Thème 1 La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant

Chapitre 2 L’unité chimique et structurale du vivant

TP n° 5 seconde :

La cellule, unité structurale

des êtres vivants

Objectif : On cherche les points communs chez les êtres vivants au niveau cellulaire qui sont des arguments en

faveur d’une origine commune.

Matériel :

- un microscope optique avec fiche technique d’utilisation, - fiche technique d’aide à la réalisation d’une préparation microscopique - lame, lamelle, pince, ciseaux - échantillon à observer : 1) cellules de l'épithélium buccal ou un échantillon de feuille d’élodée

2) épiderme d’oignon rouge Je réussis mon observation et ma comparaison si...

Pour mettre

en œuvre la

démarche

je prépare mon

observation

en choisissant le matériel biologique adapté,

en choisissant les instruments adaptés,

en repérant les éléments significatifs à observer.

je réalise la

préparation

en suivant le protocole de réalisation de préparation microscopique

en utilisant de façon maîtrisée le matériel et les produits,

en respectant l’intégrité des structures à observer.

j’observe la

préparation

en suivant le protocole d’utilisation du microscope optique

en choisissant la région significative,

en réalisant les réglages adaptés (lumière naturelle, grossissement, mise au

point).

Je communique

mes résultats

en écrivant les légendes justes, correspondant aux structures désignées par la

pointe d’une flèche droite, tracée à la règle

en complétant le tableau de comparaison

en complétant l’arbre phylogénétique

J’agis de façon responsable en

respectant les consignes de

sécurité

en manipulant de façon raisonnée et maîtrisée les outils et les produits,

en gérant de façon raisonnée les déchets.

J’organise mon travail par une gestion individuelle et collective de mon poste de travail,

par une répartition responsable et cohérente des tâches.

-

-

Aides à la résolution :

1. Réalisez la préparation microscopique de la feuille d’élodée ou des cellules de l'épithélium buccal.

Utilisez la fiche technique « AIDE A LA REALISATION D’UNE PREPARATION MICROSCOPIQUE »

Puis observez au microscope optique. utilisez la fiche technique « OBSERVATION AU MICROSCOPE

OPTIQUE »

2. Capturez une photo à l’aide de la Moticam, coller la photo sur la feuille Word fournie (Dossup). Titrer.

Vous légenderez après impression

3. Réalisez une préparation d’épiderme d’oignon dans une goutte d’eau. Observer. Capturer une photo.

Puis sans toucher le microscope ni la préparation déposer une goutte d’eau salée au bord de la lame et un

morceau de papier absorbant de l’autre côté,

Observer quelques minutes le phénomène de plasmolyse des cellules. Capturer une photo.

4. Compléter la page word qui sera ensuite imprimée, relevée et notée.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------

5. Légendez l'ensemble des microphotographies proposées avec le document Description de la structure des cellules.

6. Calculez, à l'aide de l'échelle fournie sur chaque électronographie, la taille réelle de chaque type de cellule.

7. Complétez le tableau de comparaison des cellules en utilisant les microphotographies fournies et en indiquant la

présence (+) ou l'absence (-) des caractères proposés.

8. En utilisant les informations apportées par le tableau de comparaison, précisez les relations de parenté qu'il est

possible d'établir en complétant l'arbre phylogénétique fourni. Pour cela :

- Précisez les innovations évolutives caractérisant ces différentes espèces.

- A l'aide de couleurs différentes, délimitez sur cet arbre les groupes suivants : Eucaryotes, Lignée verte, Vivant.

- Localisez l'ancêtre commun de la lignée verte et celui des Eucaryotes

1 2

Fiche technique : Réaliser une préparation microscopique de cellules buccales

Poser une lame de verre propre sur une surface plane et horizontale.

Déposer ensuite en son milieu, un peu de salive prélevée à intérieur de la joue à l’aide d’un coton tige.

Recouvrir d’une goutte de colorant (à l’aide du compte-gouttes).

Recouvrir le tout d'une lamelle : Appliquer un coté de la lamelle contre le liquide de montage,

puis la faire descendre en l'inclinant doucement pour ne pas piéger d’air

Fiche technique : Réaliser une préparation microscopique de feuille d’élodée

Poser une lame de verre propre sur une surface plane et horizontale.

Déposer ensuite en son milieu, une goutte d’eau et un fragment de feuille d’élodée, bien à plat.

Recouvrir le tout d'une lamelle : Appliquer un coté de la lamelle contre le liquide de montage,

puis la faire descendre en l'inclinant doucement pour ne pas piéger d’air

Document annexe : Description de la structure des cellules

Document 1 : Structure des cellules animales.

Exemple des cellules de l'épithélium buccal.

La cellule est délimitée par la membrane plasmique qui sépare le milieu intérieur de la cellule (milieu intracellulaire) et le

milieu extérieur de la cellule (milieu extracellulaire). Le milieu intracellulaire est appelé cytoplasme. Il comprend un

liquide (le cytosol) et des petits compartiments appelés organites. Parmi les organites de cette cellule, il y a le noyau

(matériel génétique), seul compartiment visible au microscope optique mais aussi des vésicules (petits organites

arrondis) et des mitochondries (avec lamelles transversales) observables en microscopie électronique en transmission

(sur des électronographies).

Document 2 : Structure des cellules végétales.

Exemple des cellules de feuille d’Elodée.

La cellule est entourée d’une paroi cellulosique épaisse lui donnant sa forme. La paroi se situe autour de la membrane

plasmique (qui délimite le milieu intracellulaire). Le milieu intracellulaire est appelé cytoplasme ; il comprend un liquide

(le cytosol) et des petits compartiments appelés organites. Parmi les organites de cette cellule, on observe les

chloroplastes (contenant un pigment vert : la chlorophylle), la vacuole (contenant eau et molécules diverses), le noyau

(contenant l’information génétique) et des mitochondries visibles en microscopie électronique.

Document 3 : Structure des cellules bactériennes.

La cellule est entourée d’une paroi composée de peptidoglycanes. La cellule est délimitée par la membrane plasmique

qui sépare le milieu intérieur de la cellule (milieu intracellulaire) et le milieu extérieur de la cellule (milieu extracellulaire).

Le milieu intracellulaire est appelé cytoplasme. Il contient l’information génétique (une molécule d’ADN circulaire)

non enfermée dans un noyau.

Document 4 : plasmolyse et turgescence : l’osmose.

Il est possible de faire varier la pression de turgescence d'une cellule en faisant varier la pression osmotique du milieu

extérieur. Si l'on plonge les cellules dans des solutions salines de différentes concentrations, on observe trois états de la

cellule en fonction de la pression osmotique externe : Milieu 5°/00 : La pression osmotique dans le milieu intracellulaire (vacuole) est supérieure à celle du milieu extracellulaire (Ci > Ce). L'eau passe à

travers la membrane cytoplasmique du milieu hypotonique vers le milieu hypertonique et la vacuole se trouve remplie d'eau. La cellule gonfle et

exerce une pression sur la paroi (pression de turgescence). La cellule est dite turgescente.

Milieu 9°/00 : Le milieu intracellulaire (vacuole) et le milieu extracellulaire (solution saline à 9‰) possèdent les mêmes pressions osmotiques. Il y a

échange de mêmes volumes d'eau de part et d'autre de la membrane cytoplasmique (la quantité d'eau qui pénètre dans la vacuole est égale à

celle qui en sort) . Le cytoplasme des cellules apparaît moins comprimé contre la membrane squelettique

Milieu 12°/00 : La pression osmotique du milieu extracellulaire est supérieure à celle de la vacuole, il y a diffusion d'eau vers l'extérieur. L'eau a diffusé du milieu hypotonique (vacuole ) vers le milieu hypertonique. La vacuole a perdu beaucoup d'eau ce qui diminue son volume et provoque le décollement de la membrane cytoplasmique. C'est la plasmolyse.

Thème 1 La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant

Chapitre 2 L’unité chimique et structurale du vivant

TP n° 5 seconde :

La cellule, unité structurale

des êtres vivants

Pb: ……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………..

I) La cellule, unité structurale du vivant

A) Observations microscopiques Microphotographies de cellules animales.

Doc 1 : Observation au microscope

optique d'une cellule buccale (x600)

Légendes

Doc. 2 : Observation d’une cellule

humaine au MET ( x25000)

Taille :

Microphotographies de cellules végétales.

Doc. 3 : Observation au microscope

optique d'une cellule de feuille d'élodée

(x600)

Légendes

Doc. 4 : Electronographie d’une cellule de

feuille de Tabac

Taille :

Microphotographies de cellules bactériennes.

Doc. 5 : Observation au microscope

optique de bactéries

Légendes

Doc. 6 : Electronographie d’une cellule de

bactérie observée au MET (microscope à

transmission)

Taille :

MET ×7000

5µm

1 µm

2) Recherche d'indices de parenté

Tableau de comparaison des structures cellulaires

Membrane

plasmique

Cytoplasme Noyau Mitochondrie Chloroplaste Vacuole Matériel

génétique

Cellules animales

Cellules végétales

Bactérie

Bactérie Homme Chêne vert Elodée

Arbre phylogénétique

de quelques êtres vivants

Innovations évolutives

Ancêtre commun de la lignée verte

Ancêtre commun des Eucaryotes

Bilan : Les caractéristiques structurales des cellules.

Tous les êtres vivants sont constitués d'une ou de

plusieurs cellules (unicellulaires/pluricellulaires).

➢ Toutes les cellules sont constituées :

- d’une membrane plasmique : structure qui

délimite la cellule et la sépare du milieu

extérieur

- d’un cytoplasme : milieu intérieur de la

cellule formé d’un liquide et de tout ce qu’il

contient.

- de matériel génétique

➢ Les cellules des animaux et des végétaux ont un

cytoplasme compartimenté qui comprend des

compartiments intracellulaires appelés organites

délimités par une membrane interne et adaptés à

une fonction précise. Elles possèdent un vrai noyau qui protège le matériel génétique ; ce sont des

cellules eucaryotes (« eu »: vrai et « caryon » :

noyau).

➢ Les organites communs aux cellules animales et végétales

(Eucaryotes) sont : le noyau (organite contenant le matériel

génétique) et les mitochondries.

➢ Les constituants cellulaires caractéristiques des cellules

végétales sont :

- la paroi : structure épaisse enveloppant la membrane

- la vacuole - les chloroplastes (organites verts présents dans

les cellules chlorophylliennes).

➢Les bactéries ont un cytoplasme non compartimenté, elles ne

possède pas d'organites, donc pas de vrai noyau: le cytoplasme

assure toutes les fonctions cellulaires : ce sont des cellules

procaryotes.

Rmq: les particules virales (virus) sont considérées “à la frontière du vivant” : ne répondent pas aux propriétés du vivant : naitre/mourir, croitre, se reproduire, se nourrir/respirer, produire des déchets, interagir avec son environnement. Les virus ne sont pas des cellules et ils ne peuvent pas être considérés comme vivants ; aucun virus ne peut se reproduire sans l'intervention de la cellule qu'il parasite. Le virus est une structure biologique particulière : « Il est virus, et c'est tout », constate P. Lépine

DM : => compléter vos connaissances à l’aide des pages 36 à 39.

Exercice 7 p 47

Logiciel cellule 3D téléchargeable sur le site : http://svtedu.free.fr/log/bio_cell.htm

Réponse au pb 4 :

1

2

http://svtedu.free.fr/log/bio_cell.htm