Chapitre 3 : L’organisme pluricellulaire, un ensemble de cellules spécialisées
Comment sont assurées les différentes fonctions au sein d’un organisme pluricellulaire à différentes échelles de taille ?
I- L’organisme pluricellulaire aux différentes échelles.
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Bilan 1 : Chez les organismes pluricellulaires, les organes assurent une ou plusieurs fonctions grâce aux cellules spécialisées qui les constituent.
La plupart du temps, les cellules spécialisées dans une fonction s’assemblent en tissu.
Une cellule spécialisée accomplie une fonction particulière grâce aux organites qu’elle contient et aux molécules qu’elle produit.
Les cellules sont associées entre elles par la matrice extra-cellulaire (MEC), qui assure l’adhérence des cellules entre elles ainsi que la formation de tissus cohérents. Chez les végétaux la MEC porte le nom de paroi.
Remarque : chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions sont assurées par une seule cellule.
MEC= ensemble de grosses molécules situées entre les cellules d’un même tissu et jouant un rôle dans l’adhérence cellulaire.
Organite : structure bien délimitée, située dans le cytoplasme d’une cellule et assurant une fonction précise. Ex : noyau, chloroplaste…
Tissu : ensemble de cellules de structure semblable et spécialisées dans la même fonction.
Les cellules spécialisées sont elles génétiquement différentes les unes des autres ?
II- L’expression de l’information génétique dans les cellules d’un organisme.
Bilan 2: Toutes les cellules d’un organisme pluricellulaire sont issues d’une cellule unique (la cellule œuf). Elles possèdent donc les mêmes gènes, mais elles n’en expriment qu’une partie. Ainsi la spécialisation d’une cellule dépend des gènes qu’elle exprime : c’est l’expression génétique. En effet toutes les cellules n’expriment pas les mêmes gènes.
Lorsqu’un gène est actif (s’exprime) dans une cellule, il permet la synthèse d’une ou plusieurs molécules qui participent à la fonction de cette cellule (par exemple toutes les cellules ne produisent pas les mêmes enzymes). L’expression génétique est donc différente dans chaque type de cellule.
Quelle est la structure de l’ADN et comment porte-t-elle l’information ?
III- Organisation de l’information génétique
Bilan 3 : La molécule d’ADN (acide désoxyribonucléique) qui constitue les gènes (et donc les chromosomes) est composée de 2 brins, composées eux-mêmes de la succession de nucléotides. Ces 2 brins sont enroulés en double hélice.
Il existe 4 types de nucléotides différents : nucléotide à Adénine (A), nucléotide à thymine (T), nucléotide à Guanine (G), nucléotide à Cytosine (C).
Au sein d’un gène, c’est la succession des nucléotides = la séquence nucléotidique, qui constitue l’information génétique.
La séquence nucléotidique des 2 brins de l’ADN sont complémentaires. En face d’une thymine sur un brin, il y a toujours une adénine sur l’autre brin, de même pour une cytosine et une guanine.
Comment le métabolisme des cellules permet-il de satisfaire leurs besoins fonctionnels spécifiques ?
IV- Le métabolisme cellulaire.
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Bilan 4 :
Dans un organisme pluricellulaire, les différents organes assurent des fonctions spécialisées.
Leurs cellules réalisent des échanges de matière et d’énergie et réalisent de nombreuses transformations biochimiques dans leurs organites pour produire les molécules nécessaires à leur fonctionnement : c’est le métabolisme cellulaire.
Selon la nature des molécules prélevées, on distingue deux types de métabolisme :
– le métabolisme autotrophe lorsque les molécules prélevées sont uniquement minérales (H2O, CO2…). La cellule transforme ces petites molécules en grosses molécules organiques (glucose par ex) grâce à la lumière. Ce métabolisme ne se fait que dans les organes verts d’un végétal car les cellules possèdent des organites particuliers : les chloroplastes, c’est la photosynthèse
– le métabolisme hétérotrophe lorsque les molécules prélevées sont organiques (glucide, protéine, lipide….) et transformées en de nouvelles molécules organiques et en énergie utilisables par les autres cellules de l’organisme. La respiration cellulaire est une de ces transformations de molécules organiques en énergie. Elle se déroule dans des organites présents dans toutes les cellules : les mitochondries.
Ainsi, dans un organisme animal ou végétal, toutes les cellules font la respiration cellulaire.
Les enzymes sont des macromolécules qui accélèrent les réactions biochimiques du métabolisme et permettent la transformation des substrats en produit(s).
Or les enzymes résultent de l’expression des gènes, et nous avons vu précédemment que les cellules spécialisées n’exprimaient pas les mêmes gènes, elles ne produiront donc pas les mêmes enzymes.
Les métabolismes sont complémentaires :
– aussi bien à l’échelle d’un organisme comme par exemple chez les végétaux où les cellules autotrophes (photosynthétiques) fournissent la matière organique aux cellules hétérotrophes.
– qu’à l’échelle de l’environnement dans lequel les autotrophes sont la source de matières organiques des hétérotrophes.
Ainsi, les cellules des êtres vivants échangent de la matière et de l’énergie entre eux et avec leur environnement.
Des exercices pour s’entrainer…
