Noyau, mitochondries, ribosomes, appareil de Golgi : le microscope électronique dévoile les ateliers de la cellule.
www.ndolomath.comFiche de révision de SVTEEHB : « Ultrastructure et rôles des organites cellulaires », proposée par ndolomath.comndolomath
Ultrastructure et rôles des organites cellulaires
Module I : Le monde vivantSéquence 1 : Identité biologique des organismesSéance 2 : Ultrastructures et rôles des organites
💡 Idée principale : au microscope électronique, le cytoplasme apparaît rempli d’organites spécialisés limités par des membranes : le noyau garde l’information génétique, les mitochondries produisent l’énergie, les ribosomes et le réticulum fabriquent les protéines, l’appareil de Golgi les emballe et les expédie.
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Étapes résumées
Le microscope électronique grossit jusqu’à × 500 000 : il révèle l’ultrastructure.
Le noyau, entouré d’une double enveloppe percée de pores, contient la chromatine (ADN).
Réticulum, ribosomes et appareil de Golgi forment la chaîne de fabrication des protéines.
Mitochondrie (respiration) et chloroplaste (photosynthèse) convertissent l’énergie.
La membrane plasmique contrôle les échanges entre la cellule et son milieu.
les organitesla cellulela mitochondrie
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Situation problème
Au cours d’une visite à l’université de Yaoundé I, les élèves de Première D découvrent une photographie de cellule prise au microscope électronique. Lionel est surpris : « Au lycée, je ne voyais qu’un noyau et du cytoplasme “vide” ! » Le guide répond que ce cytoplasme est une véritable usine, avec ses ateliers, sa centrale électrique et son service d’expédition.
Consignes :
Relève le problème posé.
Pourquoi Lionel ne voyait-il pas ces structures au lycée ?
Cite des « ateliers » de la cellule et propose un rôle pour chacun.
Compétence visée
Identifier les organites cellulaires et leur rôle pour comprendre le fonctionnement de la cellule.
Objectifs de la leçon
Distinguer structure (microscope optique) et ultrastructure (microscope électronique).
Reconnaître les organites sur une électronographie et donner leur rôle.
Décrire l’ultrastructure de la mitochondrie et du chloroplaste.
le problèmel’objectifl’observation
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Du microscope optique au microscope électronique
1. Deux microscopes, deux niveaux d’observation
Caractère
Microscope optique
Microscope électronique
Source
lumière
faisceau d’électrons
Lentilles
en verre
électromagnétiques (bobines)
Grossissement maximal
≈ × 1 500
jusqu’à × 500 000
Pouvoir séparateur
≈ 0,2 µm
≈ 0,2 nm (mille fois mieux)
Image
colorée, objet vivant possible
noir et blanc (électronographie), objet mort
2. Structure et ultrastructure
La structure est ce que l’on voit au microscope optique (noyau, cytoplasme, membrane). L’ultrastructure est l’organisation fine révélée par le microscope électronique : organites, membranes internes, ribosomes.
Exemple : 1 µm = 1 000 nm. Un ribosome mesure environ 25 nm : il est invisible au microscope optique.
la tiquela lampe-torchele suivi
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Les organites de la cellule et leurs rôles
Activité 1 : lire une électronographie (TP virtuel)
Le document 1 est le schéma d’interprétation d’une électronographie de cellule animale (cellule du pancréas).
Document 1 : ultrastructure d’une cellule animale.
Quels organites sont limités par une double membrane ?
Quels organites forment un réseau de membranes dans le cytoplasme ?
Quel élément n’est pas limité par une membrane ?
Ce qu’il faut comprendre : le noyau et la mitochondrie ont une enveloppe double. Le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi forment un système de membranes internes. Les ribosomes sont de simples grains de ribonucléoprotéines, sans membrane.
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3. Rôles des principaux organites
Organite
Description
Rôle
Noyau
enveloppe double à pores, chromatine, nucléole
contient l’ADN, dirige la cellule
Ribosomes
petits grains libres ou fixés au réticulum
synthèse des protéines
Réticulum endoplasmique
réseau de sacs et canaux
fabrication et transport des molécules
Appareil de Golgi
pile de saccules aplatis + vésicules
maturation, emballage, sécrétion
Mitochondrie
double membrane, crêtes, matrice
respiration cellulaire : produit l’ATP
Lysosome
petite vésicule riche en enzymes
digestion intracellulaire
Centrosome
deux centrioles perpendiculaires
organise le fuseau lors de la division
le cortexla synapseles anticorps
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Mitochondries et chloroplastes, convertisseurs d’énergie
Activité 2 : comparer deux organites énergétiques
Observe le document 2 qui présente la mitochondrie (toutes les cellules eucaryotes) et le chloroplaste (cellules chlorophylliennes).
Document 2 : ultrastructure de la mitochondrie et du chloroplaste.
Quel point commun présentent ces deux organites ?
Comment la surface de la membrane interne de la mitochondrie est-elle augmentée ?
Ce qu’il faut comprendre : les deux organites sont limités par une double membrane et possèdent leur propre ADN et des enzymes. La membrane interne de la mitochondrie forme des replis, les crêtes, qui augmentent la surface des réactions de la respiration. Le chloroplaste contient des thylakoïdes empilés en grana, porteurs de la chlorophylle.
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Deux centrales énergétiques complémentaires
Mitochondrie
Oxyde les nutriments (respiration) et fabrique l’ATP utilisable par la cellule. Nombreuses dans les muscles et le foie.
⇄
Chloroplaste
Capte l’énergie lumineuse et fabrique de la matière organique (photosynthèse). Abondant dans les feuilles vertes.
La membrane plasmique et l’unité des cellules
4. La membrane plasmique
Vue au microscope électronique, elle apparaît comme une double ligne sombre de 7,5 nm environ. Elle est formée d’une double couche de phospholipides dans laquelle sont insérées des protéines mobiles : c’est le modèle de la mosaïque fluide. Elle est sélective : elle laisse entrer les nutriments et sortir les déchets.
Cellules procaryotes et eucaryotes
Procaryote (bactérie)
Pas de vrai noyau : l’ADN est libre dans le cytoplasme ; pas d’organites à membrane ; ribosomes présents.
≠
Eucaryote (animal, végétal, champignon)
Vrai noyau entouré d’une enveloppe ; nombreux organites spécialisés.
la membraneles ombresles enveloppes
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Une division du travail
Chaque organite assure une fonction précise : la cellule fonctionne comme une usine organisée.
Le nombre d’organites dépend de l’activité : beaucoup de mitochondries dans le muscle cardiaque, beaucoup de réticulum et de Golgi dans les cellules sécrétrices du pancréas.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Le microscope électronique révèle l’ultrastructure de la cellule.
Le noyau, à enveloppe double percée de pores, renferme l’ADN et dirige la cellule.
Ribosomes, réticulum et appareil de Golgi fabriquent, transportent et sécrètent les protéines.
La mitochondrie produit l’ATP par la respiration ; le chloroplaste réalise la photosynthèse.
La membrane plasmique (mosaïque fluide) contrôle les échanges de la cellule.
je retiensles molécules d’ATPles outils
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Vocabulaire à connaître
Organitestructure spécialisée du cytoplasme, souvent limitée par une membrane.Ultrastructureorganisation visible seulement au microscope électronique.Électronographiephotographie obtenue au microscope électronique.Crêterepli de la membrane interne de la mitochondrie.Thylakoïdesac aplati du chloroplaste qui porte la chlorophylle.
Je m’évalue
1. Quel organite fournit l’ATP à la cellule ?
2. Où sont fabriquées les protéines ?
3. Pourquoi ne voit-on pas les ribosomes au microscope optique ?
4. Quel organite est propre aux cellules chlorophylliennes ?
Réponses : la mitochondrie · sur les ribosomes · ils sont trop petits (≈ 25 nm) · le chloroplaste. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisl’eau potablela feuille
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Erreurs fréquentes
Croire que le cytoplasme est « vide » : il contient de nombreux organites.
Confondre mitochondrie (respiration, toutes les cellules) et chloroplaste (photosynthèse, cellules vertes seulement).
Penser que les cellules végétales n’ont pas de mitochondries : elles en ont aussi.
Méthode
Pour identifier un organite sur une électronographie : repère d’abord sa taille, puis le nombre de membranes qui l’entourent (une ou deux), enfin sa structure interne (crêtes, grana, saccules empilés, pores). Compare ensuite avec un schéma de référence.
Activité d’intégration
Une électronographie de cellule de muscle cardiaque montre de très nombreuses mitochondries, alors qu’une cellule du pancréas qui fabrique des enzymes digestives montre surtout du réticulum granuleux et un appareil de Golgi très développé.
Rappelle le rôle de la mitochondrie et celui de l’appareil de Golgi.
Explique la différence observée entre les deux cellules.
Réalise un schéma simple légendé d’une mitochondrie.