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2 La biologie Le terme biologie est composé de deux mots d origine grecque: bios (la vie) et logos (l étude). Ce mot a été défini à la fin du XVIIIème siècle par le naturaliste Jean-Baptiste de Lamarck. La biologie est donc l étude de la vie, une science basée sur la curiosité et l observation. 2

3 Les 3 Domaines du vivant A la systématique ou classification, basée sur des caractéristiques physiques (par exemple: le nombre de pattes, l anatomie du coeur, etc.), ont fait place à des comparaisons génétiques (basées sur l ADN). Ainsi, en comparant l ADN et l ARN ribosomique, les scientifiques ont trouvé 3 grands groupes (nommés domaines), bien distincts d organismes vivants : - Les Archéobactéries composées d unicellulaires procaryotes, ont d abord été découvertes dans les environnements extrêmes, comme les sources d eau chaudes volcaniques. - Les Eubactéries composées d unicellulaires procaryotes. - Les Eucaryotes constitués d organismes uni ou pluricellulaires ayant des cellules de type eucaryote. Les virus ne peuvent pas s inclure dans l un de ces 3 domaines, car les virus ne sont pas des cellules! Les virus ne font donc pas partie du vivant, malgré le fait qu ils possèdent du matériel génétique (ADN ou ARN). Actuellement les virus sont classés à mi-chemin entre le vivant et le non-vivant. 3

4 Collège Calvin Tous les êtres vivants ont plusieurs caractéristiques communes. En voici quatre : 1.1. Tous les êtres vivants sont faits de cellules Tous les êtres vivants ont une organisation cellulaire. La cellule est l unité fondamentale de la vie. Certains organismes ne sont constitués que d une seule cellule, il s agit d êtres unicellulaires, d autres de plusieurs cellules, les pluricellulaires. Exemples: Unicellulaires Escherichia Coli Paramécie Pluricellulaires Puce Cerisier Dans le cas des organismes pluricellulaires, nous avons l organisation suivante : S. Piguet-Collet

5 1.2. Tous les êtres vivants possèdent de l ADN (matériel génétique) C est dans l ADN que sont stockées les informations génétiques des êtres vivants. L ADN est une longue molécule organique en forme de long filament. Localisation et structure de l ADN Développement d un organisme à partir de l ADN 5

6 1.3. Tous les êtres vivants se reproduisent Le fait de pouvoir se reproduire est une caractéristique fondamentale de la vie. Reproduction asexuée Les levures, par exemple, sont des organismes asexués. La reproduction se fait par division cellulaire. Une cellule, appelée cellule mère, va donner naissance à deux cellules identiques, appelées cellules filles, qui, à leur tour, deviennent des cellules mères, etc. Bourgeonnement d une cellule de levure. Reproduction sexuée La reproduction sexuée fait intervenir 2 cellules sexuelles différentes (gamète mâle et gamète femelle). 6

7 1.4. Tous les êtres vivants ont besoin de se nourrir Tous les êtres vivants ont besoin de se nourrir, c est-à-dire qu ils ont besoin d énergie pour pouvoir se déplacer, faire fonctionner et remplacer leurs cellules, croître, se reproduire A la base, c est le soleil qui constitue la source d énergie dont ont besoin les êtres vivants. On peut, ainsi, classer les êtres vivants en deux grands groupes : Les autotrophes : organismes qui produisent leur propre matière organique (sucres ou glucides) à partir de matière inorganique (minérale) en captant la lumière, de sels minéraux, de l eau et du CO2. Ce sont les chloroplastes qui assurent la photosynthèse. Ecrivez l équation de la photosynthèse: Les hétérotrophes : organismes qui ne sont pas capables de produire des sucres, ainsi que d autres matières organiques, à partir de matière minérale (inorganique) et qui doivent, par conséquent, pour se procurer leur nourriture, manger d autres organismes. Tous les animaux et les champignons sont des hétérotrophes, ils sont incapables de faire la photosynthèse. Citez d autres matières organiques : Citez d autres matières inorganiques : 7

8 Procaryote : une bactérie - Le cytoplasme d une bactérie ne contient ni organite, ni noyau cellulaire. Il est constitué d eau, de minéraux et de nutriments. - Le chromosome de la bactérie est libre dans le cytoplasme dans lequel flottent également les ribosomes. - Le cytoplasme est entouré par une membrane plasmique constituée de phospholipides. - Autour de la membrane plasmique se trouve une paroi peptidique soit épaisse (coloration Gram+), soit mince (coloration Gram-). - Une troisième couche, la capsule, protège la cellule bactérienne. - De nombreuses bactéries possèdent également des cils ou des flagelles qui servent à la propulsion. 8

9 Eucaryote : une cellule animale - Une membrane nucléaire entoure le noyau qui délimite le matériel génétique. Cette membrane est percée de pores qui permettent le passage de molécules entre le noyau et le cytoplasme. Elle est semi-perméable. - La membrane plasmique délimite la cellule, elle est constituée de phospholipides. - Dans le cytoplasme, composé d eau et de nutriments, baignent les organites suivants : - Les mitochondries qui produisent l énergie nécessaire à la cellule grâce à la respiration cellulaire. - Le réticulum endoplasmique qui assure la fabrication et la maturation des protéines, il a a un aspect rugueux lorsqu il porte des ribosomes, ceux-ci sont responsables de la traduction de l ARN messager en protéines. - L appareil de Golgi est impliqué dans les dernières transformations des protéines, ainsi que dans leur tri en fonction de leur destination (protéines membranaires, protéines sécrétées, etc.) - Les lysosomes renferment un grand nombre d enzymes (protéines) responsables de la dégradation des glucides, des lipides et des protides. - Les centrioles sont en ensemble de protéines qui assure le maintien de la forme et les éventuels mouvements de la cellule (cytosquelette). 9

10 Eucaryote : une cellule végétale - La cellule végétale possède les mêmes structures que la cellule animale (membranes nucléaire et cytoplasmique, cytoplasme, mitochondrie, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, lysosomes, centrioles). - La paroi cellulosique constituée de cellulose et de pectine, assure la rigidité de la cellule végétale. - Les chloroplastes sont le siège de la photosynthèse et possèdent leur propre matériel génétique. - Les vacuoles sont des cavités remplies de fluide dont la fonction est d emmagasiner les éléments nutritifs et l eau. 10

11 Darwin Les espèces qui survivent ne sont pas les espèces les plus fortes, ni les plus intelligentes, mais celles qui s adaptent le mieux aux changements.» (Charles Darwin / ) 11

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