____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

Chapitre 1Les cellules, les organismes et le métabolisme

Sommaire

La partie A : La cellule

I. Les particularités communes aux êtres vivants et aux cellules

A) Généralités – Vocabulaire scientifiqueB) Structures communes aux cellulesC) Les fonctions communes des cellulesD) Les éléments chimiques particuliers de la cellule

II. La constitution moléculaire des êtres vivants

A) Mise en évidence des composants des vivants

B) La matière inorganique, la matière minérale1. L'eau2. Les minéraux3. Les acides, les bases et les sels

C) La matière organique4. Les glucides5. Les lipides6. Les protides7. Les vitamines8. Les enzymes9. Les acides nucléiques

III. Généralités sur les cellules et leurs organites

A) Histoire de la découverte des cellules et le début de la théorie cellulaire

B) Schématisation et structures des cellules

C) La structure de la membrane cellulaire et les transports membranaires

D) Le cytoplasme et les organites cellulaires

E) le noyau

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La partie B : Les organismes vivants et leur métabolisme

I. Les cellules procaryotes et eucaryotes

A) Définitions

B) Points communs et différences entre ces 2 cellules

C) Exemples de cellules procaryotes

D) Exemples de cellules eucaryotes

II. Les cellules animales et végétales

A) Définition des organismes végétaux et animaux

B) Différences entre ces 2 types de cellules

C) Exemples d'organismes animaux et végétaux

III. Les unicellulaires et les pluricellulaires

A) Les colonies et l'organisation cellulaire

B) Les cellules, les tissus, les organes et les systèmes

IV. Le métabolisme cellulaire

A) L'anabolisme

B) Le catabolisme

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Partie A : La cellule

I. Les particularités communes aux êtres vivants et aux cellules

Introduction

Les mots scientifiques utilisés en biologie sont d'origine latine ou grecque. Il est important de connaître la définition précise de ces mots et de les apprendre. La biologie est une science et comme toutes les sciences, il faut connaître ce vocabulaire.

A) Généralités – Vocabulaire scientifique

➢ Qu'est-ce que la science ?

➢ Donnez des exemples de matières scientifiques :

➢ Qu'est-ce que la biologie ?

➢ Voici quelques domaines étudiés en biologie, donnez-en la définition :

✗ la zoologie :

✗ la botanique :

✗ l'anatomie :

✗ la physiologie animale :

✗ la physiologie végétale :

✗ la cytologie :

✗ la biochimie ou la biologie moléculaire :

✗ la microbiologie :

✗ l'éthologie :

✗ l'écologie :

...etc...

➢ Que sont les organismes vivants, les êtres vivants ?

➢ Qu'est-ce qu'une cellule ?

B) Les structures communes des cellules

Il y a des structures qui se retrouvent dans toutes les cellules, des organismes les plus simples (ex. les bactéries) aux organismes les plus complexes (ex. l'Homme)

● Les 3 structures d'une cellule sont :

✗

✗

✗

_____________________________________________________________________________3

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C) Les fonctions communes des cellules

Toutes les cellules sont capables de certaines fonctions.

1. Fabriquer de l'énergie et de la matière :

✔ la nutrition (l'alimentation, l'absorption, la photosynthèse)

✔ la respiration et la fermentation

✔ le métabolisme ➔ l'anabolisme

➔ le catabolisme

2. Les échanges avec le milieu extérieur :

3. L'excrétion :

4. La reproduction :

5. La croissance :

6. Le déplacement ou la prolifération :

7. L'évolution et l'adaptation :

D) Les éléments chimiques particuliers des cellules

● Les cellules sont communes dans leurs composants chimiques. Elles se composent de :

1. Matière inorganique : l'eau et les sels minéraux.

2. Matière organique : les glucides, les lipides, les protides, les acides nucléiques, les vitamines, les enzymes.

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II. La constitution moléculaire des êtres vivants

Introduction : . Les organismes vivants sont composés de cellules Certaines molécules permettent de fabriquer

.et de faire fonctionner ces cellules

➢ ? Quelles sont ces molécules

➢ - ?Comment peut on les mettre en évidence

➢ ?Quelles sont leurs rôles dans les organismes

)A – Expériences Mise en évidence des composants des êtres vivants

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:Protocole expérimental

✗ ' , Prendre une partie d un organisme vivant animal ou végétal

✗ Chauffer quelques minutes

✗ Observer

Expériences 5 Après minutes 10 Après minutes 15 Après minutes

Substances végétales

Substances animales

Le chauffage et la calcination de la matière , végétale ou animale montre la présence de

( ' ),constituants minéraux d eau et de sels minéraux ( =et de substances organiques matière carbonée

)composée de carbone

: Les principaux constituants sont

– ' ( = 75 80%l eau en grande proportion de à )dans les organismes

– ( = les sels minéraux les cendres la poussière )grise

– ( )la matière organique les molécules carbonées

La matière sèche correspond à la matière de ' ' ( ' l organisme sans l eau c est à dire aux molécules

)minérales et organiques

Les matières inorganiques sont composées donc ' . de l eau et des sels minéraux

Les matières organiques 3sont composées de familles de molécules caractéristiques des êtres . vivants Ce sont les glucides ( ),famille des sucres

les lipides ( ) famille des graisses et les protides ( )famille des protéines

Définition de « Matière inorganique :»

Définition de « Matière organique : »

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Les composants communs aux êtres vivants

Les éléments inorganiques Les éléments organiques

'L eau

Les minéraux

Les acides

Les bases

Les sels

Les glucides

Les lipides

Les protides

Les vitamines

Les acides nucléiques

)B – La matières inorganique la matière minérale

1. 'L eau ' 75% ' .Le corps humain est composé d environ d eau

' ?Pourquoi l eau est si importante pour les êtres vivants

● ' L eau est un bon .conducteur de chaleur Il existe des animaux homéothermes, ' cela signifie qu ils doivent

. garder leur température du corps constante Grâce à ' , ' l eau du corps c est possible ( . ' => 37 , ex l Homme °C les

=> 40 )oiseaux °C

– 'Le sang du corps transporte la chaleur dans tout l organisme ( : , exemple il fait chaud le visage et les oreilles deviennent

)rouges

– ' ' L eau du corps évacue la chaleur de l organisme par la transpiration.

● ' L eau est un bon solvant, ' ' c est à dire qu elle transporte facilement les éléments de ' .l organisme

– ' ( , , Le sang transporte les éléments de l organisme à tous les organes du corps les hormones les vitamines les sels , ' , ...)minéraux l oxygène les nutriments comme le glucose

– ' . L urine rejette les toxines hors du corps

● ' ( L eau permet les réactions chimiques casser de grosses molécules en petites molécules ' , ' ' demande la présence de l eau c est ce que l on appelle 'l HYDROLYSE)

1 polymère + ( -1)n H2O ( ) n monomères

( ) avec n unités Hydrolyse

.Ex : ( 5 ) + 4 Une protéine à unités H2O 5 Acides aminés

Hydrolyse

' Ces réactions chimiques se font avec l aide 'd enzymes (= les hydrolases)

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2. Les minéraux

● ' ?Quels sont les atomes présents en grande importance chez l Homme

● ?Quels sont les atomes présents en grande importance chez les végétaux

● ?Quels sont les atomes représentants les molécules organiques

● 4 ' ?Quels sont les minéraux présents en plus grande quantité chez l Homme

● Quelle est la définition du mot « minéral ?»

● :Voici une liste de minéraux présents dans les organismes vivants

Minéraux Symbole

chimiqueRôles

Le fer

Le magnésium

Le sodium et le chlore

Le calcium

Le phosphore

Le potassium

'L iode

Le fluor

Le zinc

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Herbe

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3. , Les acides les bases et les sels

● ?Que sont les acides

✗ .........Un acide est un composant chimique pouvant libérer

✗

✗

✗

● ?Que sont les bases

✗ .........Une base est un composant chimique pouvant libérer

✗

✗

✗

● ' - ?Qu est ce que le pH

Définition :

✗ '................... .............. ' Le pH est la mesure de l ou de la d une solution

✗ :Le pH acide

✗ :Le pH neutre

✗ :Le pH basique

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Note importante : ' Le pH est important pour les cellules et l organisme car ' . certaines enzymes ne travaillent bien qu à une certaine valeur de pH Par , 7,4. , ' exemple le pH du sang est de Si ce pH varie trop l organisme peut en

.mourir

, , .Le papier pH permet en fonction de la couleur de connaître le pH du milieu

● :Complétez le tableau suivant

Exemples de produits Acide Neutre Basique

Le lait

'L ammoniaque

Le citron

' L eau pure

Le vinaigre

' ( )L acide chlorhydrique HCl

( )La soude NaOH

La lessive

Le coca cola

● ?Que sont les sels

' Une réaction chimique entre un acide et une base permet d obtenir .un sel

Exemple :

Hydroxyde de Sodium + Acide chlorhydrique Chlorure de sodium + Eau

NaOH HCl NaCl H2O

' , , ,Autour des cellules et à l intérieur des cellules il existe de nombreux sels minéraux comme le sodium , .le potassium le calcium

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)C La matière organique

1. Les glucides ( )les hydrates de carbone

' , 3 C est la famille des sucres ce sont des molécules organiques composées donc de atomes ( , ) carbone oxygène et hydrogène

, ' Ces molécules permettent de stocker de fournir de l énergie et de construire les organismes .vivants

( Il existe des sucres simples les oses) ( et des sucres complexes les polyosides)

)a = les oses les monosaccharides

Les hexoses ( 6 )composés de C Les pentoses ( 5 )composés de C

NomFormule chimique

Rôle NomFormule chimique

Rôle

Glucose C6H12O6 Ribose C5H10O5

Fructose C6H12O6 Désoxyribose C5H10O4

Galactose C6H12O6

- -Le glucose

' ( ) Plusieurs unités d oses liées entre elles par des liaisons osidiques liaisons covalentes constituent alors ( )des polymères des diosides ou des polyosides

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)b = = les diosides les diholosides les disaccharides

Les diholosides sont des polymères constitués de 2 .oses

Les diosides

NomFormule chimique

Les monomères

Rôle

Maltose C12H22O11

1 Glucose +

1 Glucose

Saccharose C12H22O11

1 Glucose +

1 Fructose

Lactose C12H22O11

1 Glucose +

1Galactose

'L hydrolyse . de ces molécules donne les monomères correspondants Il existe une enzyme pour ( , )chaque réaction chimique la maltase la saccharase et la lactase

Exemple :

1 Lactose + 1 2H O Lactase 1 + 1 Glucose Galactose

1 Maltose + 1 2H O Maltase 1 + 1 Glucose Glucose

1 Saccharose + 1 2H O Saccharase 1 + 1 Glucose Fructose

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La synthèse ( ) de ces polymères se fait par une liaison covalente osidique entre les . ( , monomères Cette réaction chimique est possible grâce aux enzymes la maltase la saccharase et la

)lactase

Exercice : ' ' ' ' Complétez ces réactions chimiques et indiquez s il s agit d une hydrolyse ou d une synthèse ( ' )de molécules ajoutez le nombre de molécules d eau si besoin

1 maltose + ___ H2O

1 saccharoses + ___ H2O

1 lactose + ___ H2O

1 + 1 glucose galactose

1 + 3 lactose Maltoses + ___ H2O

4 + 2 glucoses fructoses

1 + 3 galactose glucoses

4 + 1 saccharoses lactose + ___ H2O

4 + 1 + 1 + ___ glucose galactose saccharose H2O

3 lactoses

6 glucoses

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2 + 4 saccharoses glucoses

' L intolérance au lactose

)c = = les polyosides les polyholosides les polysaccharides

. Ce sont des polymères de la famille des glucides composés de plusieurs molécules de glucoses En 4 :voici exemples

● 'L amidon' . C est un sucre complexe végétal

Les végétaux fabriquent leur glucose par la . photosynthèse Ce glucose est mis en réserve sous

' . forme d amidon

Les végétaux utilisent alors les glucoses qui se ' .trouvent dans l amidon pour fabriquer leur énergie

● Le glycogène

' . C est un sucre complexe animal

Les animaux mangent de la nourriture contenant . ' , du glucose Chez l Homme ce glucose est mis en

.réserve sous forme de glycogène dans le foie

Les animaux utilisent alors les glucoses du .glycogène pour fabriquer leur énergie

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● La cellulose

' C est un sucre végétal qui permet de fabriquer la .paroi cellulosique des cellules végétales

● La chitine

' . C est un sucre complexe Elle se trouve chez les . animaux invertébrés comme les insectes Elle .construit leur carapace

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)d Les réactions chimiques permettant de mettre en évidence la présence des glucides

2 :Il existe réactifs chimiques permettant de mettre en évidence les glucides

● ' :L eau iodée

Violet Bleu clair Jaune

Amidon ... 'Pas d amidon

● :La liqueur de Fehling

Bleu ... Rouge

Pas de glucose ... Glucose

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Petite expérience sur les glucides

● ' . On place un papier noir sur une feuille d un végétal On place ce végétal devant une lampe à .forte lumière pendant quelques heures

● ' .Cette feuille est ensuite placée dans une solution d eau iodée

● - , :Sur la photographie ci dessous vous pouvez observer le résultat de cette expérience

Couleur bleue sombre

Couleur jaune

: Questions

● ' - ' ?Qu est ce que le test à l eau iodée

● - Que pouvez vous observer ?à la fin de cette expérience

● - ? Comment expliquez vous ce résultat Analysez.

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En résumé

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2. ( )Les lipides famille des graisses

Les lipides sont des molécules organiques 3 ( , , )constituées de atomes carbone hydrogène oxygène ( ) ' .Ils sont appelés aussi Corps gras les graisses Ils ne sont pas solubles dans l eau

)a Mise en évidence des lipides

Le réactif au Soudan III . permet de mettre en évidence les lipides La couleur devient Jaune en .présence de corps gras

)b Rôle des lipides dans notre organisme

● Les lipides sont mis en réserve dans notre organisme dans des : cellules spéciales .les cellules adipeuses Ces cellules

,augmentent de volume si nous avons trop de graisses en réserve , - ou si la quantité de sucre devient trop important celui ci est

.stocké sous forme de lipides dans ces cellules adipeuses

● Les phospholipides .fabriquent les membranes cytoplasmiques de toutes les cellules

● Les lipides permettent de synthétiser des hormones ( : )exemple les hormones sexuelles

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)c Synthèse de lipides

' . ' ' .Les lipides sont synthétisés à partir de molécules d alcool et de molécules acides C est l estérification

● :En chimie + Alcool Acides Ester

● : Dans les organismes vivants

1 Glycérol + 3 Acides Gras 1 Triglycérideou

Stérol + Acides Cholestérol

Un triglycéride

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3. ( )Les protides famille des protéines

. 4 Les protides sont les plus grosses molécules de la matière vivante Tous contiennent éléments ( , , , )carbone hydrogène oxygène et AZOTE parfois du soufre et du phosphore

)a Les principaux protides

– = : Les acides aminés les monopeptides ce sont les monomères qui permettent de construire .les protides

:Leur formule chimique

... , .en noir la partie commune à tous les acides aminés

... , ' .en clair la partie de l acide aminé qui peut changer

- NH2 : ' .est la partie amine de l acide aminé

- :COOH ' .est la partie acide de l acide aminé

' , 20 ( ) , 20 Chez l Homme il existe possibilités de R radical différents donc il existe acides aminés . différents

: Leur représentation schématique

' : Deux exemples simples d acides aminés

La Glycine 'L Alanine

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NH2- -CH COOH

R

NH2- -CH COOH NH2- -CH COOH

H CH3

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– = Les dipeptides

Les acides aminés peuvent se lier entre eux grâce à . ' des liaisons peptidiques C est la synthèse .des protides

+ + 1 H2O

Glycine Alanine 1 dipeptide

, Pour former un dipeptide la partie amine du premier acide aminé se lie à la partie acide de ' .l autre acide aminé

20 , 20 .Il y a possibilités pour le premier acide aminé et possibilités pour le second acide aminé Donc il peut se former alors 400 .dipeptides différents

– Les tripeptides ( 3 )liaison entre acides aminés

20 , : 20 20 20 = 800 .Avec acides aminés possibles il peut se former x x tripeptides différents

– Les oligopeptides ( 10 )liaison entre moins de acides aminés

– Les polypeptides ( 100 )liaison entre moins de acides aminés

– Les protéines ( 100 ) = = liaison entre plus acides aminés ce sont de très grandes molécules des .macromolécules

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- ' :Ecrire la réaction chimique de la synthèse d une glycine avec une alanine

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)b 'Le rôle des protides dans l organisme

Rôle de catalyseur dans les réactions chimiques

● Les enzymes .sont des protéines

Rôle dans le transport

● 'L hémoglobine .est une protéine

Rôle dans la communication comme les hormones

● 'L insuline .est une protéine

Rôle dans la signalisation

● Les antigènes .sont des protéines

Rôle dans la reconnaissance

● Les anticorps .sont des protéines

Rôle dans la structure

● Les protéines du cytosquelette ( )dans les muscles par exemple

Définitions et questions de cours

1. 4 Quels sont les atomes qui caractérisent ?les protides

2. ' Comment s appellent les monomères chez ?les lipides

3. ' Comment s appellent les monomères des ?protides

4. Quelle est la formule chimique de base des ?acides aminés

5. Quelle est la formule chimique de ' ?l Alanine

6. Quelle est la formule chimique de la ?Glycine

7. ' ' ?Qu est qu un acide gras

8. ' - ?Qu est ce que le stérol

9. ' Comment s appelle la molécule lipidique permettant de fabriquer la membrane plasmique des cellules de tous les êtres

?vivants

10. ' - ' ?Qu est ce qu un dipeptide

11. ' - ' ?Qu est ce qu un oligopeptide

12. ' - ?Qu est ce que la cellulose

13. ' - ' ?Qu est ce qu un polyoside

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14. .Donnez la formule chimique du glucose

15. .Donnez la formule chimique du maltose

16. Comment se nomment les cellules mettant ' ?en réserve les lipides dans l organisme

17. ' Comment s appelle la molécule de réserve ?du glucose chez les organismes végétaux

18. ' Comment s appelle la molécule de réserve ?du glucose chez les organismes animaux

19. Où se trouve la plus grande réserve de ' ?glucoses dans l organisme humain

20. ' Comment s appelle la réaction chimique ?correspondant à la synthèse des lipides

21. Quelle est la différence entre un ?polypeptide et une protéine

22. , , Que sont les osidases les lipases les ?peptidases

23. , Que sont les liaisons osidiques lipidiques et ?peptidiques

24. ' - ' ?Qu est ce que l hydrolyse de molécules

25. ' - ?Qu est ce que la synthèse de molécules

: Quelques réactions chimiques

3 glucoses + 3 fructoses + __ H2O

_______________________ 5 lactoses + ___ H2O

2 glycérols + ____________ _________ + __H2O

3 + 4 + __dipeptides tripeptides H2O ______________________

5 triglycérides + __H2O ______________________

3 + 4 + __lactoses maltoses H2O ______________________

1 Amidon + __H2O 200 glucoses

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4. Les vitamines

)a Définitions

✗ Le mot « vitamine » vient de « vita » (= )vie en latin et de « amine »✗ ( , , )Ce sont des substances organiques C H O

✗ ( Elles ne peuvent pas être fabriquées par notre organisme ou alors en trop )faible quantité

✗ Elles sont apportées par notre alimentation

✗ ( )Elles agissent à faible dose à faible quantité

)b Les principales vitamines et leurs rôles

● Les vitamines hydrosolubles ( ' )solubles dans l eau

Vitamine Nom Rôle

B1 Thiamine Métabolisme des glucides

B2 Riboflavine , Métabolisme des glucides lipides et protides

B3 ou PP Nicotinamide , Métabolisme des glucides lipides et protides

B12 Cobalamine ' ( )Métabolisme des acides nucléiques et d acides aminés méthionine

C Acide ascorbique Synthèse des globules rouges et stimulation des défenses immunitaires

● Les vitamines liposolubles ( )solubles dans les graisses

Vitamine Nom Rôle

A Rétinol Favorise la croissance et améliore la vision

D Calciférol ' Favorise l absorption du calcium et du phosphore

E Tocophérol Joue un rôle important dans la reproduction

K Phylloquinone ( )Joue un rôle antihémorragique coagulation sanguine

)c ' L importance des vitamines chez les êtres vivants

● , ' , . .La plupart des vitamines sont détruites par la chaleur l air la lumière Elles sont très fragiles

● ' ' .Elles n ont pas de rôle dans la construction de l organisme

● ' ( ' )Elles n ont pas de rôle énergétique elles ne portent pas d énergie

● . .Les vitamines sont des coenzymes Elles aident au travail des enzymes

● , . Chaque vitamine à un seul rôle une fonction spécifique

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)d Les avitaminoses

● ' - ' ?Qu est ce qu une avitaminose

● :Complétez le tableau suivant

Nom de la maladie

Carence vitaminique

Localisation Symptôme de la maladie Photos

AInde

Bengladesh

Java

B1-Extême

Orient

C Tous pays

D

Pays faiblement ensoleillés

:Photos

1 2 3 4

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5. Les enzymes

)a : 'Expérience Action de la salive sur l amidon

● ' - ' ?Qu est ce que l amidon

● ' - ' ?Qu est ce qu une feuille de cellophane

● ' - ' ?Qu est ce que le test à l eau iodée

● ' - ?Qu est ce que le test à la liqueur de Fehling

● ' .Observez les résultats du début et de la fin de l expérience

. .Analysez ces résultats Puis concluez

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)b 'Définition et exemples d enzymes

● Les enzymes sont des biocatalyseurs. Ce sont des protéines fabriquées par des êtres

.vivants

● Ce sont des catalyseurs de réactions

. chimiques Cela signifie que les enzymes permettent de ' faciliter et d accélérer les réactions chimiques ( ' c est à dire de 'transformer des molécules en d autres

) molécules

● Attention : elles ne sont jamais - .transformées elles mêmes

● ' La forme de l enzyme est importante car .elle lui donne son rôle

● UNE enzyme catalyse UNE réaction . ( ' chimique uniquement l enzyme est la clef

' )de la serrure d une seule porte

● ' ' La vitesse d action de l enzyme varie en , fonction du pH de la température du

...milieu

● Il faut des coenzymes ( comme des ) vitamines pour que la catalyse soit

.possible

● ' :Exemples d enzymes

✗ ' L amylase

✗ La saccharase

✗ La maltase

✗ La pepsine

✗ La trypsine

)c Structure des enzymes

● ' : ( 'Il existe deux grands groupes d enzymes les enzymes purement protéiques suite d acides ) :aminés et les enzymes qui sont en deux parties

• : ' une partie protéique l apoenzyme

• - : (= ) une partie non protéique le cofacteur le coenzyme

• ' ' ' . L association de l apoenzyme et du cofacteur forme l holoenzyme

Holoenzyme = Apoenzyme + Coenzyme ( )cofacteur

Enzyme complexe = Protéine + Vitamine ( )ou minéral

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)d Action des enzymes

● - :Complétez le schéma ci dessous

E + S ES E + P

● ' L énergie nécessaire :pour réaliser une réaction chimique

➢ , ' . ' Pour activer une réaction chimique il faut de l énergie C est ' 'l énergie d activation.➢ Sans enzyme, ' .il faut beaucoup d énergie pour activer la réaction chimique

➢ Avec des enzymes, ' (il faut peu d énergie pour activer la réaction chimique elles ) facilitent et accélèrent les réactions

➢ , ( )Au début de la réaction il y a les substrats S

➢ Les substrats, ' ' , .avec l énergie d activation se transforment

➢ ( )Il y a un état de transition passage de substrat à produit

➢ La transformation terminée forme le produit ( )de la réaction chimique P

➢ 'Cette réaction chimique libère de l énergie

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● Complétez avec les mots proposés ce graphique sur ' ' :l énergie d activation

✔ ' Énergie d activation sans enzyme

✔ ' Énergie d activation avec enzymes

✔ Énergie finale libérée par la réaction chimique

✔ Énergie de transition

✔ 'Niveau d énergie

● ' La variation de la vitesse d action des enzymes en :fonction de

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:Quelques expériences à observer et à analyser

1Expérience : Les protéines

, Pour cette expérience nous allons travailler avec 'l albumine ( la protéine qui se trouve dans le blanc ' ) de l oeuf

3 37 ( )Les tubes suivants sont placés à °C pour le bon fonctionnement des enzymes

1, ' + ' .Dans le tube il y a de l albumine des enzymes de l estomac

2, ' . Dans le tube il y a de l albumine seulement

3, ' + .Dans le tube il y a de l albumine des enzymes de la salive

Observations :

● ' :Début de l expérience 3 , , ( )Dans les tubes il y a une couleur blanche trouble non transparent

1Tube 2 3Tube Tube

● ' ( 1 ) :Fin de l expérience après heure 1, , .Dans le tube on observe un changement le tube devient transparent

2 3, ' . .Dans les tubes et il n y pas de changement La couleur reste trouble

1Tube 2Tube 3Tube

.Analysez cette expérience

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2Expérience : Les lipides (L'expérience est à 40°C pour le bon fonctionnement des enzymes)

Nous voulons étudier dans cette expérience le travail des lipases sur les lipides contenus dans le lait.Nous allons travailler avec 2 tubes (A et B)

Dans le tube A, il y a :● du lait● de l'eau● des enzymes lipases● la soude (NaOH) pour avoir un milieu basique● une solution de Tournesol (réactif chimique)

Dans le tube B, il y a :● du lait● de l'eau● la soude (NaOH) pour avoir un milieu basique● une solution de Tournesol (réactif chimique)

Le réactif chimique utilisé (la solution de Tournesol) donne une couleur bleu dans un milieu basique et devient rouge en milieu acide.

Observez les tubes en début et fin d'expérience. Analysez ces résultats observées. Concluez.

3Expérience : Les glucides

1. Le protocole expérimentale

Dans 3 tubes à essais (A, B et C), il y a de l'Amidon + de la salive diluée.Le tube A est placé à 0°C, le tube B à 20°C et le tube C à 37°C (température du corps)

Toutes les 3 minutes, quelques gouttes de ces 3 tubes sont testées à l'eau iodée.

Les résultats sont représentés ci-dessus.

Observez et analysez les résultats de cette expérience. Que pouvez-vous conclure sur le fonctionnement des enzymes ?

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4Expérience : Les glucides

1. Le protocole expérimentale

L'expérience se déroule à 37°C.

Dans 2 tube (1 et 2), il y a de l'amidon. Dans le tube 2 seulement, nous ajoutons de la salive.

Toutes les 3 minutes, nous prenons quelques gouttes du tube 1 et 2 pour effectuer le test à l'eau iodée et le test à la liqueur de Fehling.

Rappel : dans la salive se trouve une enzyme appelée l'amylase.

2. Les résultats

Les signes (-) indiquent que les tests sont négatifs et les signes (+) qu'ils sont positifs.

Observez et analysez cette expérience. Avec le document qui suit, écrivez votre conclusion.

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6. Les acides nucléiques

, , ' , ' , Ce sont des molécules organiques composés par du carbone de l oxygène de l hydrogène de ' . l azote et du phosphore Ce sont des polymères composés par des monomères ( )les nucléotides

3 :Les molécules correspondant à cette famille sont

– 'l ADN– 'l ARN– 'l ATP

)a La localisation de ces molécules dans les cellules eucaryotes

● :Dessinez une cellule eucaryote

34_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

)b ' la structure d un nucléotide

( )Acide phosphorique phosphate + Sucre pentose + Base azotée

ADN ARN ATP

Phosphate nombreux nombreux 3 phosphates

Sucre pentose Le désoxyribose Le ribose Le ribose

Bases azotées

A

T

C

G

A

U

C

G

A

)c ' : ' L ADN l acide désoxyribonucléique

● ' :Caractéristiques de la molécule d ADN

● 2 ' :Les liaisons hydrogènes entre les brins d ADN

_____________________________________________________________________________35

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● ' :Schémas de molécule d ADN

● 'La réplication de l ADN

36_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

)d ' : ' L ARN l acide ribonucléique

● ' :Caractéristiques des molécules d ARN

● 3 Rôle de ces molécules dans le processus de fabrication de protéines

1Document

2Document

_____________________________________________________________________________37

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

)e ' : ' L ATP l adénosine triphosphate

● ' :L ATP

● ' :L ADP

● ' :Distribution de l énergie dans la cellule

ADP + P ATP

38_____________________________________________________________________________

E

G

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

III. Généralités sur les cellules et leurs organites

)A Histoire de la découverte des cellules et le début de la théorie cellulaire

● 17Les cellules ont été observées pour la première fois au ème . siècle Comme ce sont des , ' ' ' structures de très petites tailles il n est possible de les observer qu après l invention des

16premiers microscopes au ème . siècle Ces microscopes étaient très simples et ne permettaient ' .pas de voir beaucoup d éléments

● , , , Dans des cellules eucaryotes par exemple il est possible de voir la membrane plasmique le .cytoplasme et le noyau

Groupe de cellules eucaryotes

● , . De nos jours les microscopes sont devenus beaucoup plus performants Il est possible de voir .des détails très précis des éléments à observer

1. 1665Robert Hooke en

Robert HOOKE Le microscope de Robert Hooke Les premières cellules végétales observées

● , Grâce à son premier microscope Robert Hooke observe des structures végétales très . petites Ces structures lui font penser aux cellules de moines dans leur monastère

(« cellula , = ) ' » en latin petite chambre C est pourquoi il donna le nom de cellules à .ces structures

_____________________________________________________________________________39

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2. 1839Theodor Schwann en

« : Tous les organismes vivants se composent de petites unités les cellules »

' La cellule est l unité structurelle et

.fonctionnelle du vivant

'Tous les êtres vivants se composent d une

.ou plusieurs cellules

Toutes nouvelles cellules viennent de la

' . ' division d une autre cellule C est la division

= .cellulaire la mitose

' La cellule se compose d une information

( ' ) génétique l ADN qui lui permet de

. fonctionner et de se reproduire

' La cellule est capable d échanges avec son

environnement grâce à sa membrane

.plasmique

3. Les différents microscopes modernes

)a le microscope optique

● sa structure et son fonctionnement

1879Microscope Zeiss

Microscope actuel

40_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

● ' l observation de cellules

.Légendez les différentes photographies de cellules prises en microscope optique

Cellules animales

Cellules végétales

_____________________________________________________________________________41

13- l'oculaire14- les objectifs15- le diaphragme17- la source lumineuse

5- le révolver7- le valet8- la platine9- la vis macroscopique10- la vis microscopique

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

)b le

microscope électronique

● son fonctionnement

● ' l observation de cellules

.Légendez ces structures prises en microscope électronique

Tête de fourmi

42_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

Une cellule animale

Une mitochondrie

_____________________________________________________________________________43

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

)B Schématisation et structures des cellules

1. La cellule animale

● .Donnez un titre et complétez la légende de ce schéma

.A

.B

.C.D.E.F.G.H.I

44_____________________________________________________________________________

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2. La cellule végétale

● .Donnez un titre et le nom des différentes structures de cette cellule

.A

.B

.C.D.E.F.G.H.I.J.K

_____________________________________________________________________________45

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

)C La structure de la membrane cellulaire et les transports membranaires

1. Structure de la membrane cytoplasmique

Membrane plasmique

Les phospholipides

● :Molécules hydrosolubles

● :Molécules liposolubles

● :Sélection des éléments par la membrane

46_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

2. Les échanges membranaires

● : Le gradient de concentration

● :Passage passif

– la diffusion

– la diffusion facilitée

– 'l osmose

● :Passage actif

– le transport actif

– ' ( )l endocytose la phagocytose et la pinocytose

– 'l exocytose

3. La diffusion

✔ Passage de molécules liposolubles dans le sens du gradient de concentration

✔ ' Pas d utilisation de protéines membranaires

✔ ' ' ( )Pas d utilisation d énergie transport passif

✔ Passage possible des gaz ou des petites molécules liposolubles

✔ Pas de passage possible pour les grosses molécules et les ions

_____________________________________________________________________________47

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1Document

Questions :➢ ?Comment est la structure de la membrane plasmique représentée ici

➢ - ?La molécule présente sur ce schéma est elle liposoluble ou hydrosoluble

➢ Comment est la concentration de la molécule dans le milieu extracellulaire et ' ?intracellulaire au début de l expérience

➢ Comment est la concentration de la molécule dans le milieu extracellulaire et ' ?intracellulaire à la fin de l expérience

➢ ' - ?Que s est il passé

48_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

4. La diffusion facilitée

✔ Passage des molécules suivant le gradient de concentration

✔ 'Passage possible de grosses molécules ou d ions

✔ , Utilisation de protéines membranaires des transporteurs ou des Protéines Canal

✔ ' ' ( )Pas d utilisation d énergie transport passif

:Exemple la molécule de glucose . ' est hydrosoluble et donc lipophobe De plus c est une grosse . . molécule Elle ne peut pas diffuser au travers de la membrane plasmique directement Elle utilise alors

.la diffusion facilitée

2Document

5. 'L osmose

● ' ' C est le passage de l eau au travers la membrane plasmique pour équilibrer les concentrations 2 . en molécules entre les milieux

● :Le milieu hypertonique

● :Le milieu hypotonique

● :Le milieu isotonique

_____________________________________________________________________________49

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

3Document

● 2Observez les différentes concentrations de ces ' ..milieux au début de l expérience

● ' Observez les différents niveaux d eau au début ' .de l expérience

● ' Observez les différents niveaux d eau à la fin ' .de l expérience

● 2Observez les différentes concentrations de ces ' .milieux en fin d expérience

● : , Les effets sur les cellules la plasmolyse la turgescence et la pression de Turgor

( )Sur des cellules animales cellules du sang

50_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

Sur des cellules végétales

Définitions :

:La plasmolyse

:La turgescence

' ' :L état d équilibre

:La pression osmotique

:La pression de Turgor , Dans un milieu hypotonique la cellule végétale absorbe ' . de l eau dans sa vacuole Cette vacuole grandit au maximum et forme alors une

. pression sur la paroi cellulosique qui est la pression de Turgor Cette force donne ' .la rigidité à la plante et l aide à se maintenir droit

_____________________________________________________________________________51

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6. Le transport actif

● Observez le gradient de concentration des ions Na+.

● Observez le sens du passage de ces .ions

● Observez le gradient de concentration des ions K+.

● Observez le sens du passage de ces .ions

● La protéine permettant le transport de ' .ces ions s appelle une pompe ATPase

?Comment fonctionne cette pompe

7. ' 'L endocytose et l exocytose

Les cellules peuvent échanger des grosses molécules avec le milieu extérieur en formant des vésicules .à partir de sa membrane plasmique

. 1Doc

. 2Doc

52_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

)a 'L endocytose

● :La phagocytose

. 3Doc

. 4Doc

● :La pinocytose

_____________________________________________________________________________53

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

)b 'L exocytose

. 5Doc

. 6Doc

. 7Doc

)D Le cytoplasme et les organites cellulaires

● ' - ' ?Qu est ce que le cytoplasme d une cellule

● ?Que sont les organites

54_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

● :Complétez le tableau suivant

Nom des organites Rôle de ces organites

Les ribosomes

Le réticulum endoplasmique rugueux

RER

Le réticulum endoplasmique lisse

REL

' L appareil de Golgi

Les vacuoles

Les vésicules

Les péroxysomes

Les lysosomes

Les centrosomes

Les mitochondries

Les plastes Les chloroplastes

Les chromoplastes

Les leucoplastes

_____________________________________________________________________________55

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● Précision sur la structure des mitochondries et des chloroplastes

:La mitochondrie

:Le chloroplaste

56_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

)E Le noyau

● ' L importance du noyau pour la cellule

1 Expérience sur une algue unicellulaire

2Expérience

3 Expérience sur le clonage

_____________________________________________________________________________57

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● La structure du noyau

○ ' L enveloppe nucléaire

○ Les pores nucléaires

○ La chromatine

○ Le nucléoplasme

○ Le nucléole

Schématisation du noyau de la cellule

' Photographie d un noyau de cellule pris en microscope électronique

58_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

Partie B : Les organismes vivants et leur métabolisme

I. Les cellules procaryotes et eucaryotes

A) Définitions

1. Les cellules procaryotes

● Qu'est-ce qu'une cellule procaryote ?

● Du grec, pro = ................. et karyon = ....................

● Synonyme :

● Reproduction ou multiplication par scissiparité.

● Elles sont représentées par les archées (ou archéobactéries) et les bactéries. Elles seraient à l'origine de la vie sur Terre, apparues il y a environ 3,8 milliards d'années.

● L'étude des procaryotes date du 19ème siècle, avec les travaux de Louis Pasteur (en France) et Robert Koch (en Allemagne) mais il faut attendre le microscope électronique pour montrer leur absence de noyau.

● Structures particulières des procaryotes :

○ une capsule○ une paroi cellulaire○ une membrane plasmique :○ un cytoplasme○ un ADN circulaire○ des plasmides○ des ribosomes○ des flagelles○ des cils

_____________________________________________________________________________59

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

2. Les cellules eucaryotes

● Qu'est-ce qu'une cellule eucaryote ?

● Du grec, eu = ................. et karyon = ....................

● Différents groupes d'organismes eucaryotes :

● Reproduction asexuée (division cellulaire = mitose) ou/et par reproduction sexuée.

● Ces cellules eucaryotes seraient apparues sur Terre, il y a environ 2 milliards d'années.

● Structures particulières des eucaryotes :

○ une membrane plasmique :○ un cytoplasme○ un noyau○ un ADN composé de plusieurs chromosomes○ des nombreux organites (ribosomes, mitochondries, RER...)○ des cils

60_____________________________________________________________________________

____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

B) Points communs et différences entre ces 2 cellules

Structure Procaryotes Eucaryotes

Organismes représentés

Taille des cellules Petite : de 1 à 10 μm Grande : de 10 à 100 μm

Métabolisme Anaérobie et aérobie

Chaines photosynthétiques Dans les chloroplastes

Chaines respiratoires A la surface de la membrane plasmique

MobilitéParoi cellulaire Sucres et peptides Cellulose (absente chez les animaux)

Ribosomes

Information génétique ADN organisé en chromosomes et placé dans un noyau

ADN ADN sans histones

NucléolesReproduction Scissiparité Mitose et méiose

Organisation cellulaire Toujours une seule cellule

C) Exemples de cellules procaryotes

Bactéries Cyanobactéries Archéobactéries

D) Exemples de cellules eucaryotes

Cellules de Champignons Protistes Cellules animales Cellules végétales

_____________________________________________________________________________61

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II. Les cellules animales et végétales

A) Définition des organismes végétaux et animaux

● Un organisme végétal :

● Un organisme animal :

B) Différences entre ces 2 types de cellules

Particularités Cellules végétales Cellules animales

La forme de la cellule

La taille de la cellule

La paroi cellulaire

Les plastes

Les vacuoles

Les centrosomes

Les lysosomes

Les polyosides de la cellule

Lien entre les cellules

- Voir la structure de ces cellules à la page suivante -

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____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

C) Exemples d'organismes animaux et végétaux

Chez les protistes :

Chez les pluricellulaires :

Chez les protistes :

Chez les pluricellulaires :

_____________________________________________________________________________63

Lycée Saint Joseph Izmir_____________________________________________________________

III. Les unicellulaires et les pluricellulaires

A) Les colonies et l'organisation cellulaire

● Définition : Une colonie est un ensemble d'organismes de la même espèce vivant ensemble avec un mode de vie particulier. Toutes ces cellules sont capables de vivre par elles-mêmes.

● Exemple : une colonie de Volvox

Ce sont des algues vertes, des colonies sphériques constituées d'organismes unicellulaires.

Cette colonie se reproduit grâce à la reproduction asexuée.

Ces cellules sont capables de photosynthèse.

B) Les cellules, les tissus, les organes et les systèmes

● Définition d'organisme pluricellulaire :

● Cellules différenciées :

● un tissu :

● un organe :

● un système :

● un appareil :

● un organisme :

● une population :

● un écosystème :

● la biosphère :

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____________________________________________________Cours de Biologie / Programme de 9°

L'organisation du vivant

_____________________________________________________________________________65

Les molécules

Les atomes

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IV. Le métabolisme cellulaire

A) L'anabolisme = synthèses cellulaires

Les synthèses cellulaires constituent la partie

anabolisme du métabolisme . cellulaire

Elles consistent en la fabrication de

protéines ( dans le noyau puis dans le

)cytoplasme , de glucides et de lipides

( ) dans le REL à partir de leurs composants

’ , de base et d énergie généralement fournie

sous forme ’d ATP.

Elles comprennent aussi la production de

’ nouveaux brins d ADN au cours des

. divisions cellulaires

Les molécules peuvent être associées

, ensemble comme les protéines et les

glucides pour former les glycoprotéines, ou

comme les lipides et les glucides pour

former les glycolipides ( ces molécules

permettent de former une partie de la

, membrane plasmique .voir p AIII.10)

B) Le catabolisme = dégradations cellulaires

. Une cellule est en renouvellement permanent Les molécules «usées» sont dégradées et décomposées

( , …), en leurs composants de base acides aminés sucres simples qui sont recyclées pour fabriquer de

. ’ , nouvelles molécules Ces dégradations se font dans des organites spécialisés remplis d enzymes tels

les lysosomes et les peroxysomes.

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C) Production d'énergie

’ L énergie nécessaire aux activités de synthèses cellulaires est essentiellement fournie par les

mitochondries grâce au phénomène de ( la respiration cellulaire dégradation de glucides grâce

' )à l oxygène

La respiration cellulaire donne de ' ,l ATP molécule hautement énergétique utilisée des réactions de

. ’ : synthèse Il y a deux grands types de cellules et d organismes

— les autotrophes - ’ fabriquent elles mêmes leurs molécules organiques en utilisant l énergie lumineuse

; , , ’ ou chimique de leur environnement les végétaux notamment convertissent l énergie du soleil en

; énergie chimique grâce à la photosynthèse réalisée par les chloroplastes

— les hétérotrophes ( ),puisent les molécules organiques dans leur milieu alimentation

.principalement par absorption chez les champignons et par ingestion chez les animaux

...Fin du chapitre 1...

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