcool De même pour les bactéries, dépourvues d organites, donc de mitochondries Les premières cellules apparues il y a 3,8 GA, avant que l atmosphère soit riche en O2, produisaient certainement, en majorité leur énergie par fermentation Toutes les cellules animales produisent leur énergie par respiration, et fermentation en absence d O2 (rappelez vous des cellules musculaires fonctionnant sans O2 et produisant de l acide lactique crampes!!!) Le glucose consommé provient de leur environnement (alimentation)

3 Les euglènes - A l obscurité : L O2 et le CO2 : les euglènes consomment d e l O2 et produisent du CO2 les euglènes respirent. - A la lumière : L O2 et le CO2 : les euglènes consomment du CO2 et produisent d l O2????? Obscurité En présence de lumière les euglènes utilisent du CO2 mais pourquoi faire???? Les cellules végétales respirent donc elles aussi, elles produisent leur énergie en oxydant du Glucose grâce à l O2 mais d où provient le glucose???? Réalisons une nouvelle expérience : On réalise une préparation microscopique d une feuille d élodée (végétal chlorophyllien aquatique) laissée à la lumière dans de l eau, puis dans de l eau iodée : Résultats : Chloroplastes Chloroplastes colorés en noir par l eau iodée L eau iodée colorant de façon caractéristique l amidon, nous pouvons dire qu à la lumière, les cellules végétales produisent de l amidon dans leur chloroplastes.

4 Sachant que l amidon est un glucide complexe composé de l assemblage de molécules de glucose (forme de mise en réserve du glucose), on peut dire que la cellule végétale a produit du glucose dans ses chloroplastes et qu elle l a stocké sous forme d amidon. De nouvelles expériences : on cherche à connaître les conditions nécessaires à la réalisation de la photosynthèse, on retire un facteur par expérience et on compare à la première expérience (= référence). On colore la feuille à l eau iodée. (la présence d une coloration noire, brune indique la présence d amidon. Référence - Lumière - Chlorophylle - CO2 Pour produire du glucose, il faut donc : de la lumière, de la chlorophylle, du CO2 : c est la photosynthèse. La photosynthèse est la production de matière organique en présence de lumière, captée par la chlorophylle présente dans les chloroplastes, à partir du CO2 atmosphérique. Donc les cellules végétales produisent leur énergie par respiration mais le glucose qu elles oxydent est produit dans leur chloroplastes par photosynthèse! Elles sont autonomes pour leur approvisionnement en matière organique, la produisent elles-mêmes à partir de matière minérale! NB : On dit qu elles sont autotrophes, par opposition aux cellules animales qui sont hétérotrophes. - Autotrophes : «se nourrir tout seul, à partir de soi-même» - Hétérotrophes : «se nourrir à partir de choses différentes de soi»

5 Le glucose, oxydé lors de la respiration, provient des parties chlorophylliennes du végétal Mais la PHOTOSYNTHESE > à la RESPIRATION BILAN : Donc toutes les cellules produisent leur énergie de la même manière, par respiration (sauf en absence d O2 et si il n y a pas de mitochondries = procaryotes, dans ce cas, elles fermentent). Mais les cellules animales prélèvent leur glucose dans le milieu (aliments), tandis que les cellules végétales chlorophylliennes produisent elles-mêmes leur glucose par photosynthèse. L énergie produite permet aux cellules de réaliser leur travail (Par exemple la contraction des cellules musculaires) et de produire des molécules qui assurent leur fonctionnement et leur croissance.

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