BIOLOGIEL’ESSENTIEL EN FICHES
MÉMO VISUEL DE
Daniel Richard Ancien Professeur de biologie à l’université Toulouse III
Patrick Chevalet Maître de conférences à l’université Toulouse II
Thierry Soubaya Professeur agrégé en classes préparatoires BCPST
2e édition
© Dunod, Paris, 2011, 2014ISBN 978-2-10-070539-9
Illustrations de couverture :Cellules de pelure d’Oignon © Hubert Isselée-fotolia.com
Perroquet et œil de Caméléon © Anna Omelchenko-fotolia.com
Retrouvez les compléments en ligne de l’ouvrage sur www.dunod.com/contenus-complementaires/9782100705399
III
Table des matières
Comment utiliser cet ouvrage ? XAvant-propos XIAbréviations XII
Partie 1 De la cellule à l’organisme
1.1 La ceLLuLe 2Fiche 1 Les constituants chimiques du vivant 2Fiche 2 L’organisation de la cellule chez les Eumétazoaires 3Fiche 3 La cellule de la lignée verte 4Fiche 4 La cellule des Eubactéries et des Archées 5Fiche 5 Les virus 6Fiche 6 La membrane plasmique 7Fiche 7 Les échanges transmembranaires 8Fiche 8 La pompe Na+/K+ 9Fiche 9 La membrane plasmique et les gradients électrochimiques 10Fiche 10 Les propriétés électriques de la membrane plasmique 11Fiche 11 L’utilisation de l’énergie potentielle membranaire 12Fiche 12 La mitochondrie 13Fiche 13 La respiration cellulaire et la synthèse d’ATP 14Fiche 14 Les réseaux membranaires intracellulaires 15Fiche 15 Le noyau 16Fiche 16 La structure du cytosquelette 17Fiche 17 Le métabolisme intermédiaire 18Fiche 18 La compartimentation des voies métaboliques 19Fiche 19 Le catabolisme des glucides 20Fiche 20 L’adressage des protéines 22Fiche 21 Le transport vésiculaire des protéines 23Fiche 22 Le chloroplaste 24Fiche 23 La photosynthèse 25Fiche 24 La fixation du CO2 lors de la photosynthèse 26Fiche 25 Du mésenchyme au myocyte 27Fiche 26 Le cycle cellulaire 28
IV
Table des matièresFiche 27 Le contrôle du cycle cellulaire 29Fiche 28 La mitose 30Fiche 29 La méiose 33Fiche 30 La mort cellulaire et l’apoptose 34Fiche 31 La localisation des divisions cellulaires dans l’organisme 35
1.2 Les tissus et La communication interceLLuLaire
Fiche 32 Quelques types de tissus des Eumétazoaires 36Fiche 33 Quelques types de tissus de la lignée verte 38Fiche 34 La matrice extracellulaire des Eumétazoaires 40Fiche 35 La matrice extracellulaire de la lignée verte 41Fiche 36 Les adhérences cellulaires 42Fiche 37 Les jonctions communicantes 43Fiche 38 La notion de communication 44Fiche 39 Les récepteurs membranaires 45Fiche 40 Les seconds messagers intracellulaires 46Fiche 41 Les protéines G 47Fiche 42 Les récepteurs cytoplasmiques 48Fiche 43 Les récepteurs nucléaires 49Fiche 44 Le complexe hypothalamo-hypophysaire 50Fiche 45 Les corticosurrénales 52Fiche 46 La médullo-surrénale 54Fiche 47 La thyroïde 55Fiche 48 Le pancréas endocrine 56Fiche 49 La cytologie du neurone 57Fiche 50 Le potentiel d’action 58Fiche 51 La transmission synaptique 59Fiche 52 Les principaux neuromédiateurs 60Fiche 53 Les récepteurs post-synaptiques 62Fiche 54 L’intégration des informations dans le neurone 63Fiche 55 Les cellules gliales 64Fiche 56 L’anatomie comparée du système nerveux 65Fiche 57 L’anatomie de l’encéphale humain 66Fiche 58 Le système neuro-végétatif 68Fiche 59 Les modes d’action cellulaire des phytohormones 69Fiche 60 Les phytohormones 70Fiche 61 Le développement de l’appareil végétatif 72Fiche 62 L’auxine et le grandissement cellulaire 73
V
Table des matières
1.3 L’organisme
Fiche 63 L’évolution, théorie unificatrice de la biologie 74Fiche 64 L’évolution, aujourd’hui 75Fiche 65 Les grandes étapes de l’évolution 76Fiche 66 Évolution et phylogénétique 77Fiche 67 Phylogénétique et homologies primaires 78Fiche 68 Nomenclature et classification actuelles 79Fiche 69 Métazoaires et Eumétazoaires 80Fiche 70 Les Cnidaires 81Fiche 71 Le mésoderme et le coelome 82Fiche 72 La métamérie 83Fiche 73 Les Cordés 84Fiche 74 Les Eumycètes 85Fiche 75 Les Bryophytes 86Fiche 76 Les Filicophytes 87Fiche 77 Les Spermatophytes 88
1.4 L’information génétique et son expression
Fiche 78 L’ADN, support de l’information génétique 90Fiche 79 Le gène eucaryote 91Fiche 80 La réplication de l’ADN chez les Eucaryotes 92Fiche 81 Les systèmes de réparation de l’ADN 93Fiche 82 Les mutations 94Fiche 83 Les recombinaisons 95Fiche 84 Fluidité du génome et épigénétique 96Fiche 85 L’expression de l’information génétique 97Fiche 86 La transcription 98Fiche 87 La maturation des ARN pré-messagers 99Fiche 88 La traduction chez les Eucaryotes 100Fiche 89 Le contrôle transcriptionnel de l’expression génétique 101Fiche 90 Le contrôle post-transcriptionnel de l’expression génétique 102Fiche 91 Le contrôle de la traduction chez les Eucaryotes 103Fiche 92 La maturation des protéines 104
VI
Table des matières
Partie 2 Les fonctions de nutrition
2.1 Les miLieux Liquidiens et La circuLation
Fiche 93 La sève brute 106Fiche 94 La sève élaborée 107Fiche 95 Le fonctionnement des stomates 108Fiche 96 La circulation des sèves 109Fiche 97 Les moteurs de la circulation des sèves 110Fiche 98 Le sang 111Fiche 99 L’anatomie du cœur des Mammifères 112Fiche 100 L’activité cardiaque chez l’Homme 113Fiche 101 Cellules myocardiques et contraction cardiaque 114Fiche 102 Les vaisseaux 115Fiche 103 La circulation des liquides internes 116Fiche 104 Les pompes cardiaques 117Fiche 105 La pression artérielle 118Fiche 106 La régulation de la pression artérielle 119
2.2 L’homéostasie
Fiche 107 La notion d’homéostasie 120Fiche 108 La glycémie 121Fiche 109 La calcémie 122Fiche 110 Le pH plasmatique 123Fiche 111 L’osmorégulation 124Fiche 112 La thermorégulation 126Fiche 113 L’équilibre hydro-minéral chez les plantes 127
2.3 La nutrition
Fiche 114 La prise alimentaire 128Fiche 115 L’appareil digestif des Mammifères 130Fiche 116 La digestion 131Fiche 117 L’absorption intestinale 132Fiche 118 Les états nutritionnels 134Fiche 119 Les besoins alimentaires 135Fiche 120 L’absorption des solutés du sol 136Fiche 121 L’absorption de l’azote du sol 137Fiche 122 L’absorption du diazote 138
VII
Table des matières
2.4 La respiration
Fiche 123 Le fonctionnement des échangeurs respiratoires 139Fiche 124 Les branchies 140Fiche 125 La respiration chez les Mammifères 142Fiche 126 La diversité des poumons 144Fiche 127 Le système trachéen 146Fiche 128 Les pigments respiratoires 147Fiche 129 Le transport des gaz respiratoires 148Fiche 130 Le contrôle des échanges respiratoires 149
2.5 L’excrétion
Fiche 131 Les produits de l’excrétion azotée 150Fiche 132 Les principaux types d’appareils excréteurs 151Fiche 133 Les modalités de fonctionnement des appareils excréteurs 152Fiche 134 L’organisation générale du rein des Mammifères 153Fiche 135 Le fonctionnement du néphron des Vertébrés 154Fiche 136 L’excrétion azotée et le milieu de vie 156
Partie 3 Les fonctions de relation
3.1 La sensibiLité
Fiche 137 Le fonctionnement des systèmes sensoriels 158Fiche 138 La sensibilité visuelle chez l’Homme 159Fiche 139 L’œil humain 160Fiche 140 La rétine 161Fiche 141 De la molécule photoréceptrice à l’œil 162Fiche 142 La transduction du signal lumineux 163Fiche 143 Le traitement de l’information visuelle au niveau de la rétine 164Fiche 144 Le traitement de l’information visuelle par le cortex visuel 165Fiche 145 La sensibilité mécanique 166Fiche 146 Le codage et le traitement de l’information de contact 167Fiche 147 La sensibilité à la position du corps dans l’espace 168Fiche 148 La sensibilité chimique 170Fiche 149 La sensibilité thermique 172
VIII
Table des matièresFiche 150 La sensibilité auditive 173Fiche 151 L’oreille interne 174Fiche 152 La transduction auditive 176Fiche 153 Le traitement central de l’information auditive 177Fiche 154 La douleur 178Fiche 155 Le déterminisme de la floraison 179Fiche 156 Le déterminisme de la germination 180Fiche 157 Les tropismes 181
3.2 La motricité
Fiche 158 Le muscle et la fibre musculaire 182Fiche 159 Le couplage excitation-contraction 184Fiche 160 La contraction musculaire 186Fiche 161 Le réflexe de flexion 187Fiche 162 Le réflexe myotatique 188Fiche 163 La posture 189Fiche 164 Le mouvement volontaire 190Fiche 165 La programmation et le contrôle du mouvement volontaire 191Fiche 166 L’exercice physique 192
3.3 Les défenses de L’organisme
Fiche 167 La protection de contact 193Fiche 168 La réponse inflammatoire 194Fiche 169 Récepteurs de l’immunité innée et cellules NK 195Fiche 170 Le système du complément 196Fiche 171 L’apprêtement de l’antigène 197Fiche 172 Antigène-anticorps et CMH 198Fiche 173 Les gènes codant les molécules du CMH 199Fiche 174 Les lymphocytes T auxiliaires 200Fiche 175 Les lymphocytes T cytotoxiques 201Fiche 176 Les défenses chez les plantes 202
3.4 Les écosystèmes et Les popuLations
Fiche 177 La répartition des espèces 203Fiche 178 Un exemple d’écosystème, la mare 204Fiche 179 Les écotones 205Fiche 180 Les réseaux trophiques 206Fiche 181 Le cycle du carbone 207Fiche 182 Le cycle de l’azote 208Fiche 183 Les relations interspécifiques 209Fiche 184 L’apprentissage et le conditionnement 210Fiche 185 La socialité 211Fiche 186 La communication animale 212
IX
Table des matières
Partie 4 La reproduction et le développement
4.1 La reproduction
Fiche 187 La reproduction sexuée et asexuée 214Fiche 188 L’appareil reproducteur femelle chez les mammifères 216Fiche 189 L’appareil reproducteur mâle chez les mammifères 217Fiche 190 Le cycle menstruel chez la femme 218Fiche 191 La gamétogenèse chez l’Homme 219Fiche 192 La fécondation 220Fiche 193 De la fécondation à la nidation 221Fiche 194 La gestation 222Fiche 195 La naissance chez les Mammifères 223Fiche 196 La lactation 224Fiche 197 La formation du gamétophyte chez les Angiospermes 225Fiche 198 L’appareil reproducteur des Angiospermes 226Fiche 199 Les pièces fertiles chez les Angiospermes 228Fiche 200 La pollinisation 230Fiche 201 La fécondation chez les Angiospermes 231Fiche 202 La formation de la graine 232Fiche 203 La diversité des fruits 233
4.2 La croissance et Le déveLoppement
Fiche 204 L’ontogenèse animale 234Fiche 205 La gastrulation chez les Batraciens 235Fiche 206 La neurulation chez les Batraciens 236Fiche 207 L’organisation du membre des Vertébrés Tétrapodes 237Fiche 208 Le développement indirect 238Fiche 209 Les méristèmes primaires 240Fiche 210 Les méristèmes secondaires 241Fiche 211 Les bourgeons et les ramifications 242Fiche 212 La mise en place de la fleur 243
Classification 244Index 245Crédits photographiques 249
X
Comment utiliser cet ouvrage ?
Partie
4
Fleur de Cognassier
La reproduction et le développement
Sommaire
4.1 - La reproduction4.1 - La croissance et le développement
4
fiche
La c
ell
ule
La cellule de la lignée verte3
Feuille d’Élodée (M.O.)
La cellule des Embryophytes possède, globalement, les mêmes organites que la cellule des Eumétazoaires. Néanmoins, elle se caractérise par la présence d’une paroi pecto-cellulosique, de plastes et de vacuoles, ainsi que par l’absence de centrioles.
Structure d’une cellule d’Embryophyte « théorique » contenant l’ensemble des organites
MitochondrieNoyau
NucléoleRéticulum endoplasmique granulaire
Ribosomes
Réticulum endoplasmique lisse
Dictyosome
Gouttelette lipidique
Plasmalemme
Parois
MéatVacuole Tonoplaste
Plasmodesme
Plaste
Amidon
Peroxysome
Cytoplasme
MicrotubulesMicrofilaments
Lysosome
Épiderme d’Oignon (M.O.)
Vacuole
Chloroplastes
ParoiCytoplasme
ParoiNoyau
Grande vacuole
Cytoplasme repoussé le long de la paroi
50 µm
50 µm
4 partiesLes grands axes de la biologie
212 fiches réparties en 15 chapitres
Les notions essentielles du cours pour réviser rapidement
600 schémas et photos en couleur
pour illustrer chaque notion importante
Et aussi…
• Une liste des abréviations employées dans l’ouvrage
• Un index complet
Des bonus en ligne sur www.dunod.com :Une sélection de schémas et photos à légender pour tester ses connaissances
XI
Avant-propos
Nos connaissances en biologie ont considérablement progressé ces dernières décennies, notamment grâce à l’évolution des techniques d’investigation. Ces dernières ont permis d’approfondir aussi bien les aspects moléculaires du fonctionnement du vivant que son analyse systémique.
Cet ouvrage s’articule autour de ces données modernes et nous avons pri-vilégié, dans la mesure du possible, une approche transversale, mettant en avant les principes fondamentaux du fonctionnement des êtres vivants.
Ces connaissances sont organisées en 4 grandes parties :
• De la cellule à l’organisme ;
• Les fonctions de nutrition ;
• Les fonctions de relation ;
• La reproduction et le développement.
Ces grands axes permettent d’aborder l’ensemble des aspects de la biologie sous la forme de plus de 200 fiches synthétiques, illustrées de 600 schémas et photos en couleur. Ces fiches sont accompagnées d’un glossaire des abré-viations employées dans l’ouvrage et d’un index complet.
Ce livre est conçu comme un instrument de révision, permettant de synthé-tiser les notions développées dans un ouvrage compagnon, plus complet : Biologie (Licence), tout le cours en fiches.
D’un niveau scientifique correspondant à la Licence de sciences de la vie, il permettra également aux étudiants de Master préparant les concours de réviser simplement et rapidement leurs connaissances.
Cette deuxième édition entièrement actualisée s’enrichit de nouvelles fiches.
Enfin, une sélection de schémas et de photos à légender est accessible sur le site Internet des éditions Dunod (www.dunod.com/contenus-complemen-taires/9782100705399) pour tester ses connaissances.
XII
Abréviations
5HT 5 hydroxytryptamine – sérotonine
A Adrénaline
ABA Acide abscissique
ABP Auxine binding protein
AC Adenylyl cyclase
Ac Anticorps
Acétyl-CoA Acétyl coenzyme A
Ach Acétylcholine
ACTH Adrenal corticotrophin hormone - Corticotrophine
ADH Hormone antidiurétique
ADN (DNA) Acide désoxyribonucléique
ADP Adénosine diphosphate
AER Crête ectodermique apicale
Ag Antigène
AIA Acide indole-3 acétique
AJ Acide jasmonique
AMPA α-amino-3-hydroxy-5-méthylisoazol-4-propionate
AMPc Adénosine monophosphate cyclique
ANF Facteur natriurétique ventriculaire
AP Adaptine
APC Cellule présentatrice de l’antigène
ARF Afférents du réflexe de flexion
ARN (RNA) Acide ribonucléique
ARNi ARN interférent
ARNm ARN messager
ARNmi micro-ARN
ARNsi small interfering ARN
ARNt ARN de transfert
AS Acide salicylique
ASC Canal sensible à l’amiloride
ASIC Canal ionique sensible à l’acide
Asp Aspartate
ATP Adénosine triphosphate
BCR B cell receptor
BER Réparation par excision de bases
BR Brassinostéroïde
CAM Molécule d’adhésion cellulaire
CAM Crassulacean acid metabolism
CASPASE Cysteine aspartate specific protease
CCK-PZ Cholécystokinine-pancréozymine
Cdk Cyclin dependant kinase
Cdc6 Cell division cycle 6
CGL Corps genouillé latéral du thalamus
CK Cytokinine
CLIP Class I- associated invariant chain peptide
CMH Complexe majeur d’histocompatibilité
CO Gène Constans
COP Coat protein
CPA Cellule présentatrice de l’antigène
CPEB CPE binding protein
CR Récepteur du complement
CRH Corticolibérine
Cdt1 cdc10 dependent transcript 1
DA Dopamine
DAG Di-acyl glycérol
DBD DNA binding domain
DC Cellule dendritique
DDCP DNA damage checkpoint
ddp Différence de potentiel
DHPR Récepteur aux dihydropyridines
ECG Électrocardiogramme
ETR Récepteur à l’éthylène
FAD Flavine adénine dinucléotide
XIII
Abréviations
FGF Facteur de croissance fibroblastique
FLC Gène Flowering Locus C
FRI Gène Frigida
FSH Hormone folliculo-stimulante
GABA Acide gamma amino-butyrique
GAP GTPase activating protein
GDP Guanosine diphosphate
GH Hormone de croissance
GHIH Somatostatine
GHRH Somatocrinine
Glu Glutamate
GluT Transporteur de glucose
GMPc Guanosine monophosphate cyclique
GnRH Gonadolibérine
GNRP Guanine nucleotide releasing protein
GTP Guanosine triphosphate
H Histamine
Hb Hémoglobine
HLA Human leucocyte antigen
HR Hypersensitive response
Hsp Protéine de choc thermique
ICAM Inter cellular adhesion molecule
Ig Immunoglobline
IL Interleukine
ILT Ig-like transcripts
IP3 Inositol tri-phosphate
ISR Induced systemic resistance
ITAM Immunoreceptor tyrosine-based activating motif
ITIM Immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif
JH Hormone juvenile
LAR Local acquired resistance
LBD Ligand binding domain
LDL Low density lipoprotein
LFA Leucocyte function antigene
LH Hormone lutéinisante
MALT Tissu lymphoïde associé aux muqueuses
MAP Microtubule associated protein
MASP MBP associated protein
MBP Mannose binding protein
Mcm Minichromosome maintenance
MCP Mitotic checkpoint
MEB Microscope électronique à balayage
MEC Matrice extracellulaire
MET Microscope électronique à transmission
M.O. Microscope optique
NA Noradrénaline
NAD Nicotinamide adénine dinucléotide
NADP Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate
NCR Natural cytotoxicity receptors
NER Réparation par excision de nucléotides
NiR Nitrite réductase
NLS Séquence de localisation nucléaire
NK Natural killer
NKR NK cells receptors
NMDA N-méthyl-D-aspartate
NO Oxyde nitrique
NR Nitrate réductase
NSF N-ethylmaleimide sensitive factor
NTS Noyau du tractus solitaire
ORC Origin recognition complex
PAF Platelet activating factor
XIV
Abréviations
PAMP Pathogen associated molecular pattern
PCNA Proliferating cell nuclear antigen
PDE Phosphodiestérase
PEP Phosphoénol pyruvate
PI Phosphatidyl-inositol
Pi Phosphate inorganique
PIH Prolactine inhibitory hormone
PIP3 Phosphatidyl-inositol tri phosphate
PKA Protéine kinase AMPc-dépendante
PKC Phosphokinase C
PLC Phospholipase C
PPSE Potentiel post synaptique excitateur
PPSI Potentiel post synaptique inhibiteur
PRH Prolactine releasing hormone
PRR Pattern recognition receptor
PTH Parathormone
PTTH Hormone prothoracicotrope
RCP Replication checkpoint
RER ou REG Réticulum endoplasmique rugueux ou granuleux
RF-c Replicating factor C
RISC RNA induced silencing complex
ROI Reactive oxygen intermediates
RPA Replicating protein A
RubisCO Ribulose 1,5 bisphosphate carboxylase/oxygénase
RyR Récepteur à la ryanodine
SAR Systemic acquired resistance
SGLT Sodium Glucose Linked Transporter
Shh Gène sonic hedgehog
SNA Système nerveux autonome
SNAP Soluble NSF attachement protein
SNARE SNAP receptor
SnRP Small nuclear ribonucleoprotein
SNV Système neurovégétatif
SP Substance P
SRP Signal recognition protein
T3 Tri-iodothyronine
T4 Tétra-iodothynonine – thyroxine
TAF TBP associated factor
TAP Transporter associated with antigen processing
TATA box Succession de 4 bases présente au niveau de la séquence promotrice des Eucaryotes
TBP TATA box binding protein
TCR T cell receptor
TF Facteur de transcription
TGF Facteur de croissance transformant
TGN Trans golgian nertwork
Th Lymphocyte T helper
TK Tacchykinine
TLR Toll like receptor
TNF Tumor necrosis factor
TRH Thyréolibérine
TRP Transient receptor potential
TSH Thyréotrophine
UCP Uncoupled protein
UDP Uridine diphosphate
UTP Uridine triphosphate
UTR UnTranslated Region
VLDL Very low density lipoprotein
ZPA Zone d’activité polarisante
ZO Zonula occludens
Partie
1
Feuille d’Élodée (M.O.)
De la cellule à l’organisme
Sommaire
1.1 - La cellule1.2 - Les tissus et la
communication intercellulaire
1.3 - L’organisme1.4 - L’information génétique
et son expression
2
ficheLa c
ell
ule
1 Les constituants chimiques du vivant
Liaisons hydrogène Hème
Hémoglobine
Globine
HO
CH2OH
COO-
O
OH
CHH
H
H
HH
OH
OH
OH
(Glucose)
COO-
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
(Acide palmitique)
CH3
NH3+
(Alanine)
N
O
O
O
P OHO
CH2
CH2
O
O
NH
(Thymine)Base
Phosphate
Ribose
(Nucléotide)
OH
Liaison hydrogèneEau Cl –
Couronne d'hydratation
Na+
Acides gras Glycérol
δ+ δ+
δ+
δ-δ-
δ-
Hydrogène Oxygène
Les propriétés chimiques de l’eau ont permis la naissance et le développement de la vie. Une molécule d’eau est formée d’un atome d’oxygène lié à deux atomes d’hydrogène par des liaisons covalentes. Sa polarité lui permet de former des liaisons hydrogène faibles, permettant des réactions d’hydrolyse. Cette polarité fait également que l’eau est attirée par des molécules portant des charges électriques, formant alors une couronne d’hydratation. À l’opposé, elle exclut les molécules apolaires telles que le glycérol.
Les molécules biologiques sont formées à partir de squelettes carbonés dans lesquels les atomes de carbone sont liés entre eux ou avec des atomes d’oxygène, d’hydrogène, d’azote, de phosphore ou de soufre. On distingue quatre grands types de molécules : les glucides, les lipides, les acides aminés et les acides nucléiques.
Glucide
Lipide
Acide aminé
Acide nucléique
Hélice α
Feuillet β
Coude β
Chaîne α1Chaîne α2
Chaîne β1Chaîne β2
La combinaison de quelques éléments permet de former un nombre illimité de macromolécules. Celles-ci s’organisent en structures tridimensionnelles, stabilisées par des liaisons faibles. De plus, certaines molécules peuvent s’associer en structuressupramoléculaires.
Structures secondaires des protéines Structure quaternaire
3
La c
ell
ule
fiche
2L’organisation de la cellule chez les
Eumétazoaires
Cellule secrétrice de glande salivaire de Rat (MET)
Membrane plasmique
Granules de secrétion
Noyau :
Nucléole
Condensation de chromatine
Membrane nucléaire
Réseau endomembranaire
Cytoplasme
La cellule constitue l’unité fonctionnelle de tout organisme vivant. Chez les Eumétazoaires, elle est limitée par la membrane plasmique. Le compartiment intracellulaire constitue le cytoplasme, incluant différents organites. Le noyau, délimité par une double membrane, contient l’ADN, support de l’information génétique.
Mitochondrie
Noyau
Nucléole
Réticulum endoplasmique granulaire
Réticulum endoplasmique lisse
Dictyosome
PeroxysomeCentriole
Cytoplasme
Membrane plasmique
MicrotubulesMicrofilamentsFilaments intermédiaires
Lysosome
Ribosomes
Gouttelette lipidique
Structure d’une cellule d’Eumétazoaire « théorique »contenant l’ensemble des organites
Canalicule de sécrétion
10 µm
4
ficheLa c
ell
ule
La cellule de la lignée verte3
Feuille d’Élodée (M.O.)
La cellule des Embryophytes possède, globalement, les mêmes organites que la cellule des Eumétazoaires. Néanmoins, elle se caractérise par la présence d’une paroi pecto-cellulosique, de plastes et de vacuoles, ainsi que par l’absence de centrioles.
Structure d’une cellule d’Embryophyte « théorique » contenant l’ensemble des organites
MitochondrieNoyau
NucléoleRéticulum endoplasmique granulaire
Ribosomes
Réticulum endoplasmique lisse
Dictyosome
Gouttelette lipidique
Plasmalemme
Parois
MéatVacuole Tonoplaste
Plasmodesme
Plaste
Amidon
Peroxysome
Cytoplasme
MicrotubulesMicrofilaments
Lysosome
Épiderme d’Oignon (M.O.)
Vacuole
Chloroplastes
ParoiCytoplasme
ParoiNoyau
Grande vacuole
Cytoplasme repoussé le long de la paroi
50 µm
50 µm
5
La c
ell
ule
fiche
La cellule des Eubactéries et des Archées 4
Acetobacter aceti (MEB) Les Eubactéries possèdent deux caractères les distinguant des autres domaines du vivant :- elles ont une paroi cellulaire de peptidoglycanes contenant de l’acide muramique ;- l’initiation de la traduction est assurée par un ARN de transfert qui porte une N-formylméthionine, et non de la méthionine, comme chez les Archées et les Eucaryotes.
Les Eubactéries et les Archées, sont des organismes unicellulaires dépourvus de noyau.Il y a absence d’une véritable sexualité, les échanges d’ADN se faisant par simple tranfert entre cellules.Ces échanges d’ADN sont cependant possibles entre individus appartenant à des groupes génétiquement très distants.
Les Archées sont caractérisées, en particulier, par leurs séquences d’ARN ribosomique 16S. Leur membrane plasmique contient des acides gras liés au squelette de glycérol par des liaisons éther et non ester comme chez les autres être vivants. Chez certaines, les acides gras forment des groupements tétra-éther à l’originede lipides bipolaires leur permettant de résister aux fortes températures.La plupart des Archées sont entourées d’une paroi rigide dont la couche de surface (S-layer) est constituée de polymères protéiques ou glycoprotéiques ne contenant pas de peptidoglycane, contrairement aux Eubactéries.
Acide N-acétyl muramique et A-acétyl-glucosamine
O
O
CH2OH CH2OH
CH3
O
OH
H
H
HH
O
NHCH
C
O
OH
H
H
HH
OH
H3C
OC
CH3
NH
OC
R
Acide N-acétyl-muramique (NAM)
N-acétyl-glucosamine (NAG)
Chaîne tétrapeptidique
Pont interpeptidique
NAM
NAG
Peptidoglycane ou muréine
CH2 – O
CH – O
CH2 – OH
Chaînes carbonées
Glycérol Liaison éther
CH2 – O
CH – O
CH2 – OH
Chaînes carbonées
Glycérol Liaison éther
O – CH2
CH2 – OH
O – CH
Lipide monopolaire Lipide bipolaire
6
ficheLa c
ell
ule
Les virus5
Multiplication virale selon plusieurs étapes successives
Bactériophage T4
CapsideADN
CollierGaine contractileAxe tubulaireFibres caudales
Plaque basaleSpicule
Tête
Queue
Fibre ou spiculeCapside
Protéines internesADN
Adénovirus
Glycoprotéine
Tégument
Enveloppe
Polymérase
Capside
ARN
Virus de la grippe
Capside
Acide nucléique1 - Adsorpsion sur
la cellule hôte2 - Pénétration du génome viral dans la cellule hôte
3 - Expression et réplication du génome viral dans la cellule hôte
4 - Morphogenèse
5 - Libération des particules virales
Cellule hôte
Virus de la bronchite (MET)
Les Virus ( « poison » en latin), sont des organismes incapables de se reproduire seuls, et ne possèdent aucune enzyme leur permettant de produire de l’énergie.Ils sont classiquement estimés comme non-vivants, maiscertains spécialistes proposent de les considérer comme formant le quatrième grand domaine du vivant.Ils possèdent une nucléocapside constituée du génome (ADNou ARN) entouré d’une coque protéique, la capside, l’ensemble pouvant être associé à d’autres structures telle que l’enveloppe, le tégument, etc.
Exemples de structures virales
7
La c
ell
ule
fiche
La membrane plasmique 6
Phospholipides
Protéine intrinsèque
Glycolipide Glycoprotéine
Ext.
Int.
Protéine ancrée par une chaîne lipidique
Résidu glucidique
Protéine canal
Segment protéique en hélice α
La membane plasmique est constituée d’une double couche de phospholipides dans laquelle sont enchâssées (ou simplement fixées) des protéines ou des glycoprotéines. En fonction de leur structure, ces protéines assurent différentes fonctions : canaux (échanges), immunoglobulines (reconnaissance), récepteurs (communication intercellulaire), adhésion (adhérence et jonctions cellulaires).
Membranes plasmiques de deux cellules adjacentes (MET)
Cellule 1
Cellule 2
Espace inter-membranaire
Membrane plasmique(bicouche de phospholipides)
Surface membranaire observée après cryodécapage (MEB)
Région membranaire intacte
Protéine
Phospholipides
Jonction serrée