Les niveaux d’organisation du vivant

Tintin et le Temple du Soleil : Quels sont les niveaux d’organisation du vivant représentés sur ce dessin? Existe-t-il d’autres

niveaux d’organisation?

Les niveaux d’organisation du vivant

Objectifs du premier

cycle de cours

Atomes constitutifs de la matière organique : C, H, O, N (Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote)

Les niveaux représentés sur le dessin de Tintin…

Mais il existe d’autres niveaux à l’intérieur

de l’organisme!

Comment connaître les niveaux d’organisation inférieurs à celui de l’organisme?

Les dissections(dessin de Léonard de Vinci)

Les microscopes Les expériences chimiques et physique (Cf séances sur la

découverte de l’ADN)

Les grandes catégories du vivant et leur définitionProcaryotesEucaryotes

Organismes dont les cellules ont un noyau (tout le vivant sauf les bactéries)

Organismes dont les cellules sont dépourvues de noyau (les bactéries). L’information génétique se retrouve sous la forme d’un chromosome baignant dans le cytoplasme

Les niveaux d’organisation chez les organismes unicellulaires

Plus grand Plus petit

Procaryotes

Eucaryotes

Les grandes catégories du vivant et leur définitionProcaryotesEucaryotes

Organismes dont les cellules ont un noyau (tout le vivant sauf les bactéries)

Organismes dont les cellules sont dépourvues de noyau (les bactéries). L’information génétique se retrouve sous la forme d’un chromosome baignant dans le cytoplasme

Les niveaux d’organisation chez les organismes unicellulaires

Plus grand Plus petit

Procaryotes

Eucaryotes

Cellule Molécules Ex. ADN/chromosome

Cellule Organite Molécules

COURS à APPRENDREPARTIE 1 : La structure de la cellule eucaryoteLes constituants communément rencontrés lors de l’observation des cellules sont :- un noyau, qui contient l’information génétique, sous la forme de molécules d’ADN condensées en chromosomes- un cytoplasme, liquide où s’effectuent une grande partie des réactions chimiques nécessaires à la survie de la cellule- une membrane plasmique, qui marque la frontière entre le milieu intérieur de la cellule et le milieu extracellulaire, et permetles échanges de matière entre ces deux milieuxAu sein du cytoplasme, on rencontre des organites, qui sont spécialisés dans des fonctions particulières. Par exemple, lamitochondrie permet la respiration cellulaire, tandis que le chloroplaste permet de réaliser la photosynthèse. On noteégalement la présence d’un système membranaire intracellulaire, le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi, quiinterviennent dans la production et l’export des protéines.

AnimalVégétal

Les règnes chez les eucaryotes

https://www.pourlascience.fr/sd/biologie-animale/animal-ou-vegetal-une-distinction-obsolete-1461.php

Végétaux : tous les eucaryotes capables dephotosynthèse. Cela en exclut d'emblée leschampignons, mais regroupe tous lesorganismes dotés de plastes, des organites quicontiennent la chlorophylle et sont doués dephotosynthèse. Les organismesphotosynthétiques partagent souvent d'autresressemblances cellulaires, notamment unevacuole (un sac volumineux où s'accumulent lesdéchets de la cellule) et une paroi cellulairerésistante.

La notion de règne est basée sur les ressemblances visuelles, mais n’a aucune valeur en termes de parenté phylogénétique des espèces. Autrement dit, cette notion ne s’intègre pas bien dans la théorie de l’évolution.

Elle reste purement descriptive, mais n’est plus utilisée en Biologie

Animaux : tous les organismes incapables de photosynthèse,généralement dotés de mobilité, mais pas obligatoirement.Cela réunit les animaux pluricellulaires, c'est-à-dire lesmétazoaires et l'ensemble des unicellulaires nonphotosynthétiques et mobiles, collectivement nommés «protozoaires »

L’anémone de mer, animal ou végétal?

Pour aller plus loin (pas à connaître pour le contrôle)

Le niveau d’organisation de l’organisme

(Rien à légender sur ce doc)

Aide à l’activité

A partir des documents et définitions suivants,

nous allons partir à la découverte des niveaux

d’organisations inférieurs à celui de l’organisme

• ………………..……………….. : : chaque cellule contient toute l'information génétique sous la forme de chromosomes,eux-mêmes constitués d'ADN. Les gènes sont des segments de l’ADN. Chaque gène code un caractère héréditairedéterminé (transmissible de génération en génération). Chez les procaryotes, le chromosome est dans lecytoplasme, chez les eucaryotes, les chromosomes sont enclos dans un noyau.

• ……………….. : Compartiment de la cellule, situé dans le cytoplasme, délimité par une ou plusieurs membranes.Elément cellulaire assurant une fonction déterminée. Ex. : vacuole, mitochondries, chloroplastes, amyloplastes,glycosomes…

• ……………….. : Unité structurale et fonctionnelle du vivant (autonome), composée d’un noyau, d’un cytoplasme,d’organites et délimitée par une membrane

• ……………….. : Ensemble de cellules spécialisées qui réalisent une même fonction biologique. Ex. : Peau,Parenchyme… Les cellules sont maintenues cohésives (‘soudées’) par une matrice extra-cellulaire (Ex. paroipectocellulosique, fibres de collagène).

• ……………….. : partie du corps qui participe à la réalisation d’un même ensemble de fonctions biologiques. Partieconstituée par un ou plusieurs tissus cellulaires. Ex. : fleur, feuille, tige, racine, foie, rein, intestin, sexe…

• ……………….. : Etre vivant (animal, végétal…), ayant une individualité propre et constitué par un ensembled’organes. Un organisme intègre plusieurs niveaux d’organisation, il est doté de systèmes de communicationentre ces parties (ex. les hormones, molécules messagers qui coordonnent les différentes parties entre elles; ex.les systèmes circulatoires -sève, sang). De nouvelles fonctions émergent à chaque niveau d’organisation :l’organisme est plus que la somme de ses parties.

Définitions des différents niveaux d’organisation composant un être vivant (Eucaryotes)

A partir des documents fournis et de vos observations, déterminez à quel niveau d’organisation correspond chaque définition proposée. En retour, le vocabulaire présenté dans les définitions doit vous aider à légender les documents fournis.

Le niveau d’organisation cellulaire et les organites

Cellule végétaleau microscope électronique (x7000)Taille de la cellule ~50 µm de long

Cellule animale(épithélium buccal)

au microscope électronique (x7000)

Doc 1

Le niveau d’organisation tissulaire

https://www.futura-sciences.com/planete/dossiers/botanique-anatomie-vegetale-microscope-781/page/7/

Tissu animal (peau)Tissu conjonctif lâche avec réseau de fibres collagéniques

Microscope optiqueÉchelle : centaine de µm

Tissus végétaux,parenchymes foliaires et de réserve (racine)

Microscope optiqueChaque cellule fait 50 à 100 µm de long

Doc 2

Feuille d’arbreÉchelle : plusieurs centimètres

Foie de LapinÉchelle : plusieurs centimètres

Le niveau d’organisation de l’organe

Doc 3

Le niveau d’organisation cellulaire et les organites

Cellule végétaleau microscope électronique (x7000)Taille de la cellule ~50 µm de long

Cellule animale(épithélium buccal)

au microscope électronique (x7000)

CORRECTION

Organite (chloroplaste)

Noyaucytoplasme

vacuole

Organite (mitochondrie)

MembraneParoi

Noyau

Membrane

cytoplasme

Le niveau d’organisation tissulaire

https://www.futura-sciences.com/planete/dossiers/botanique-anatomie-vegetale-microscope-781/page/7/

Tissu animal (peau)Tissu conjonctif lâche avec réseau de fibres collagéniques

Microscope optiqueÉchelle : centaine de µm

Tissus végétaux,parenchymes foliaires et de réserve (racine)

Microscope optiqueChaque cellule fait 50 à 100 µm de long

CORRECTION

Organite(chloroplaste)

CytoplasmeParoi=matrice extracellulaire

Fibres =matrice extra cellulairecellules

Feuille d’arbreÉchelle : plusieurs centimètres

Foie de LapinÉchelle : plusieurs centimètres

Le niveau d’organisation de l’organeCORRECTION

Tissu et cellules visibles À cette échelle on voit surtout le tissu mais on distingue mal les contours de chaque cellule qui le compose

• Information génétique : chaque cellule contient toute l'information génétique sous la forme de chromosomes,eux-mêmes constitués d'ADN. Les gènes sont des segments de l’ADN. Chaque gène code un caractère héréditairedéterminé (transmissible de génération en génération). Chez les procaryotes, le chromosome est dans lecytoplasme, chez les eucaryotes, les chromosomes sont enclos dans un noyau.

• Organite : Compartiment de la cellule, situé dans le cytoplasme, délimité par une ou plusieurs membranes.Elément cellulaire assurant une fonction déterminée. Ex. : vacuole, mitochondries, chloroplastes, amyloplastes,glycosomes…

• Cellule : Unité structurale et fonctionnelle du vivant (autonome), composée d’un noyau, d’un cytoplasme,d’organites et délimitée par une membrane

• Tissu : Ensemble de cellules spécialisées qui réalisent une même fonction biologique. Les cellules sontmaintenues cohésives (‘soudées’) par une matrice extra-cellulaire. Ex. : Peau, Parenchyme…

• Organe : partie du corps qui participe à la réalisation d’un même ensemble de fonctions biologiques. Partieconstituée par un ou plusieurs tissus cellulaires. Ex. : fleur, feuille, tige, racine, foie, rein, intestin, sexe…

• Organisme : Etre vivant (animal, végétal…), ayant une individualité propre et constitué par un ensembled’organes. Un organisme intègre plusieurs niveaux d’organisation, il est doté de systèmes de communicationentre ces parties (ex. les hormones, molécules messagers qui coordonnent les différentes parties entre elles; ex.les systèmes circulatoires -sève, sang). De nouvelles fonctions émergent à chaque niveau d’organisation :l’organisme est plus que la somme de ses parties.

Définitions des différents niveaux d’organisation composant un être vivant Correction

A APPRENDRE ET A CONNAÎTRE PARFAITEMENT!

Les niveaux d’organisation chez les animaux et les végétaux

Plus grand Plus petit

Aux élèves de jouer…

A partir des documents fournis (doc 1 à 4), ordonner les niveaux d’organisation du plus grand au plus petit.Réalisez un dessin représentatif de chaque niveau d’organisation dans la bulle prévue à cet effetLégendez avec l’échelle (du µm au m) et le moyen d’observation (microscopie optique/électronique; dissection, œil nu)Enfin, reportez de quoi est composé chacun des niveaux d’organisation en bas de votre dessin

Organisation chez animal ou végétal, au choix

Méthodologie – dessin en SVT

Organite

Cellule

Tissu

Organe

Organisme

Les niveaux d’organisation chez les animaux et les végétaux Correction

COURS A APPRENDRE:PARTIE 2 : LES NIVEAUX D’ORGANISATIONLes molécules sont les constituants de base, qui, organisées, constituent descellules, l’unité élémentaire des êtres vivants.Il existe des êtres vivants unicellulaires, constitués d’une seule cellule et desorganismes vivants pluricellulaires.L’organisation d’un être vivant pluricellulaire peut-être définie à différenteséchelles :

- Un organisme est constitué de différents appareils spécialisés dansune fonction.- Un appareil est constitué de différents organes.- Chaque organe est constitué de tissus qui sont des ensembles decellules spécialisées.- Les cellules contiennent divers organites et les molécules du vivant

Les niveaux d’organisation sont interdépendants

Le cancer correspond à une proliférationexacerbée de cellules qui finissent parmourir.

Un cancer ne ‘détraque’ pas seulement lescellules qu’il affecte mais l’ensemble del’organisme

Autrement dit, la mort des cellules peutentraîner la mort des niveauxd’organisation supérieurs

Les niveaux d’organisation sont doncconnectés et interdépendants, ils nepeuvent vivre l’un sans l’autre

Une bonne équipe de foot émerge du jeu collectif.Au mondial 2018, l’équipe d’Argentine avait le meilleur joueur du monde, Lionel Messi, mais n’a pas su survivre au-delà des quartsde finale, faute de faire émerger un bon jeu et de parvenir à faire circuler le ballon.L’équipe de France, elle, ne comptait pas de ballon d’or et souffrait d’un manque de joueur avec un ‘grand’ palmarès. Cependant,elle a su développer un esprit d’équipe et décrocher la victoire.Une bonne équipe de foot est donc plus que la somme des joueurs qui la composent, elle repose sur l’émergence d’un jeu collectifet de stratégies de jeu qui déstabilisent l’adversaire.

L’émergence d’un organisme

Un organisme nécessite plusieurs caractéristiques fonctionnelles “toutes mutuellement nécessaires et suffisantes pour rester vivant“ :-la capacité de mobiliser des flux de matière et d'énergie,

-la capacité de réagir à des stimulations, -la croissance

-la mise en place et au maintien d'une organisation spatiale et temporelle, -le mouvement,… qui permettent de survivre, -la capacité de se reproduire, de façon sexuée ou non

Toutes les parties d’un organisme doivent simultanément perdre la capacité de détruire l'autre. Ils doivent apprendre à survivre ensemble, à partager des avantages et des

inconvénients, à la manière d’une symbiose… Le vivant se construit toujours par emboîtements et juxtapositions de niveaux d'organisation préexistants, ET chaque

nouveau niveau émerge uniquement par la mise en place d'une association à avantages et inconvénients réciproques et partagés

-> rôle des hormones et systèmes de communication dans l’émergence de l’organisme-> à chaque niveau d’organisation émergent de nouvelles fonctions collectives

Dans une équipe de foot, il y a des fonctions différentes (attaquant, meneur,défenseur, gardien…) mais l’ensemble des postes joue ensemble pour définir uneéquipeDe la même façon que dans une équipe de foot l’individuel doit s’effacer pour faireémerger le collectif, qui permet de survivre.

L’émergence d’un organisme

Les différentes fonctions du vivant

Récolter de l’énergie

Nutrition, respiration, reproduction, protection, thermorégulation, locomotion, communication…

Mais comment les cellules & tissus qui composent les organes acquièrent-ils les différentes spécialisation permettant de réaliser une fonction spécifique?

L’ensemble des fonctions

est distribué sur des

organes spécialisés:

Ex. l’intestin sert à digérer/

nutrition; l’appareil génital à

la reproduction;

La fleur sert à la

reproduction, la feuille à

capter l’énergie nécessaire à

la photosynthèse et à la

nutrition…

Lignée germinale pour les

cellules reproductrices et

lignée somatique pour les

autres cellules