Cellules spécialisées : l’organisme pluricellulaire

Complète avec le mot exact.

1. Un ensemble de cellules semblables, spécialisées dans une même fonction, forme un .
   Un tissu, comme le tissu musculaire.
2. Plusieurs tissus associés qui coopèrent forment un .
   Un organe, comme l’estomac ou la feuille.
3. Le plus petit niveau d’organisation, plus petit que l’organite, est celui de la .
   La molécule : un organite est fait de molécules.
4. Un organisme unicellulaire possède tissu.
   Aucun : une seule cellule assure toutes ses fonctions, il n’y a pas d’ensemble de cellules semblables.

Donne le niveau d’organisation : organisme, appareil, organe, tissu, cellule, organite ou molécule.

1. Un rein →
   Le rein associe plusieurs tissus : c’est un organe.
2. La couche de graisse sous la peau, faite de cellules semblables qui stockent des lipides →
   Des cellules semblables, de même fonction : un tissu (le tissu adipeux).
3. Un pétale de coquelicot →
   Le pétale, partie de la fleur faite de plusieurs tissus, est un organe végétal.
4. Une hématie (globule rouge) →
   Une cellule spécialisée du sang.
5. Le glucose dissous dans le sang →
   Une molécule (un glucide).
6. Le noyau d’un neurone →
   Un compartiment du cytoplasme délimité par une membrane : un organite.
7. Un plant de tournesol →
   Un être vivant entier : un organisme.

Raisonne : chaque question cache un piège.

1. Range du plus grand au plus petit : A chloroplaste, B feuille de laitue, C cellule chlorophyllienne, D molécule de chlorophylle, E tissu chlorophyllien, F plant de laitue. →
   Organisme (F) › organe (B) › tissu (E) › cellule (C) › organite (A) › molécule (D) : FBECAD. Le chloroplaste contient la chlorophylle, pas l’inverse.
2. Un os entier, comme le fémur, n’est pas fait que de tissu osseux : il contient aussi de la moelle, des vaisseaux et des nerfs. C’est donc un .
   Plusieurs tissus qui coopèrent : l’os entier est un organe ; seul le tissu osseux est un tissu.
3. Une amibe, faite d’une seule cellule, est à la fois un organisme et une .
   Chez un unicellulaire, la cellule est l’organisme entier : c’est une cellule, sans tissu ni organe.
4. Le corps compte environ 3,0 × 10¹³ cellules, dont environ 2,5 × 10¹³ globules rouges. Les autres cellules sont environ × 10¹² (à l’unité).
   3,0 × 10¹³ − 2,5 × 10¹³ = 0,5 × 10¹³ = 5 × 10¹². Toutes les autres cellules du corps sont bien moins nombreuses que les globules rouges.

Convertis (1 mm = 1 000 µm ; 1 µm = 1 000 nm ; 1 cm = 10 mm).

1. 0,35 mm = µm
   0,35 × 1 000 = 350 µm.
2. 4 500 nm = µm
   4 500 ÷ 1 000 = 4,5 µm.
3. 18 µm = nm
   18 × 1 000 = 18 000 nm.
4. 25 µm = mm
   25 ÷ 1 000 = 0,025 mm.
5. 0,8 µm = nm
   0,8 × 1 000 = 800 nm.
6. 2,4 cm = µm
   2,4 cm = 24 mm, et 24 × 1 000 = 24 000 µm.
7. 60 nm = µm
   60 ÷ 1 000 = 0,06 µm.
8. 0,007 mm = µm
   0,007 × 1 000 = 7 µm.
9. 1,5 mm = nm
   1,5 mm = 1 500 µm, et 1 500 × 1 000 = 1 500 000 nm.
10. 120 nm = mm
    120 nm = 0,12 µm, et 0,12 ÷ 1 000 = 0,000 12 mm.

Écris l’instrument le moins puissant qui suffit : « œil nu », « microscope optique » ou « microscope électronique ».

1. Une cellule d’épiderme de 35 µm →
   35 µm est sous la limite de l’œil (100 µm) mais bien au-dessus de 0,2 µm : microscope optique.
2. Une graine de moutarde de 1,5 mm →
   1,5 mm dépasse largement 0,1 mm : l’œil nu suffit.
3. Deux replis d’une mitochondrie séparés de 50 nm →
   50 nm = 0,05 µm, moins que 0,2 µm : microscope électronique.
4. Le contour d’un chloroplaste de 5 µm →
   5 µm > 0,2 µm : le contour se voit au microscope optique (pas ses détails).
5. Un détail de 0,18 µm dans un noyau →
   0,18 µm est juste sous 0,2 µm : il faut le microscope électronique.
6. Une colonie de 3 mm formée de millions de bactéries, sur une gélose →
   Chaque bactérie est invisible, mais la colonie de 3 mm se voit à l’œil nu.
7. Une bactérie isolée de 2 µm →
   2 µm > 0,2 µm : le microscope optique la montre, sans détail intérieur.

Calcule en plusieurs étapes (convertis d’abord dans la même unité).

1. Pour couvrir 1,5 mm, il faut aligner cellules de 6 µm.
   1,5 mm = 1 500 µm ; 1 500 ÷ 6 = 250.
2. Un ovocyte de 0,12 mm est fois plus large qu’une tête de spermatozoïde de 5 µm (on admet cette valeur).
   0,12 mm = 120 µm ; 120 ÷ 5 = 24.
3. En mètres, une cellule de 20 µm mesure 2 × 10ⁿ m, avec n = .
   20 µm = 20 × 10⁻⁶ m = 2 × 10⁻⁵ m : l’exposant est −5.
4. Un objet de 0,04 µm est fois plus petit que la limite de résolution du microscope optique.
   0,2 ÷ 0,04 = 5 : il y est invisible.
5. Une cellule de 50 µm est fois plus petite que la limite de résolution de l’œil.
   0,1 mm = 100 µm ; 100 ÷ 50 = 2 : on ne la voit pas à l’œil nu.
6. La limite du microscope électronique (1 nm) est fois plus fine que celle du microscope optique.
   0,2 µm = 200 nm ; 200 ÷ 1 = 200.
7. On admet qu’une cellule a une masse de 3,0 ng. L’eau faisant environ 70 % de sa masse, elle en contient environ ng.
   0,70 × 3,0 = 2,1 ng d’eau.

Calcule (grossissement = oculaire × objectif ; taille réelle = taille mesurée ÷ grossissement).

1. Oculaire ×10, objectif ×100 : grossissement ×
   10 × 100 = 1 000.
2. Oculaire ×15, objectif ×20 : grossissement ×
   15 × 20 = 300.
3. Pour grossir ×400 avec un oculaire ×10, il faut un objectif ×
   400 ÷ 10 = 40.
4. À ×400, une cellule mesure 12 mm sur la photo : taille réelle µm
   12 mm = 12 000 µm ; 12 000 ÷ 400 = 30 µm.
5. À ×1 200, une cellule mesure 27 mm : taille réelle µm
   27 mm = 27 000 µm ; 27 000 ÷ 1 200 = 22,5 µm.
6. À ×2 500, une bactérie mesure 10 mm : taille réelle µm
   10 mm = 10 000 µm ; 10 000 ÷ 2 500 = 4 µm.
7. À ×100, un noyau mesure 0,9 mm : taille réelle µm
   0,9 mm = 900 µm ; 900 ÷ 100 = 9 µm.
8. À ×24 000 (microscope électronique), une mitochondrie mesure 36 mm : taille réelle µm
   36 mm = 36 000 µm ; 36 000 ÷ 24 000 = 1,5 µm.
9. À ×250 000, un détail mesure 50 mm : taille réelle nm
   50 mm = 50 000 µm ; 50 000 ÷ 250 000 = 0,2 µm, soit 200 nm.
10. Une cellule de 25 µm mesure 50 mm sur une photo : grossissement ×
    50 mm = 50 000 µm ; 50 000 ÷ 25 = 2 000.

Microscope électronique et barre d’échelle : taille réelle = (mesure de l’objet ÷ mesure de la barre) × valeur de la barre.

1. Pour voir en relief la surface d’un grain de pollen, on utilise un microscope électronique à .
   Le microscope électronique à balayage montre la surface en relief.
2. Pour voir l’intérieur d’un noyau sur une coupe très fine, on utilise un microscope électronique à .
   À transmission : les électrons traversent une coupe de moins de 0,1 µm.
3. Barre de 20 µm mesurée 32 mm ; cellule de 56 mm : taille réelle µm
   (56 ÷ 32) × 20 = 1,75 × 20 = 35 µm.
4. Barre de 4 µm mesurée 16 mm ; mitochondrie de 12 mm : longueur µm
   (12 ÷ 16) × 4 = 0,75 × 4 = 3 µm.
5. Barre de 50 µm mesurée 15 mm ; cellule de 33 mm : taille réelle µm
   (33 ÷ 15) × 50 = 2,2 × 50 = 110 µm.
6. Barre de 500 nm mesurée 25 mm ; détail de 4 mm : taille réelle nm
   (4 ÷ 25) × 500 = 0,16 × 500 = 80 nm.
7. Barre de 1 µm mesurée 40 mm : grossissement de l’image ×
   40 mm = 40 000 µm ; 40 000 ÷ 1 = 40 000.
8. Barre de 20 µm mesurée 8 mm : grossissement de l’image ×
   8 mm = 8 000 µm ; 8 000 ÷ 20 = 400.
9. Barre de 5 µm mesurée 30 mm ; noyau de 27 mm : taille réelle µm
   (27 ÷ 30) × 5 = 0,9 × 5 = 4,5 µm.
10. Sur une image grossie ×5 000, une barre représentant 2 µm doit mesurer mm.
    2 × 5 000 = 10 000 µm = 10 mm.

Repère les erreurs et enchaîne les étapes.

1. À ×800, une cellule mesure 52 mm. Un élève trouve 41 600 µm. La bonne taille réelle est µm.
   L’élève a multiplié (52 × 800). On convertit puis on divise : 52 mm = 52 000 µm ; 52 000 ÷ 800 = 65 µm.
2. À ×500, un noyau mesure 3,5 mm. Un élève écrit 0,007 µm. La bonne taille est µm.
   3,5 ÷ 500 = 0,007 donne des mm : 0,007 mm = 7 µm. En partant de 3 500 µm : 3 500 ÷ 500 = 7 µm. Un noyau de 0,007 µm serait plus petit qu’un ribosome.
3. Micrographie électronique : barre de 2 µm = 16 mm ; chloroplaste long de 38 mm. Longueur réelle µm (au centième).
   (38 ÷ 16) × 2 = 2,375 × 2 = 4,75 µm.
4. Sur la même image, sa largeur mesure 18 mm : largeur réelle µm (au centième).
   (18 ÷ 16) × 2 = 1,125 × 2 = 2,25 µm.
5. Grossissement de cette image : ×
   16 mm = 16 000 µm ; 16 000 ÷ 2 = 8 000.
6. Deux structures y sont séparées de 1,2 mm : en réalité, de µm (au centième), ce qu’un microscope optique ne distinguerait pas.
   1,2 mm = 1 200 µm ; 1 200 ÷ 8 000 = 0,15 µm, moins que 0,2 µm : confondues au microscope optique.

Complète avec le mot exact.

1. La membrane plasmique est une double couche de dans laquelle sont insérées des protéines.
   Une bicouche de lipides (phospholipides) et des protéines.
2. La membrane plasmique sépare le cytoplasme du milieu extérieur et contrôle les .
   Elle contrôle les échanges entre la cellule et son milieu.
3. Une cellule sans noyau est une cellule .
   Une cellule procaryote, comme une bactérie.
4. Chez une cellule eucaryote, l’ADN se trouve dans le .
   Dans le noyau.
5. Les compartiments du cytoplasme délimités par une membrane, chacun avec une fonction, sont les .
   Les organites : noyau, mitochondries, chloroplastes…

Écris « bactérie », « cellule animale » ou « cellule végétale ».

1. Cellule ronde de 12 µm prélevée dans le sang : noyau, aucune paroi, aucun chloroplaste →
   Eucaryote sans paroi ni chloroplaste : cellule animale (un globule blanc).
2. Cellule d’une racine de radis : paroi de cellulose, noyau, grande vacuole, aucun chloroplaste →
   Paroi de cellulose et grande vacuole : cellule végétale ; sous terre, sans lumière, elle n’a pas de chloroplaste.
3. Paroi, ADN en boucle dans le cytoplasme, 0,5 µm de large, aucun organite →
   Pas de noyau : bactérie, procaryote.
4. Forme étoilée, noyau, pas de paroi, longs prolongements →
   Sans paroi, de forme irrégulière : cellule animale (ici un neurone).
5. Cellule de 1,5 µm à paroi épaisse, dont l’ADN n’est entouré d’aucune enveloppe →
   La paroi ne suffit pas : un ADN sans enveloppe, donc sans noyau, signe une bactérie.
6. Paroi épaisse, noyau, vacuole, nombreux grains verts →
   Paroi et chloroplastes : cellule végétale chlorophyllienne.

Raisonne et calcule.

1. Une membrane de 7 nm est environ fois plus fine que la limite de résolution du microscope optique (à l’unité).
   0,2 µm = 200 nm ; 200 ÷ 7 ≈ 29 : sa structure n’est visible qu’au microscope électronique.
2. Le diamètre d’une cellule de 24 µm vaut environ fois l’épaisseur de sa membrane de 7 nm (à l’unité).
   24 µm = 24 000 nm ; 24 000 ÷ 7 ≈ 3 429 : une enveloppe extrêmement fine.
3. Une cellule végétale possède une paroi et, à l’intérieur de celle-ci, une plasmique.
   Une membrane plasmique : la paroi s’y ajoute, elle ne la remplace pas.
4. Une bactérie n’a pas de noyau : son ADN est dans le cytoplasme.
   Il est libre dans le cytoplasme : pas de noyau ne veut pas dire pas d’ADN.
5. Une cellule de 20 µm de diamètre a un noyau de 6 µm : le noyau occupe % de ce diamètre.
   6 ÷ 20 = 0,30, soit 30 %.

Complète avec le mot exact.

1. Toutes les cellules d’un organisme proviennent d’une cellule unique, la .
   La cellule-œuf, née de la fécondation.
2. Elles possèdent donc toutes, au départ, la même génétique.
   La même information génétique, copiée à chaque division.
3. Une cellule spécialisée n’exprime qu’une de ses gènes.
   Une partie seulement.
4. Des cellules non spécialisées, qui se divisent et peuvent donner plusieurs types de cellules, sont des cellules .
   Des cellules souches.

Complète en reliant chaque cellule à sa particularité.

1. Un neurone et une cellule de la peau d’une même personne ont les mêmes gènes, mais ils n’ pas les mêmes.
   Ils n’expriment pas les mêmes gènes : protéines différentes.
2. Un spermatozoïde ne contient que la de l’information génétique de l’homme qui l’a produit.
   La moitié : c’est un gamète.
3. Une cellule musculaire contient de nombreuses , qui fournissent l’énergie de la contraction.
   Des mitochondries.
4. Une cellule caliciforme de l’intestin est remplie de vésicules de .
   De mucus, qui protège la paroi intestinale.
5. Une cellule musculaire fabrique en grande quantité deux protéines contractiles, l’actine et la .
   La myosine : leurs gènes y sont fortement exprimés.

Raisonne et calcule.

1. Une feuille de violette africaine (Saintpaulia), plantée par son pétiole, donne en quelques semaines de jeunes plantes complètes. Ces jeunes plantes ont des racines, alors que la feuille n’en avait pas : les cellules du pétiole avaient donc gardé les gènes nécessaires pour fabriquer des cellules de .
   De racine (et de tige, de fleur…) : une cellule spécialisée de la feuille garde toute l’information génétique de la plante.
2. Un horticulteur plante 40 feuilles ; 34 donnent de jeunes plantes (données imaginées). Taux de réussite : %.
   34 ÷ 40 = 0,85, soit 85 %. Les 15 % d’échecs ne prouvent pas une perte de gènes : un seul succès suffit à montrer que l’information génétique était complète.
3. Pour montrer qu’un neurone n’a pas perdu le gène de la kératine de la peau, il faut constater que ce gène est dans son ADN.
   Que le gène est présent dans l’ADN, même si la protéine n’est pas fabriquée.
4. Des cellules spécialisées de souris, reprogrammées en laboratoire, redonnent des neurones, des cellules musculaires… : elles n’avaient perdu gène nécessaire.
   Elles n’avaient perdu aucun gène : leur spécialisation reposait sur l’expression d’une partie des gènes (travaux récompensés par le prix Nobel 2012).

Complète avec le mot exact.

1. La matrice extracellulaire est fabriquée par les cellules et située elles.
   Elle est entre les cellules, à l’extérieur des membranes.
2. La plupart de ses molécules assurent l’ des cellules entre elles.
   L’adhérence : la cohésion du tissu.
3. Chez les végétaux, la matrice forme la autour de chaque cellule.
   La paroi.
4. Les fibres qui donnent sa rigidité à la paroi végétale sont faites de .
   De cellulose.
5. Chez les animaux, la principale protéine fibreuse de la matrice est le .
   Le collagène.

Écris « organite », « membrane » ou « matrice » (matrice extracellulaire).

1. La paroi d’une cellule de feuille →
   Extracellulaire : matrice.
2. Une mitochondrie →
   Compartiment du cytoplasme : organite.
3. Les fibres de collagène d’un tendon →
   Entre les cellules : matrice.
4. La double couche de lipides qui entoure le cytoplasme →
   La membrane plasmique.
5. Le phosphate de calcium déposé dans l’os →
   Il minéralise la matrice osseuse.
6. Un chloroplaste →
   Un organite des cellules chlorophylliennes.
7. La grande vacuole d’une cellule de pétale →
   Compartiment du cytoplasme délimité par une membrane : organite.

Raisonne sur des expériences.

1. Un os laissé plusieurs jours dans du vinaigre perd son phosphate de calcium mais garde son collagène : il devient (souple ou cassant).
   Sans minéral, il reste le collagène : l’os devient souple.
2. Un autre os, chauffé longtemps au four, se brise au moindre choc : il a perdu la molécule qui le rendait résistant, le .
   Le collagène, molécule organique détruite par la chaleur : il ne reste que le phosphate de calcium, dur mais cassant.
3. Le bois est dur parce que la paroi de ses cellules s’enrichit en .
   En lignine.
4. Dans le cartilage, des cellules peu nombreuses sont dispersées dans beaucoup de extracellulaire.
   De matrice : c’est un tissu conjonctif.