Karamö, le prof virtuelLeçon 3 sur 29
Les cellules eucaryotes
Je sais décrire une cellule eucaryote animale et végétale, donner le rôle de ses organites et la comparer à une cellule procaryote.
- 55 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir une cellule eucaryote et citer des êtres vivants eucaryotes
- Nommer les organites d'une cellule eucaryote et donner leur rôle
- Comparer cellule animale et cellule végétale
- Comparer cellules procaryote et eucaryote, y compris par le calcul des tailles
Avant de commencer : Les leçons « La cellule » (membrane, cytoplasme, microscope, micromètre) et « Les cellules procaryotes » (structure d'une bactérie).
1Je découvre
À Kindia, Mariama aide sa grand-mère à faire le pain de la fête. La grand-mère délaye une poudre beige, la levure, dans de l'eau tiède sucrée, puis la mélange à la farine. Une heure plus tard, la pâte a gonflé. « La levure est vivante, dit-elle. Elle mange le sucre et rejette un gaz qui fait lever la pâte. »
Au collège, Mariama observe de la levure au microscope. Elle voit des cellules ovales, bien plus grosses que les bactéries vues la semaine précédente, et elle distingue dans chacune un noyau. Le professeur projette ensuite une photographie d'une cellule de feuille de manguier prise au microscope électronique : on y voit un noyau, des grains verts et beaucoup d'autres petites structures.
Mariama se demande : la levure, la feuille de manguier et nos propres cellules sont-elles construites de la même manière ? Et qu'est-ce qui les distingue des bactéries ?
Comment est organisée une cellule eucaryote, et quel est le rôle de chacune de ses parties ?
2Je comprends
1. Définition
Une cellule eucaryote est une cellule qui possède un vrai noyau : son ADN est enfermé dans une enveloppe nucléaire. Le mot vient du grec eu (vrai) et karyon (noyau).
Les êtres vivants formés de cellules eucaryotes sont appelés eucaryotes. Ce sont :
- les animaux (l'homme, la chèvre, le poisson, le moustique) ;
- les végétaux (le manguier, le riz, le fonio, les algues) ;
- les champignons (les champignons des bois, les moisissures, la levure) ;
- de nombreux êtres unicellulaires comme l'amibe, la paramécie ou le plasmodium, responsable du paludisme.
Les cellules eucaryotes sont plus grandes que les bactéries : en général 10 à 100 µm.
2. Les organites de la cellule eucaryote
La grande nouveauté par rapport à la bactérie est la présence d'organites : de petits compartiments entourés d'une membrane, chacun ayant un travail précis, comme les pièces d'une concession où chaque case a son usage.
| Organite | Description | Rôle |
|---|---|---|
| Noyau | entouré d'une double enveloppe percée de pores ; contient les chromosomes (ADN) | commande l'activité de la cellule ; contient l'information génétique |
| Mitochondrie | petit bâtonnet de 1 à 2 µm, à double membrane | respiration cellulaire : produit l'énergie à partir des nutriments et du dioxygène |
| Réticulum endoplasmique | réseau de sacs et de canaux ; il peut porter des ribosomes | fabrication et transport des protéines et des lipides |
| Appareil de Golgi | pile de sacs aplatis | modifie, emballe et expédie les molécules fabriquées |
| Ribosomes | petits grains (libres ou sur le réticulum) | fabrication des protéines |
| Lysosomes (surtout chez l'animal) | petites vésicules | digestion des déchets et des particules |
| Vacuole (grande chez le végétal) | sac rempli d'eau et de substances dissoutes | réserve d'eau et de substances, maintien de la forme |
| Chloroplaste (végétal seulement) | organite vert de quelques µm, contenant la chlorophylle | photosynthèse : fabrique la matière organique grâce à la lumière |
Le cytoplasme remplit l'espace entre ces organites. La membrane plasmique limite la cellule.
- 1Le noyau contient l'ADN et envoie les « instructions » de fabrication
- 2Les ribosomes du réticulum fabriquent les protéines selon ces instructions
- 3L'appareil de Golgi reçoit les protéines, les modifie et les emballe dans des vésicules
- 4Les vésicules transportent les protéines vers la membrane ou hors de la cellule
- 5Pendant tout ce travail, les mitochondries fournissent l'énergie nécessaire
3. Cellule animale et cellule végétale
Les cellules animales et végétales sont toutes deux eucaryotes, mais elles présentent des différences.
- Membrane plasmique seule
- Pas de chloroplastes
- Petites vacuoles ou aucune
- Forme souvent arrondie, variable
- Réserves de glycogène
- Membrane plasmique doublée d'une paroi de cellulose
- Chloroplastes dans les parties vertes
- Une grande vacuole centrale
- Forme régulière, souvent polygonale
- Réserves d'amidon
Les deux possèdent : un noyau, un cytoplasme, des mitochondries, un réticulum, un appareil de Golgi et des ribosomes. Attention : la plante respire aussi, jour et nuit, grâce à ses mitochondries ; les chloroplastes, eux, ne font la photosynthèse qu'à la lumière.
4. Comparer procaryotes et eucaryotes
| Caractère | Cellule procaryote (bactérie) | Cellule eucaryote |
|---|---|---|
| Noyau | absent (nucléoïde) | présent, avec enveloppe |
| ADN | un chromosome circulaire | plusieurs chromosomes linéaires dans le noyau |
| Organites à membrane | absents | présents (mitochondries, Golgi…) |
| Ribosomes | présents | présents |
| Taille habituelle | 1 à 5 µm | 10 à 100 µm |
| Exemples | vibrion du choléra, bactéries lactiques | levure, amibe, cellules humaines, cellules du riz |
Le point commun reste celui de toutes les cellules : membrane plasmique, cytoplasme, ADN, ribosomes.
Exemple
Une cellule de foie mesure 20 µm et une bactérie 2 µm. Combien de fois la cellule est-elle plus longue ?
Rapport des longueurs = 20 ÷ 2 = 10.
La cellule de foie est 10 fois plus longue que la bactérie.
Si l'on imagine deux cubes, le volume est multiplié par 10 × 10 × 10 = 1 000 : la cellule de foie a un volume environ 1 000 fois plus grand.
Exemple
Sur une photographie au microscope électronique grossie 10 000 fois, une mitochondrie mesure 15 mm. Quelle est sa longueur réelle ?
Taille réelle = 15 mm ÷ 10 000 = 0,0015 mm.
En micromètres : 0,0015 × 1 000 = 1,5 µm.
La mitochondrie mesure 1,5 µm : elle a la taille d'une petite bactérie, c'est pourquoi on ne voit bien son organisation qu'au microscope électronique.
Méthode
Pour identifier une cellule sur un document :
- Je cherche d'abord un noyau entouré d'une enveloppe : s'il est absent, la cellule est procaryote ; s'il est présent, elle est eucaryote.
- Si elle est eucaryote, je cherche une paroi, des chloroplastes et une grande vacuole : s'ils sont présents, c'est une cellule végétale.
- Je vérifie la taille (calculée avec le grossissement) pour confirmer.
- Je rédige ma conclusion en citant au moins deux arguments tirés du document.
3Je retiens
Je retiens
Une cellule eucaryote possède un vrai noyau entouré d'une enveloppe nucléaire et des organites entourés de membranes.
Eucaryotes : animaux, végétaux, champignons, amibe, paramécie, plasmodium.
Noyau : information génétique ; mitochondrie : respiration et énergie ; chloroplaste : photosynthèse.
Réticulum, ribosomes et appareil de Golgi : fabrication, transformation et expédition des protéines.
Cellule végétale : paroi de cellulose, chloroplastes, grande vacuole, réserves d'amidon.
Cellule animale : pas de paroi, pas de chloroplastes, réserves de glycogène.
Taille : 10 à 100 µm, contre 1 à 5 µm pour une bactérie.
4Erreurs fréquentes
- Dire que les plantes ne respirent pas : toutes les cellules eucaryotes ont des mitochondries et respirent, jour et nuit.
- Placer des chloroplastes dans une cellule animale ou dans une cellule de racine : ils n'existent que dans les parties vertes des végétaux.
- Confondre la levure avec une bactérie : la levure est un champignon unicellulaire, eucaryote, avec un noyau.
- Oublier que la bactérie possède aussi des ribosomes : c'est un point commun des deux types de cellules.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Donne le rôle de chacun des organites suivants : noyau, mitochondrie, chloroplaste, vacuole, appareil de Golgi.
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Noyau : contient l'information génétique (ADN) et commande l'activité de la cellule. Mitochondrie : respiration cellulaire, production d'énergie. Chloroplaste : photosynthèse, fabrication de matière organique à la lumière. Vacuole : réserve d'eau et de substances, maintien de la forme de la cellule. Appareil de Golgi : modifie, emballe et expédie les protéines.
2Exercice 2
Classe en procaryotes et eucaryotes : la levure, le vibrion du choléra, l'amibe, une cellule de feuille de riz, le bacille de la tuberculose, un globule blanc.
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Procaryotes : le vibrion du choléra, le bacille de la tuberculose. Eucaryotes : la levure, l'amibe, la cellule de feuille de riz, le globule blanc.
3Exercice 3
Une cellule d'épiderme de feuille mesure 80 µm et une bactérie du sol 2 µm.
a) Combien de fois la cellule végétale est-elle plus longue que la bactérie ?
b) Combien de bactéries faut-il aligner sur la longueur de la cellule ?
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a) 80 ÷ 2 = 40 : la cellule est 40 fois plus longue.
b) Il faut aligner 40 bactéries.
4Exercice 4
Fanta affirme : « Une cellule de racine de manioc possède forcément des chloroplastes, puisque c'est une cellule végétale. » A-t-elle raison ? Explique.
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Non. La cellule de racine de manioc est bien végétale (paroi, grande vacuole), mais la racine vit dans le sol, à l'obscurité : ses cellules n'ont pas de chloroplastes. Les chloroplastes se trouvent seulement dans les parties vertes (feuilles, tiges jeunes). La racine de manioc stocke au contraire de l'amidon fabriqué par les feuilles.
5Exercice 5
(Type BEPC) On donne la description de deux cellules observées au microscope électronique.
Cellule A : 30 µm ; noyau entouré d'une enveloppe ; mitochondries ; paroi ; grande vacuole ; chloroplastes.
Cellule B : 15 µm ; noyau entouré d'une enveloppe ; mitochondries ; appareil de Golgi ; pas de paroi ; nombreuses petites vésicules.
a) Ces cellules sont-elles procaryotes ou eucaryotes ? Justifie.
b) Laquelle est une cellule végétale ? Donne trois arguments.
c) Quel organite commun aux deux cellules produit l'énergie ?
d) Sur un schéma, la cellule A mesure 12 cm. Calcule le grossissement du schéma.
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a) Les deux cellules sont eucaryotes : elles possèdent un noyau entouré d'une enveloppe et des organites (mitochondries).
b) La cellule A est végétale : elle possède une paroi, une grande vacuole et des chloroplastes.
c) La mitochondrie, siège de la respiration cellulaire.
d) 12 cm = 120 mm = 120 000 µm. Grossissement = 120 000 ÷ 30 = 4 000. Le schéma est grossi 4 000 fois.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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