Karamö, le prof virtuelLeçon 2 sur 23
Étude comparée de la cellule animale et de la cellule végétale
Je sais comparer une cellule animale et une cellule végétale, expliquer leurs points communs et leurs différences, et relier chaque différence au mode de vie de l'animal et de la plante.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Réaliser et interpréter l'observation d'une cellule d'épiderme d'oignon et d'une cellule de muqueuse buccale
- Dresser le tableau des ressemblances et des différences entre cellule animale et cellule végétale
- Relier la paroi, la vacuole et les chloroplastes au mode de vie des végétaux
- Reconnaître le type d'une cellule à partir d'un schéma ou d'une description
Avant de commencer : La leçon précédente (théorie cellulaire, organites, microscope, calcul de taille réelle).
1Je découvre
Dans un jardin maraîcher de Dubréka, Fatoumata aide sa tante à arroser les salades. À midi, sous un soleil très fort, les feuilles de salade que personne n'a encore arrosées sont molles et tombantes. Un quart d'heure après l'arrosage, elles se redressent, fermes et bien vertes. Le soir, en préparant le repas, Fatoumata remarque aussi que la viande de poulet est souple, sans rien de vert, alors que la feuille de manioc est verte et la tige de maïs est dure.
Au lycée, elle raconte ces observations à son professeur. « Une feuille qui se redresse avec l'eau, une plante verte et rigide, un animal mou et sans couleur verte : tout cela s'explique au niveau de la cellule », répond-il.
Dans la leçon précédente, nous avons vu que tous les êtres vivants sont faits de cellules qui ont le même plan d'organisation. Mais une cellule de feuille ressemble-t-elle vraiment à une cellule de la peau ou du muscle ?
Quels sont les points communs et les différences entre une cellule animale et une cellule végétale, et comment ces différences s'expliquent-elles ?
2Je comprends
1. Observer les deux types de cellules
La cellule végétale : l'épiderme d'oignon. On détache, à l'intérieur d'une écaille d'oignon, une fine pellicule transparente (l'épiderme). On l'étale sur une lame dans une goutte d'eau iodée ou de rouge neutre, on couvre d'une lamelle et on observe au microscope.
On voit des cellules allongées, de forme polygonale, serrées les unes contre les autres comme les pavés d'une cour. Chaque cellule est limitée par un contour épais et net, la paroi. Le noyau, coloré, est souvent repoussé contre la paroi ; le centre de la cellule est occupé par une grande vacuole (très visible avec le rouge neutre, qui la colore).
La cellule animale : la muqueuse buccale. On racle doucement l'intérieur de la joue avec une spatule propre (ou un coton-tige), on étale le produit dans une goutte de bleu de méthylène et on couvre d'une lamelle.
On voit des cellules isolées ou en petits groupes, de forme arrondie ou irrégulière, souvent plissées, limitées par un contour très fin. Le noyau, bien coloré, est en position centrale. On ne voit pas de grande vacuole.
- 1Prélever : épiderme d'oignon ou cellules de la joue raclées doucement
- 2Déposer sur une lame propre dans une goutte de colorant
- 3Couvrir d'une lamelle en évitant les bulles d'air
- 4Observer au faible grossissement puis au fort grossissement
- 5Dessiner et légender une cellule, en indiquant le grossissement
2. Ce que les deux cellules ont en commun
Malgré leur aspect différent, la cellule animale et la cellule végétale sont toutes deux des cellules eucaryotes. Elles possèdent :
- une membrane plasmique qui contrôle les échanges ;
- un cytoplasme avec son hyaloplasme ;
- un noyau entouré d'une enveloppe nucléaire, avec chromatine et nucléole ;
- des mitochondries (respiration) ;
- des ribosomes, un réticulum endoplasmique, un appareil de Golgi.
Ces points communs traduisent l'unité du monde vivant : animaux et végétaux respirent, fabriquent des protéines à partir des informations de leur ADN et se divisent de la même façon.
3. Ce qui différencie les deux cellules
| Caractère | Cellule végétale | Cellule animale |
|---|---|---|
| Paroi | présente, rigide, surtout faite de cellulose | absente |
| Forme | régulière, polygonale, fixe | variable, souvent arrondie |
| Vacuole | une grande vacuole qui occupe la plus grande partie de la cellule adulte | petites vacuoles, peu nombreuses |
| Plastes | chloroplastes (dans les parties vertes), amyloplastes (réserve d'amidon) | absents |
| Centrosome (centrioles) | absent chez les plantes à fleurs | présent |
| Position du noyau | souvent contre la paroi, repoussé par la vacuole | souvent central |
| Réserve de glucides | amidon | glycogène |
- Paroi de cellulose
- Grande vacuole
- Chloroplastes
- Pas de centrioles
- Réserve : amidon
- Pas de paroi
- Petites vacuoles
- Pas de chloroplaste
- Centrosome avec centrioles
- Réserve : glycogène
4. Chaque différence a un sens
La paroi : soutien et protection. Une plante n'a pas de squelette. C'est la paroi, rigide, qui donne à chaque cellule une forme fixe et à la plante sa tenue. Chez le maïs ou le bambou, certaines parois s'épaississent encore et rendent la tige dure. L'animal, lui, se déplace : ses cellules souples peuvent changer de forme, et son soutien est assuré par le squelette.
La vacuole : réserve d'eau et turgescence. Quand la plante a assez d'eau, la vacuole se remplit et pousse le cytoplasme contre la paroi : la cellule est turgescente, ferme comme un ballon gonflé dans une boîte. Quand la plante manque d'eau, les vacuoles se vident, les cellules deviennent flasques et la feuille se fane. C'est exactement ce qu'a observé Fatoumata avec les salades : l'arrosage a rempli les vacuoles et les feuilles se sont redressées. La vacuole stocke aussi des pigments (couleur de certaines fleurs), des sucres et des déchets.
Les chloroplastes : l'autotrophie. Les chloroplastes contiennent la chlorophylle, pigment vert qui capte l'énergie de la lumière. Grâce à eux, la plante fabrique sa propre matière organique à partir d'eau, de dioxyde de carbone et de sels minéraux : on dit qu'elle est autotrophe. L'animal, sans chloroplaste, doit consommer de la matière organique déjà fabriquée : il est hétérotrophe. Attention : les cellules des racines, du bulbe d'oignon ou du tubercule de manioc, qui ne reçoivent pas de lumière, n'ont pas de chloroplastes.
Les réserves. La plante stocke ses glucides sous forme d'amidon (grains du tubercule de manioc, de la patate douce, du grain de riz), qui bleuit avec l'eau iodée. L'animal les stocke sous forme de glycogène, surtout dans le foie et les muscles.
Méthode
Pour identifier le type d'une cellule sur un schéma ou une photographie :
- Je cherche une paroi épaisse et une forme polygonale : indices d'une cellule végétale.
- Je cherche une grande vacuole centrale et des chloroplastes : ils confirment le végétal.
- Je cherche des centrioles et une forme arrondie sans paroi : indices d'une cellule animale.
- Je conclus en citant au moins deux arguments, car un seul indice peut manquer (une cellule de racine n'a pas de chloroplaste).
Exemple
Une cellule observée au microscope électronique possède : une membrane plasmique, un noyau, des mitochondries, des centrioles, de nombreux petits grains de glycogène, et aucune paroi. De quel type de cellule s'agit-il ?
Absence de paroi : argument pour une cellule animale.
Présence de centrioles : argument pour une cellule animale.
Réserve de glycogène : argument pour une cellule animale.
Conclusion : c'est une cellule animale (par exemple une cellule du foie, riche en glycogène).
Exemple
Une cellule de tubercule de manioc possède une paroi, une vacuole, de nombreux grains d'amidon, mais aucun chloroplaste. Un élève dit : « Pas de chloroplaste, donc c'est une cellule animale. » A-t-il raison ?
Non. La paroi de cellulose et les grains d'amidon sont des caractères végétaux.
L'absence de chloroplastes s'explique : le tubercule est sous terre, sans lumière ; ses plastes stockent de l'amidon (amyloplastes).
Conclusion : c'est une cellule végétale non chlorophyllienne.
5. Un calcul utile : la taille réelle des cellules observées
Comme dans la leçon précédente, on peut comparer les dimensions des deux cellules à partir d'un dessin.
Exemple
Au grossissement 100, une cellule d'épiderme d'oignon mesure 3 cm de long sur le dessin ; au grossissement 400, une cellule de joue mesure 2,4 cm. Compare leurs tailles réelles.
Oignon : 3 cm = 30 000 µm ; 30 000 ÷ 100 = 300 µm.
Joue : 2,4 cm = 24 000 µm ; 24 000 ÷ 400 = 60 µm.
Rapport : 300 ÷ 60 = 5. Sur ces dessins, la cellule d'oignon est 5 fois plus longue que la cellule de joue.
3Je retiens
Je retiens
Cellule animale et cellule végétale sont des cellules eucaryotes : membrane plasmique, cytoplasme, noyau, mitochondries, ribosomes, Golgi.
La cellule végétale a en plus : une paroi de cellulose, une grande vacuole, des plastes (chloroplastes dans les parties vertes).
La cellule animale a en plus : un centrosome (centrioles) ; elle n'a ni paroi ni chloroplaste.
Réserves : amidon chez le végétal, glycogène chez l'animal.
Paroi = soutien ; vacuole pleine = turgescence ; vacuole vide = cellule flasque (plante fanée).
Chloroplastes = autotrophie ; leur absence chez l'animal = hétérotrophie.
4Erreurs fréquentes
- Dire que la cellule végétale n'a pas de membrane plasmique : elle en a une, collée contre la face interne de la paroi. La paroi s'ajoute à la membrane, elle ne la remplace pas.
- Croire que toutes les cellules végétales ont des chloroplastes : les cellules des racines, des bulbes et des tubercules n'en ont pas.
- Penser que les cellules animales n'ont pas de mitochondries parce qu'elles n'ont pas de chloroplastes : animaux et végétaux respirent, les deux ont des mitochondries.
- Donner une seule différence pour conclure : il faut toujours au moins deux arguments pour identifier une cellule.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Cite quatre éléments communs à la cellule animale et à la cellule végétale.
b) Cite trois éléments propres à la cellule végétale et un élément propre à la cellule animale.
c) Quel colorant utilise-t-on pour bien voir la vacuole de l'épiderme d'oignon ?
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a) Membrane plasmique, cytoplasme, noyau, mitochondries (on accepte aussi ribosomes, appareil de Golgi, réticulum endoplasmique).
b) Propres à la cellule végétale : paroi de cellulose, grande vacuole, chloroplastes (plastes). Propre à la cellule animale : centrosome avec ses centrioles.
c) Le rouge neutre, qui colore la vacuole.
2Exercice 2
Réponds par vrai ou faux et corrige les phrases fausses.
a) La cellule de la joue possède une paroi fine.
b) Le glycogène est la réserve de glucides des animaux.
c) Toutes les cellules d'un plant de manioc contiennent des chloroplastes.
d) Les cellules végétales possèdent des mitochondries.
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a) Faux : la cellule de joue n'a pas de paroi ; elle est limitée seulement par sa membrane plasmique.
b) Vrai.
c) Faux : seules les cellules des parties vertes exposées à la lumière (feuilles, jeunes tiges) contiennent des chloroplastes ; les cellules des racines et des tubercules n'en ont pas.
d) Vrai : elles respirent comme les cellules animales.
3Exercice 3
Explique, en utilisant la notion de vacuole, pourquoi les feuilles d'un champ d'arachide se fanent en fin de saison sèche et se redressent après une bonne pluie.
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En fin de saison sèche, la plante perd plus d'eau qu'elle n'en absorbe. Les vacuoles de ses cellules se vident, la pression de l'eau sur la paroi diminue : les cellules deviennent flasques et les feuilles se fanent. Après la pluie, les racines absorbent de l'eau, les vacuoles se remplissent à nouveau, le cytoplasme est plaqué contre la paroi : les cellules redeviennent turgescentes et les feuilles se redressent.
4Exercice 4
Au grossissement 400, une cellule de feuille mesure 1,6 cm sur le dessin. Au grossissement 100, une cellule du même tissu mesure 4 mm sur un autre dessin. Calcule les deux tailles réelles et dis si ces cellules ont une taille comparable.
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Première cellule : 1,6 cm = 16 000 µm ; 16 000 ÷ 400 = 40 µm.
Deuxième cellule : 4 mm = 4 000 µm ; 4 000 ÷ 100 = 40 µm.
Les deux cellules ont la même taille réelle (40 µm), même si les dessins sont très différents : le grossissement change la taille de l'image, pas celle de la cellule.
5Exercice 5
(Type examen) On donne la description de trois cellules :
- Cellule X : paroi, grande vacuole, chloroplastes, noyau contre la paroi.
- Cellule Y : pas de paroi, centrioles, noyau central, grains de glycogène.
- Cellule Z : paroi de cellulose, vacuole, grains d'amidon, pas de chloroplaste.
a) Identifie chaque cellule en justifiant par deux arguments.
b) Propose un organe d'où peut provenir la cellule Z et explique l'absence de chloroplaste.
c) Laquelle de ces cellules est capable de photosynthèse ? Justifie.
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a) X : cellule végétale chlorophyllienne (paroi, grande vacuole, chloroplastes). Y : cellule animale (pas de paroi, centrioles, réserve de glycogène). Z : cellule végétale (paroi de cellulose, vacuole, réserve d'amidon).
b) Z peut provenir d'un tubercule (manioc, igname, patate douce) ou d'une racine. Ces organes sont souterrains, donc privés de lumière : leurs cellules ne fabriquent pas de chlorophylle et stockent l'amidon produit par les feuilles.
c) Seule la cellule X, car elle est la seule à posséder des chloroplastes, organites contenant la chlorophylle qui capte l'énergie lumineuse.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.
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