«LA CELLULE EST L UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DE TOUS LES ETRES-VIVANTS»

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1 CLASSIFICATION DES ESPECES La théorie cellulaire a été émise au 18 ème siècle : «LA CELLULE EST L UNITE STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DE TOUS LES ETRES-VIVANTS» PROCARYOTES ARCHEES BACTERIES EUCARYOTES ANIMAUX PLANTES CHAMPIGNONS PROTISTES Métazoaire animal «cellules animales pluricellaires» Métaphyte végtal «cellules végétales pluricellaires» Protozoaire prophyte protiste «cellelules animales unicellaires»

2 GENERALITES SUR LA CELLULE La cellule est la plus petite unité capable de réaliser toutes les réactions nécessaires à la vie «respiration, nutrition» Elle représente donc la plus petite unité de la matière vivante. Elle s alimente, respire, communique avec d autres cellules et se reproduit. Il existe des êtres-vivants unicellaires «une cellule : exemple les bactéries» et des êtresvivants pluricellaires «plusieurs cellules : exemple l Homme» Les êtres-vivants présentent une grande diversité. Pourtant tous sont constitués de cellule. Chez un même organisme, les cellules présentent des différences de forme, de taille et aussi au niveau de leurs organites. Elles sont spécialisées dans une fonction. Selon celle-ci une cellule peut être plus ou moins riche en organites cellulaires. Malgré ces différences, les cellules ont une organisation commune. On distingue deux types de cellules : les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes. Les cellules eucaryotes possèdent un noyau. Une membrane plasmique délimite le cytoplasme, dans lequel baignent les organites. Chaque organite exerce une fonction. Parmi les cellules eucaryotes, les cellules végétales se distinguent des cellules animales par la présence d une paroi cellulaire et d organites spécifiques comme une grande vacuole et des chloroplastes. Les cellules procaryotes, par exemple les bactéries, sont constituées d un cytoplasme dépourvu d organites. L information génétique est libre dans le cytoplasme.

3 ULSTRASTRURE D UNE CELLULE EUCARYOTE ANIMALE

4 ULTRASRUCTURE D UNE CELLULE EUCARYOTE VEGETALE

5 ULTRASRUCTURE D UNE CELLULE PROCARYOTE Un procaryote du latin pro «avant» et du grec caryon : «noyau» est un être-vivant dont la structure cellulaire ne comporte ni de noyau - ni d organites. Ces organismes se multiplient par scissiparité «reproduction asexuée». Les bactéries sont des procaryotes. Il existe deux sortes de bactéries : les bactéries à gram+ et les bactéries à gram- qui sont mises en évidence par une technique de coloration appelée coloration de Gram. Les bactéries à Gram positif apparaissent mauves et bactéries à Gram négatif apparaissent roses au microscope. La technique de coloration repose sur les caractéristiques membranaires et de la paroi de la bactérie.

6 La membrane plasmique La membrane plasmique sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire et délimite la cellule. Elle est à distinguer des endomembranes qui délimitent les organites. Elle est constituée de deux couches de phospholipides qui forment une bicouche phospholipidiques. Au niveau de la membrane plasmique des cellules eucaryotes animales, on trouve un manteau appelé le glycocalyx. En effet, les phospholipides présentent une partie hydrophile et une partie hydrophobe, on dit qu ils sont amphiphiles. Entre les phospholipides, on peut trouver des molécules de cholestérol «liquide de nature stéroïdiennes» et des protéines transmembranaires qui traverse la bicouche phospholipidique. On trouve aussi des protéines extrinsèques, c est-à-dire accolées à la face externe de la membrane plasmique et des protéines intrinsèques, c est-à-dire accolées à la face interne de la membrane plasmique. Elles assurent différentes fonctions : - servent de récepteurs membranaires - servent de reconnaissance de la cellule - servent à adhérer à d autres cellules - permettent la formation de pores ou canaux pour le passage d eau, des ions et des substances hydrophiles.

7 La membrane a un rôle de protection et de zone d échange entre le milieu intracellulaire, du milieu extracellulaire. Plusieurs paramètres vont jouer dans la fluidité de la membrane : - la composition lipidique : plus il y a de cholestérol, plus la fluidité membranaire diminue et la membrane devient de plus en plus rigide. - la nature des acides gras : plus il y a des acides gras insaturés, plus la fluidité membranaire augmente de même plus la chaine carbonée des acides gras est longue plus la fluidité diminue et la membrane devient rigide. - la composition protéique : plus il y a de protéines, plus la fluidité diminue - la température : le froid diminue la fluidité membranaire. Le transport membranaire est l un des principaux rôles de la membrane plasmique. La membrane n est pas perméable à toutes les cellules, on dit qu elle a une barrière semiperméabilité très sélective. Les mécanismes passifs : les cellules baignent dans une substance riche en substances dissoutes «glucose, oses, acides gras, vitamines». La membrane est perméable à certaines substances et imperméables à d autres. Les mécanismes passifs sont ceux qui se font naturellement c est-à-dire qu il n y a pas besoin d énergie. Il en existe trois : - la diffusion simple : elle tend à réaliser un équilibre de part et d autre de la membrane plasmique, c est-à-dire que les particules diffusent selon le gradient de concentration «les particules vont du milieu le plus concentré, vers le milieu le moins concentré» Milieu hypertonique Milieu hypotonique - l osmose «concerne l eau» : la membrane plasmique est très perméable à l eau. Elle passe du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré. Milieu hypotonique Milieu hypertonique

8 - la diffusion facilitée : le mécanisme est le même que celui de la diffusion simple : c est-à-dire que les particules diffusent selon le gradient de concentration «les particules vont du milieu le plus concentré, vers le milieu le moins concentré». Ce transport est assuré par des transporteurs membranaires de nature protéique : pompes. Milieu hypertonique Milieu hypotonique Les mécanismes actifs ou transports actifs : ce transport ne se fait pas naturellement. Il nécessite une énergie fournie par l ATP. Ceci, car les molécules sont transportées dans le sens contraire du gradient de concentration, c'est-à-dire qu elles vont passer du milieu le moins concentré, vers le milieu le plus concentré. Ce transport est assuré par des transporteurs membranaires de nature protéique : pompes. Milieu hypotonique Milieu hypertonique Le transport vésiculaire : ce transport nécessite également la production d énergie et donc d ATP. Il existe différents types de transport vésiculaire : - l exocytose : sécrétion ou élimination de substances présentes dans la cellule ; la substance est enfermée dans une vésicule d exocytose «sac membraneux qui fusionne avec la membrane plasmique et s ouvre vers l extérieur en relâchant la substance en question». 1 2

9 - l endocytose par récepteur interposé : la substance venant de l extérieur se lie à des récepteurs membranaires «nature protéique» - des vésicules d endocytose se forment à la surface de la membrane et s ouvre vers l intérieur en relâchant la substance en question. - l endocytose «lors de la phagocytose» : une grosse particule externe «protéine, bactérie, débris cellulaire» est entourée par des pseudodes et est enfermée dans une vésicule d endocytose. - la pinocytose «action de boire» : la membrane plasmique s invagine sur une gouttelette de liquide externe contenant de petits solutés ; les bords de la membrane fusionnent en formant une vésicule de pinocytose remplie de liquide.

10 Le noyau Le noyau est l organite cellulaire contenant le matériel génétique. Il est absent chez les cellules procaryotes et présent chez les cellules eucaryotes. Toutes les cellules humaines sont nucléés «possèdent un noyau» à l exception des globules rouges (hématies ou érythrocytes). On dit qu elles sont anucléées. Le noyau est constitué d une membrane nucléaire qui peut porter des ribosomes et être en continuité avec le réticulum endoplasmique rugueux ou granuleux. A certains endroits, l enveloppe nucléaire forme des pores nucléaires. A l intérieur du noyau se trouve un ou plusieurs nucléoles. Le nucléole est le lieu de synthèse des ribosomes. De plus, le nucléoplasme (intérieur du noyau) est composé de chromatine. Celle-ci est constituée de l association d une molécule d ADN avec des protéines d histones. L ADN, porteur du programme génétique, est localisé au niveau du noyau des eucaryotes. L ADN se réplique dans le noyau, c est-à-dire qu il produit des répliques de lui-même. Le noyau est indispensable à la vie cellulaire, car il joue un rôle fondamental dans la synthèse de la matière vivante, dans la division cellulaire et dans les mécanismes de l hérédité. On trouve également un centrosome près du noyau qui contient une paire de centrioles. L enveloppe nucléaire ou membrane nucléaire Elle délimite le noyau. Elle est formée de 2 membranes qui sont séparées par l espace périnucléaire. La membrane externe est en continuité avec la membrane du réticulum endoplasmique et porte des ribosomes. Elle est percée de larges pores qui permettent le passage de molécules entre le noyau et le cytoplasme et inversement. Les 2 membranes «interne et externe»se rejoignent au niveau des pores nucléaires. Ces pores représentent 30% de la surface de l enveloppe. Pendant l interphase, l enveloppe emprisonne les chromosomes dans le noyau. Au cours de la mitose «division cellulaire» l enveloppe nucléaire est rompue momentanément, ses fragments sont dispersés dans le cytoplasme. Le nucléole C est un amas de chromatine plus ou moins spiralée. Le nucléole est un souscompartiment cellulaire du noyau et est un lieu où se produit la transcription des ARN ribosomiques, qui constituent avec des protéines, les deux sous-unités des ribosomes. C est aussi le lieu de la transcription des ARNt.

11 Le nucléoplasme Le nucléoplasme est un liquide qui apparaît grisâtre ponctuée de noir en microscopie électronique contenu dans le noyau. Il contient en moyenne entre 70% et 90% d eau. Il est riche en enzymes intervenant entre autres dans la synthèse de l ADN et de l ARN, ou permettant le stockage intracellulaire de produits de réserve, comme des graisses et des glucides, en nucléotides et en ATP. Le cytoplasme Le cytoplasme est le matériel cellulaire situé à l intérieur de la cellule mais à l extérieur du noyau. Il est composé de deux éléments : Hyaloplasme «appelé aussi le cytosol» : c est un liquide qui contient des molécules organiques diverses et des ions et où baignent le cytosquelette et des organites. Organites : exécutent des fonctions répondant aux besoins de toutes les cellules. C est le lieu où se déroulent les principales réactions biochimiques de la cellule. Les ribosomes Toutes les cellules y compris les procaryotes contiennent des ribosomes. Le ribosome est un complexe protéique de deux sous unités : une grande sous-unité de 65S «S : Svedberg, coefficient de sédimentation» et une petite sous-unité de 40S. L ensemble des deux sousunités fait 80S. Ils peuvent être libres dans le cytosol - associés à la membrane du réticulum endoplasmique en chainette libre «polysomes : plusieurs ribosomes». Ils participent à la synthèse des protéines «traduction». Le réticulum endoplasmique Le réticulum endoplasmique forme des cavités tubulaires qui communiquent entre elles. On distingue trois types de réticulum endoplasmique :

12 Le réticulum endoplasmique granuleux et rugueux : il porte sur sa membrane des ribosomes fixés par la grande sous unité. Ce réticulum joue un rôle dans la synthèse des protéines et dans leur stockage ainsi que dans leur transport «appareil circulatoire de la cellule». Le réticulum endoplasmique lisse : il a un rôle dans le stockage du calcium intracellulaire et un rôle dans la synthèse des lipides. L appareil de golgi L appareil de golgi et le réticulum endoplasmique sont en liaison directe : le RE décharge les produits de sécrétion dans l appareil de golgi. L appareil de golgi est formé de saccules aplatis superposés les une aux autres. Un ensemble de saccules est nommé dictyosome. L appareil de golgi peut être assimilé à l appareil excréteur de la cellule : il participe à diverses synthèses cellulaires et joue un rôle dans le transport, le stockage et le conditionnement de nombreux produits. Les protéines nouvellement synthétisées et introduites dans le RE ne correspondent pas tout à fait à la protéine définitive qui sera excrétée. Il y a un phénomène de maturation et un tri au niveau du Golgi. Il y a 3 types de maturations : acquisition d une configuration tridimensionnelle clivage de certaines séquences d acides aminés ajout d un ou plusieurs groupements : glycosylation «ajout d un ou plusieurs groupements glucidiques» - phosphorylation «ajout d un ou plusieurs groupements phosphates» - sulfatation «ajout d un ou plusieurs groupements sulfates».

13 Le RE et l appareil de golgi forment un réseau endomembranaire : Les lysosomes Les lysosomes se sont des petites vésicules délimitées par une membrane. Ils contiennent des enzymes «protéines permettant d accélérer les réactions chimiques» digestives et interviennent dans la digestion des organites inutilisables dans la cellule ainsi que dans la digestion de certains matériaux exogènes.

14 Les peroxysomes Ce sont des petites vésicules remplies d enzymes. Ils sont chargés de la détoxification de la cellule. Les centrosomes centrioles Un centriole est un cylindre comprenant 9 groupes de 3 tubules. Une cellule en interphase comprend 2 centrioles perpendiculaires l un à l autre et en général proches du noyau, ils sont entourés d un nuage protéique. Ils forment le centrosome. Une cellule en mitose comprend 2 centrosomes soit 4 centrioles. Leur rôle est de coordonner et de réguler les mouvements intracellulaires. Ils jouent un rôle important lors de la division cellulaire notamment dans la formation du fuseau mitotique.

15 Le cytosquelette Le cytosquelette est constitué de microfibres : les microtubules : se sont des bâtonnets creux ayant un rôle déterminant dans la cellule. Ils sont formés à partir d une protéine appelée tubuline. En interphase, ils sont disposés radialement à partir du centrosome. En mitose, lors de la métaphase, ils constituent le fuseau mitotique. les microfilaments : se sont de longues fibres composées de protéines appelées actine et myosine. Selon le type et le rôle de la cellule, les microfilaments se présentent sous différentes formes «contraction mobilité prolongements cytoplasmiques». les filaments intermédiaires : se sont de longs bâtonnets droits ou courbés, composés de différentes protéines qui donnent une certaine rigidité au cytosquelette. On distingue plusieurs types de filaments intermédiaires selon les différents types cellulaires : «les filaments de kératine neurofilaments»

16 Les mitochondries Les mitochondries sont des organites filiformes. Elles se composent de 2 membranes mitochondriales, une interne et une externe, qui délimitent trois milieux : le milieu extramitochondrial l espace inter-membranaire et la matrice. La membrane interne forme des invaginations qui apparaissent sous forme de crête au microscope électronique. La mitochondrie contient son propre ADN l ADN mitochondrial. Les mitochondries sont impliquées dans la respiration cellulaire et donc la production d énergie. L énergie est stockée sous forme d ATP. C est dans la mitochondrie que se déroulent les dernières étapes du cycle respiratoire qui convertit l énergie des molécules organiques issues de la digestion «glucose» en énergie directement utilisable par la cellule «ATP» : en présence de d oxygène c est-à-dire en condition d aérobiose. En absence d oxygène, c'est-à-dire en condition d anaérobiose, la cellule utilise la fermentation dans le cytoplasme pour produire l énergie nécessaire à son fonctionnement, mais c est un système beaucoup moins efficace, qui dégrade de façon incomplète le substrat «production d acide lactique donnant lieu à des crampes par exemple». Toutes les cellules de l organisme ont besoin d énergie pour assurer leur activité, mais certaines sont beaucoup plus exigeantes que d autres : les cellules à fort activité synthétique «cellule glandulaire cellule nerveuse cellule musculaire». Il n existe pas de stock d ATP dans les cellules ceci implique que dans les cellules qui consomment beaucoup d énergie, il y a nécessité d une régénération efficace de l ATP.

17 La régénération de l ATP se fait par 3 voies différentes en fonction de l équipement enzymatique de la cellule de l intensité de l activité des conditions d oxygénation : la première voie est la voie anaérobie alactique ou voie de la phosphocréatine : c est la voie de régénération immédiate, elle est entièrement cytoplasmique. Elle utilise la phosphocréatine comme donneur de phosphate : ADP + phosphocréatine ATP + créatine la deuxième voie est la voie anaérobie lactique ou voie de la fermentation lactique : elle est entièrement cytoplasmique. Elle utilise la dégradation des glucides «en particulier le glucose» et comprend deux étapes : la glycose «qui à partir d une molécule de glucose donne deux molécules d acide pyruvique puis formation d acide lactique». Lors de la glycolyse, il y a formation de deux moles d ATP par mole de glucose oxydée : c est une dégradation incomplète puisqu elle aboutit à la formation de composé organique encore riche en énergie. la troisième voie est la voie aérobie ou voie de la respiration cellulaire. La respiration cellulaire est une réaction chimique d oxydo-réduction «transfert d électrons d une chimique à une autre. On appelle oxydant : l espèce qui capte les électrons réducteur : l espèce qui cède les électrons» qui fournit l énergie nécessaire à une cellule pour fonctionner. La respiration cellulaire nécessite : un carburant : il s agit du glucose d acides gras et autres molécules organiques. Dans le cas des humains, il provient de la digestion et est amené par la circulation sanguine. Dans le cas des pantes, il provient de la dégradation du saccharose ou de la dégradation de l amidon. de l oxygène : dans le cas des humains : il est extrait de l air par la ventilation pulmonaire et est amené à la cellule par la circulation sanguine, fixé sur l hémoglobine des hématies. La respiration cellulaire se fait en 4 étapes principales : glycolyse l oxydation du pyruvate le cycle de Krebs la chaine respiratoire La dégradation des molécules organiques glucidiques débute dans le hyaloplasme : c est la glycolyse au cours de laquelle la molécule de glucose est oxydée en 2 molécules de pyruvate et 2 molécules de transporteur oxydé sont réduites la réaction est : C 6 H 12 O 6 + 2T 2 CH 3 CO COOH + 2 TH, H + Glucose Transporteur oxydé Pyruvate Transporteur réduit

18 Cette réaction d oxydo-réduction est couplée à la synthèse d ATP à partir d ADP et de phosphate inorganique. Le pyruvate oxydation est ensuite dégradé dans les mitochondries en CO2 et en H2O c est ce processus qui assure la production de la majeure partie de l ATP nécessaire aux activités cellulaires : la respiration. La dégradation du pyruvate débute dans la matrice des mitochondries au cours d un cycle de réactions «cycle de Krebs» - il s agit de réactions de décarboxylation et d oxydoréduction aboutissant à la production de CO2 et de transporteur réduit TH, H +. Ces molécules de transporteur réduit ainsi que celle provenant de la glycolyse sont réoxydées au niveau de la membrane interne des mitochondries grâce à la chaîne respiratoire. Le bilan est la réduction du dioxygène en eau et la réoxydation des transports réduits. Ces réactions sont couplées à la synthèse d ATP. De là, résulte la production de la quasi-totalité de l ATP cellulaire. Dans ces conditions, la dégradation du glucose est totale. Elle aboutit uniquement à la formation de composés minéraux non énergétiques «CO2 H2O». Le rendement énergétique est plus important que pour la fermentation : à partir d un mole de glucose on forme 36 moles d ATP. Equation-bilan : Schéma-bilan :

19 Le chloroplaste Ces organites sont spécifiques des cellules végétales. Ils sont présents dans le cytoplasme des cellules végétales chlorophylliennes. Ils jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement d une cellule végétale car ils permettent de capter la lumière à l origine de la photosynthèse. Par l intermédiaire de la chlorophylle «pigment» qu ils possèdent et de leurs ultrastructures, ces organites sont capables de transférer l énergie véhiculée par les photons à des molécules chimiques. Les chloroplastes sont des plastes, c'est-à-dire des organites cellulaires végétaux qui peuvent se charger de pigments ou de diverses substances nutritives «par exemple : les amyoloplastes chargés d amidon». Les plastes contiennent également leur propres ADN. Les chloroplastes prennent la forme de disques aplatis. Il s agit d un organite composé de deux membranes séparées par un espace intermédiaire. Il contient un réseau membraneux constitué de sacs aplatis nommés thylakoides qui baignent dans le stroma «liquide intrachloroplastique». Les thylakoides sont composés d un lumen «lumière» entouré d une membrane, et contiennent de la chlorophylle «pigments vert» et des caroténoides «pigments jaune». Un empilement de thylakoides se nomme granum «au pluriel des grana». Ils possèdent leur propre ADN. Le chloroplaste est un élément indispensable à la photosynthèse. Il absorbe l énergie lumineuse pour la transformer en énergie chimique sous forme d ATP. Le chloroplaste absorbe l ensemble du spectre de la lumière visible émis à part le vert raison pour laquelle les feuilles des plantes ont un aspect vert. La chlorophylle se trouve dans la membrane des thylakiodes.

20 Les différentes étapes de la photosynthèse qui convertissent la lumière en énergie chimique se déroulent dans les thylakoides tandis que les étapes de la conversion de l énergie en glucide se déroulent dans le stroma du chloroplaste. Le chloroplaste joue aussi un rôle dans la biosynthèse des lipides. La photosynthèse est le processus bioénergétique qui permet aux plantes de synthétiser leur matière organique en exploitant l énergie lumineuse. C est la fabrication de matière carbonée organique à partir d eau et de carbone minéral «CO2» en présence de lumière. La photosynthèse utilise l énergie lumineuse «d origine solaire ou artificielle» pour fabriquer du sucre «glucose». Il s agit d une réaction d oxydo-réduction au cours de laquelle l eau est oxydée et le dioxyde de carbone est réduit : 6CO 2 + 6H 2 O + ε lumineuse C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Cette réaction résulte de multiples réactions que l on peut regrouper en 2 phases : La 1 ère, dite photochimique «face claire» se déroule au niveau des membranes des thylakoides des chloroplastes où sont localisés les pigments chlorophylliens et les systèmes enzymatiques nécessaires à sa réalisation «cytochromes ou photosyntèmes : transporteurs d électrons et sphères pédonculées synthèse d ATP avec ATP synthétase». L énergie des photons captés par les pigments chlorophylliens au cours de cette phase entretiennent un ensemble de réactions au cours desquelles l eau est oxydée «protolyse de l eau» et des transporteurs T sont réduits : 2H 2 O + 2T 2(TH, H + ) + O 2 Cette phase ne nécessite pas de CO2 mais ne peut se dérouler qu à la lumière et uniquement si les molécules de transporteur oxydé sont continuellement présentes. Les réactions d oxydoréduction qui ont lieu durant cette phase sont couplées à la synthèse d ATP. La 2 ème phase dite non photochimique «cycle de calvin face de fixation du carbone - face sombre» se déroule dans l obscurité comme la lumière et a lieu dans le stroma des chloroplastes. Le CO2 est incorporé dans des molécules organiques «le glucose, l amidon stocké dans les plastes» au cours d un ensemble de réactions mobilisant les molécules de transporteurs réduits (TH, H + ) et ATP formées au cours de la 1 ère phase. Les deux phases de la photosynthèse sont couplées. A la suite de cette phase, les molécules de transporteur se retrouvent à l état oxydé et l ATP sous forme ADP + Pi, ce qui permet le déroulement permanent à la lumière de la phase photochimique.

21 Equation-bilan : Schéma-bilan : La vacuole La vacuole est une cavité remplie de fluide dans les cellules végétales et dans les cellules des champignons dont la fonction est emmagasinée les éléments nutritifs et l eau. La vacuole centrale des cellules végétales et des champignons a une fonction homéostatique, assurant la turgescence cellulaire, et sa membrane «le tonoplaste» possède des pompes ioniques. Elle contient de l eau des glucides des ions organiques et inorganiques et des pigments. Certaines vacuoles centrales sont également des sites d accumulation de réserves ou de substances particulières, parfois toxiques «latex» voire de déchets, ce qui leur confère un rôle de détoxification de la cellule. La vacuole représente entre 80 et 90% du volume cellulaire de la cellule végétale adulte. La vacuole joue un rôle primordial dans la croissance de la cellule végétale.

22 La paroi pecto-cellulosique La paroi végétale est un élément de structure cellulaire qui protège chaque cellule végétale. C est est une structure qui évolue en fonction de l âge des tissus végétaux. La paroi d une cellule végétale adulte est constituée de plusieurs couches : La paroi d une cellule adulte est constituée : - d une membrane plasmique parsemée de plasmodesme. - d une paroi secondaire composée de beaucoup de celluloses d hémicelluloses et de lignines formant une structure résistante et indéformable qui assure à la fois la protection mécanique et le soutien de la cellule «on parle de paroi squelettique». Seules les cellules adultes possèdent cette paroi. - d une paroi primaire composée d un peu de celluloses - d hémicelluloses et de pectines et de protéines. - d une lamelle moyenne composée de pectines : assure l adhésion entre les cellules. De par sa composition, on qualifie cette paroi de paroi pecto-cellulosique. La paroi primaire est capable de se déformer et c est cette déformation qui est à l origine de la croissance cellulaire. Il existe deux types de déformation de la paroi : - 1 réversible et rapide caractérisant son élasticité. - 1 irréversible et lente caractérisant sa plasticité. Les plasmodesmes Le plasmodesme est le canal traversent la paroi de la cellulaire végétale. Il relie les membranes plasmiques et les cytoplasmes des cellules adjacentes, qui forment alors un compartiment continu, le symplasme. L ensemble de plasmodesmes représente en moyenne 1% de la surface de la paroi, mais certaines zones en présentent une concentration élevée, alors que d autres en sont quasiment dépourvues.

23 LE METABOLISME CELLULAIRE PRIMAIRE Le métabolisme est l ensemble des transformations moléculaires et énergétiques qui se déroulent de manière ininterrompue dans la cellule ou l organisme vivant. C est un processus ordonné, qui fait intervenir des processus de dégradation «catabolisme» et de synthèse organique «anabolisme». Le métabolisme hétérotrophe Le métabolisme hétérotrophe c est le métabolisme des cellules eucaryotes animales. On appelle hétérotrophie la nécessité pour un organisme de disposer d une source de matière organique pour synthétiser sa propre matière organique. L organisme fabrique sa propre matière organique à partir de la matière organique prélevée dans le milieu extérieur «extracellulaire». L organisme prélève : - soit exclusivement des végétaux «phytophage» - soit exclusivement des animaux «zoophage» - soit des végétaux et des animaux «omnivore» - soit de la matière organique en décomposition «saprophage» Le métabolisme autotrophe On appelle autotrophie la capacité d un organisme à synthétiser sa propre matière organique à partir de matière minérale : eau et ions minéraux prélevées dans le sol en dioxyde de carbone atmosphérique en présence de lumière. Cette synthèse de matière organique s accompagne d un prélèvement de dioxyde de carbone et d un rejet d O2. Elle nécessite de l énergie lumineuse et la présence des chloroplastes : c est le métabolisme de la photosynthèse.

24 ORDRE DE GRANDEUR ET MICROSCOPIE mètres = 1 femtomètre «symbole : fm» mètres = 1 picomètre «symbole : pm» mètres = 1 angström «symbole : A» 10 9 mètres = 1 nanomètre «symbole : nm» 10 6 mètres = 1 micromètre «symbole : µm» Les virus ont une taille allant de 20 à 450 nm. Une bactérie mesure autour de 1 µm et une cellule mesure autour de 10 µm. La limite du microscope électronique atteint un nanomètre. La limite du microscope photonique atteint 0,1 micromètre. La limite de visibilité à l œil nu atteint 0,1 millimètre.

25 QUELQUES TESTS CYTOCHIMIQUES A CONNAITRE Le test de Brachet : ce test utilise du vert de méthyl «colorant histologique ou cytologique basique vert» et de la pyronine «colorant histologique ou cytologique basique rouge». Il permet de mettre en évidence l ADN et/ou l ARN dans une cellule. Le plus souvent, il est utilisé pour marquer la chromatine «en vert» dans une cellule. vert ADN / rouge ARN. La réaction de Feulgen : ce test utilise le réactif de Schiff «composé de fuchsine, colorant histologique ou cytologique rouge». Il permet de mettre en évidence la présence d ADN dans une cellule. La chromatine devient rouge violacé. Le test à l eau iodée «ou lugol» : coloration bleu marine marron : il permet de mettre en évidence les polysaccharides «amidon glycogène». amidon bleu marine / glycogène marron. Le test à la liqueur de Fehling «bleu» : coloration rouge brique : il permet de mettre en évidence les oses. La réaction de Biuret «avec du sulfate de cuivre» : coloration mauve violacée : il permet de mettre en évidence les liaisons peptides et donc les protéines.