I- Les cellules Les inclusions cytoplasmiques : ... animale ou cellule eucaryote vgtale. ... les changes entre le milieu interne de la cellule et le milieu externe.

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Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 1/4 I- Les cellules procaryotes 1. Dfinition de cellule procaryote : Les cellules procaryotes sont caractrises par un matriel gntique libre dans le cytoplasme non limit par une enveloppe nuclaire. Elles sont prsentent chez les organismes unicellulaires, essentiellement reprsents par les bactries. 2. Dfinition et ultrastructure dune bactrie : Une bactrie est un organisme procaryote unicellulaire de taille trs rduite (1 10m). Les bactries vivent isoles ou groupes en colonies. Elles ont diffrentes formes : en btonnet, sphrique, cylindriqueetc. Les bactries se reproduisent par scissiparit ou tranglement. La cellule bactrienne est constitue de structures constantes (obligatoires) et inconstantes (facultatives) (Fig. 1). 2.1 Les structures constantes : Les structures constantes sont des organites obligatoires qui se trouvent chez toutes les bactries. Une cellule bactrienne vivante et fonctionnelle ne peut tre dpourvue dun de ces organites. Les structures constantes sont : 2.1.1 Matriel nuclaire ou nucloide : Cest le chromosome bactrien, form dune seule molcule bi-catnaire dADN circulaire d peu prs 1mm. Il est libre dans le cytoplasme, non spar par une enveloppe nuclaire pour former un vritable noyau, do le nom Procaryote. 2.1.2 Plasmides : Les plasmides sont des fragments dADN double brins, circulaires. Ils sont extra-chromosomiques et localiss dans le cytoplasme. Un plasmide peut tre prsent en plusieurs copies dans une seule cellule bactrienne. Ils codent pour la synthse de diffrentes enzymes confrant la bactrie dutiliser certains substrats ou de rsister aux antibiotiques. 2.1.3 Les ribosomes : Groups en amas formant des Polyribosomes. Leur synthse ne ncessite pas la prsence de nuclole. 2.1.4 La membrane plasmique : Compose de lipide et de protines. Elle ne contient pas de cholestrol et est pauvre en glucides. Elle assure le transport des substances nutritives. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 2/4 2.1.5 La paroi : Epaisse de 20 80 nm, elle dlimite extrieurement la bactrie et dtermine sa forme. Elle joue un rle de protection : une bactrie sans paroi meurt. Elle est spare de la membrane plasmique par lespace pri-plasmique. Lultrastructure de la paroi subdivise les bactries en deux grands groupes : 2.1.5.1 Bactries GRAM positives : leur paroi est dense forme de murine paisse. 2.1.5.2 Bactries GRAM ngatives : leur paroi est forme dune murine lche. 2.2 Structures facultatives : Les structures facultatives sont des organites qui peuvent se trouver ou non dans la bactrie. Ils se trouvent chez certains groupes et sans absents chez dautres, selon les espces et leurs milieux de vie. Il sagit de : 2.2.1 La capsule : Elle est souvent polysaccharidique ou polypeptidique. Elle joue essentiellement un rle de protection. Sa prsence est un signe de virulence car elle protge la bactrie de la phagocytose. 2.2.2 Les msosomes : Exclusifs aux bactries arobies, les msosomes sont des invaginations membranaires qui pntrent dans le cytoplasme. Ils renferment les enzymes de la chane respiratoire assurant ainsi un rle similaire celui des mitochondries. 2.2.3 Les flagelles : Ce sont des expansions membranaires mobiles, au nombre de 1 8 situs dans des positions diffrentes. Les flagelles sont constitus dune protine contractile dite : Flagelline. Ils assurent la locomotion de la bactrie. 2.2.4 Les pili (poils) : Ce sont des expansions membranaires comme les flagelles, mais plus courts encore. Ils assurent ladhsion des bactries aux substrats. Ils sont forms dune protine dite : Piline. 2.2.5 Les inclusions cytoplasmiques : Il sagit notamment des granules de rserves ou des vacuoles gaz permettant le dplacement vertical de la bactrie qui les renferme. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 3/4 Structures facultatives Structures constantes Fig. 1 : Schma reprsentatif de lultrastructure dune cellule bactrienne (Procaryote) Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 4/4 3. Les virus : Le terme virus signifie en latin : Poison. Les virus sont les agents pathognes dun grand nombre de maladies virales, dont certaines sont, jusqu nos jours, mortelles et ingurissables. 3.1 Dfinition et caractristiques des virus : Les virus sont des parasites obligatoires dhtes spcifiques (eucaryote ou procaryote). Ils sont constitus de matriel gntique (ADN ou ARN jamais les deux), dune capside symtrie variable et potentiellement dune enveloppe. Ils sont dpourvus de cytoplasme et de noyau et ne possdent pas ni mtabolisme propre ni capacit de rplication. Leur taille va de 15 300 nm. Etant dpourvus dorganites cellulaire, les virus ne forment pas une vraie cellule, ce ne sont donc que des particules internes incapables dvolution autonome. Ils parasitent les cellules vivantes, y introduisent leur matriel gntique et utilise ainsi les organites de lhte leur propre intrt. 3.2 Classification des virus : Les virus peuvent tre classs selon plusieurs critres comme suit: 3.2.1 La nature de lacide nuclique : Adnovirus (ADN) ou Rtrovirus (ARN) 3.2.2 La symtrie de la capside : Hlicodale ou Cubique. 3.2.3 La prsence ou absence de lenveloppe : virus envelopp ou virus nu. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 1/19 II- Les cellules Eucaryotes 1. Dfinition de cellule Eucaryote : Les cellules eucaryotes sont caractrises par un matriel gntique entour par une enveloppe nuclaire qui lisole du cytoplasme, formant ainsi un noyau vrai. Ce genre de cellule est prsent chez dinnombrables tres vivants unicellulaires libres et mobiles comme les amibes et les paramcies, ou pluricellulaires tels : lhomme, les animaux ou les vgtaux. Une cellule eucaryote est caractrise par un cytoplasme compos de protoplasme et dhyaloplasme : Le protoplasme : il dsigne les organites cellulaires. Le hyaloplasme : il correspond au milieu dans lequel baignent tous ces organites. Le protoplasme diffre dun type de cellule un autre selon quil sagisse de cellule eucaryote animale ou cellule eucaryote vgtale. Toutefois, mme au sein dun mme organisme, il existe plusieurs types de cellules selon la fonction. Chez lhomme par exemple, on constate prs de 200 types cellulaires diffrents daprs le rle du tissu en question. A- Ultrastructure de la cellule eucaryote animale La cellule eucaryote animale est caractrise par une forme plus ou moins sphrique, parfois irrgulire. Elle est entoure dune membrane cytoplasmique dlimitant un hyaloplasme et un protoplasme portant plusieurs organites cellulaires dont: la membrane cytoplasmique, le noyau, les ribosomes, les mitochondries, les vacuoles, lappareil de Golgi, les centrioles, le rticulum endoplasmique (lisse et rugueux), les granules de rserveetc. (Fig. 1, page 2). 1. La membrane plasmique : 1.1 Dfinition de la membrane plasmique : La membrane plasmique est la structure qui dlimite toutes les cellules. Elle spare lintrieur de la cellule (le cytoplasme) du milieu extrieur (matrice extracellulaire). La membrane est gnralement compose de lipides (Phospholipides notamment), entre lesquels sinsrent des protines. Les membranes des cellules animales comprennent galement des molcules de cholestrol qui les rendent rigides et augmentent leur impermabilit vis--vis des molcules hydrophiles. http://www.futura-sciences.com/videos/d/membrane-plasmique-pleine-agitation-50000042/http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/biologie-cytoplasme-125/ Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 2/19 Fig. 1 : Schma reprsentatif de la structure tridimensionnelle dune cellule animale 1. Nuclole 2. Noyau 3. Ribosomes 4. Vsicule 5. Rticulum endoplasmique rugueux 6. Appareil de Golgi 7. Microtubule 8. Rticulum endoplasmique lisse 9. Mitochondrie 10. Vacuole 11. Cytoplasme 12. Lysosome 13. Centrosome Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 3/19 1.2 Structure et proprits de la membrane plasmique : La membrane plasmique est constitue de phospholipides deux ples : une tte hydrophile et une queue hydrophobe. Ce caractre amphiphile des phospholipides confre la membrane plasmique la proprit dauto-assemblage qui mne une structure tri-stratifie. (Fig. 2, page 3). Les lipides de la membrane sont dots de mouvements permanents et rapides qui lui confrent la proprit de fluidit membranaire. Parmi ces mouvements : - La diffusion latrale : mouvement trs rapide au sein dune monocouche. - La rotation : le phospholipide tourne autour de son axe. - La flexion : les chaines hydrocarbones sont flexibles. - La bascule ou Flip-Flop : mouvement rare qui permet au phospholipide de passer dune monocouche lautre. Une troisime proprit de la membrane est celle de lauto-fermeture des doubles couches membranaires pour former des micelles ou des liposomes servant encapsuler ou protger des protines ou du matriel gntique. Les phospholipides ne sont pas rpartis rgulirement entre les deux feuillets protoplasmique et endoplasmique, cest pourquoi la membrane est asymtrique. Fig. 2 : Schma tridimensionnel reprsentatif dune membrane plasmique 1.3 Permabilit cellulaire : La permabilit cellulaire est attribue la cellule grce la membrane plasmique qui assure les changes entre le milieu interne de la cellule et le milieu externe. Ceci est assur de plusieurs faons. 1.3.1 Transport passif : Ce transport des se fait selon le gradient de concentration. Il ne ncessite pas dnergie et se subdivis en (Fig. 3, page 4): Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 4/19 Transport simple ou libre: Il permet un passage direct des molcules du milieu le plus concentr vers le milieu le moins concentr jusqu quilibre des deux concentrations. Ce transport se fait par simple passage travers la membrane et concerne uniquement les molcules solubles dans la membrane plasmique. Transport facilit : Ce type de transport passif est facilit par des canaux ioniques (protines de canal), celui-ci est trs spcifique, rapide et contrl (les canaux peuvent se fermer) ou des transporteurs. En plus des canaux ioniques, des transporteurs permettent galement ce genre de transport. Ces transporteurs changent de forme pour pouvoir transporter les molcules en question. 1.3.2 Transport actif : Le transport actif se fait contre le gradient de concentration et fait intervenir des pompes spcifiques avec consommation dnergie. Il y en a deux types : Transport actif primaire : assur par des pompes. Transport actif secondaire : fait intervenir galement des molcules co-transportes en plus de lnergie. Fig. 3 : Schma reprsentatif des diffrents types de transports membranaires 2. Le noyau interphasique: 2.1 Dfinition : Le noyau est lorganite cellulaire dlimit par une enveloppe nuclaire et contenant linformation gntique. Il est appel interphasique car prsent dans la cellule uniquement pendant linterphase, il disparait au cours de la mitose par dgnration de lenveloppe nuclaire partir de la prophase. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 5/19 2.2 Structure : Le noyau est lorganite qui a donn le nom aux eucaryotes (Eu=vrai, Caryos=noyau). Cest le centre organisateur de la cellule. Il est gnralement unique sauf dans les cellules binucles du foie, ou les cellules plurinucles des muscles. Le noyau est absent chez certaines cellules comme les hmaties et les Kratynocytes. Un noyau est structur comme suit (Fig. 4, page 5): 2.2.1 Enveloppe nuclaire : cest un ensemble membranaire complexe caractristique des cellules eucaryotes qui spare la chromatine du hyaloplasme durant linterphase. Elle contrle les changes entre le noyau et le hyaloplasme. Elle est constitue de membrane nuclaire interne et membrane nuclaire externe. Lenveloppe nuclaire est spare du nucloplasme par la Lamina nuclaire prsente sous forme de rseau protique fibreux. 2.2.2 Nucloplasme : cest le milieu o baignent la chromatine et le nuclole. Il contient de leau et des ions (Na+, K+, Mg++, Ca++). 2.2.3 Chromatine : Cest le support de linformation gntique : elle constitue la forme interphasique des chromosomes. On distingue : lEuchromatine et lHtrochromatine. 2.2.4 Nuclole : cest une masse sphrode lintrieur du noyau non spar par une membrane. Gnralement le noyau contient un seul nuclole (les anomalies permettent la dtection de Cancer). Le nuclole est le centre de synthse des sous units ribosomales. 2.3 Cycle cellulaire et rplication dADN : Afin de mieux comprendre la notion de noyau interphasique, il est ncessaire de rappeler le cycle cellulaire pour situer linterphase. On appelle cycle cellulaire la squence ordonne Membrane externe + Membrane interne Lamina Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 6/19 dvnement par lesquels une cellule duplique son contenu et se divise pour donner deux nouvelles cellules. Ce cycle peut tre subdivis en deux grandes phases : linterphase et la mitose (Fig. 5, page 6). 2.3.1 Interphase : Cest la phase la plus longue dans un cycle cellulaire. Elle correspond au temps qui scoule entre deux mitoses successives. Cest cette phase que le noyau est reprsent dans la cellule sous forme dune masse entoure par une enveloppe. Linterphase est subdivise en trois phases : La phase G1 : au cours de cette phase la cellule contrle sa taille, sa forme et son environnement, afin de sengager dans une division cellulaire selon son tat, sa taille et les signaux environnementaux qui lui sont envoys. La phase S : cest la phase de la rplication dADN. La phase G2 : cest la phase de contrle de lADN (rplication complte). 2.3.2 Mitose : cest la phase de la division cellulaire proprement dite. Elle sarticule en quatre phases : Prophase, Mtaphase, Anaphase et Tlophase (Fig. 5, page 5). Remarque : la mitose est caractristique des cellules du corps dites somatiques. Les cellules reproductrices, elles, se caractrisent par la miose : une division cellulaire qui aboutit deux cellules filles 2n=1, non identique la cellule mre. Fig. 5 : Schma reprsentatif des diffrentes phases du cycle cellulaire Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 7/19 3. Le systme endomembranaire : 3.1 Dfinition : Le systme endomembranaire correspond lensemble des compartiments intracellulaires limits par une membrane (bicouche lipidique) lexception des peroxysomes, des mitochondries et des chloroplastes pour les cellules vgtales. 3.2 Ultrastructure : Le systme endomembranaire correspond aux organites suivants (Fig. 6, page 8): 3.1.1 Enveloppe nuclaire : (voir paragraphe 2.2.1 de ce chapitre). 3.1.2 Rticulum endoplasmique : Il reprsente 50% des membranes cellulaires totales et forme la continuit de la membrane nuclaire externe. Il en existe deux types : 3.1.2.1 Le rticulum endoplasmique lisse : Il est responsable de la synthse des lipides (phospholipides membranaires et strodes) et joue un rle important dans la dtoxification de composs solubles. Il est relativement abondant dans les cellules hpatiques. 3.1.2.2 Le rticulum endoplasmique rugueux : Caractris par la prsence de ribosomes sur sa surface, il joue un rle important dans la synthse des protines membranaires et exportes, ainsi que dans le contrle de la qualit des protines et le maintien de la structure cellulaire. 3.1.3 Appareil de Golgi : Cest un rseau complexe de membranes lisses, classiquement compos par un empilement de citernes aplaties et parallles : les saccules, auxquelles sassocient de nombreuses vsicules. Lappareil de Golgi assure les fonctions suivantes : Maturation des protines synthtises dans le RE. Laddition covalente (Glycosylation des protines, glycosylation des lipides, sulfatation des protines). Coupures protolytiques. 3.1.4 Endosomes et Lysosomes : 3.1.4.1 Les endosomes : ce sont des structures sphriques (vsicules) provenant de lendocytose de substances en provenance de lespace extracellulaire afin de les vhiculer vers les lysosomes pour la dgradation. 3.1.4.2 Les lysosomes : ce sont des structures sphriques ou vsicules permettant la digestion des molcules intracellulaires (ou endocytes) grce des lipases et des enzymes de dgradation. Ils fonctionnent des pH acides. 3.1.5 Vsicules, canicules et vacuoles : jouent un rle important dans le stockage et le transport des molcules entre les diffrents compartiments du systme endomembranaire. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 8/19 3.3 Systme endomembranaire et synthse des protines : La synthse des protines dbute dans le noyau et se termine au niveau du cytoplasme, passant par les tapes suivantes (Fig. 7, page 9): 3.3.1 Transcription : Elle permet de copier l'ADN en ARN messager (ARNm). Elle se droule dans le noyau (chez les eucaryotes). On parle de transcription car l'ADN est copi en ARNm sans changement de langage (langage de nuclotides). Elle est ralise grce lARN polymrase. Elle ncessite des Nuclosides Triphosphates et progresse dans le sens 5'-3'. Elle se fait en trois tapes : Droulement de la double hlice. Association des brins complmentaires dARNm sur lADN : -A-T-C-A-G -U-A-G-U-C Migration de lARNm dans le cytoplasme. 3.3.1 Traduction: Elle correspond au dcodage de l'information porte par l'ARN messager en protines. A cette tape on passe du langage de nuclotides au langage des acides amins grce au code gntique. Elle fait intervenir les ribosomes (possdant deux sites : P et A) et les ARN de transport (ARNt). Elle se droule en trois tapes galement : Linitiation : Elle consiste en lattachement de lARNm sur le ribosome. Elle dbut au niveau du codon dinitiation AUG. Llongation : LARNt reconnat lAUG et se fixe sur le site P du ribosome. Au site A se fixe lamino-acyl ARNt qui correspond au codon qui suit AUG, et ainsi de suite jusqu la fin de la traduction du ARNm. Rticulum endoplasmique lisse Rticulum endoplasmique rugueux Enveloppe nuclaire Vsicule du RE Lysosome Vsicule golgienne Vacuole Fig. 6 : Schma reprsentatif du systme endomembranaire Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 9/19 Terminaison : Cest larrt de la traduction au niveau des codons stop : UAA-UAG-UGA, et la libration de la chane polypeptidique. A la fin, un contrle des protines est ralis, certaines modifications peuvent tre ralises au niveau de lappareil de Golgi comme laddition covalente ou les coupures protoliques. Fig. 7 : Schma reprsentatif de la synthse des protines au niveau du systme endomembranaire Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 10/19 Transcription Initiation Elongation Terminaison Traduction Noyau Cytoplasme Fig. 8 : Schma reprsentatif des tapes de la traduction de lARNm en protine Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 11/19 4. Mitochondries et production dnergie : 4.1 Gnralits : La mitochondrie est un organite clos des cellules eucaryotes arobies. Elle joue un rle trs important dans la production dnergie. Lensemble des mitochondries dune cellule est appel Chondriome. 4.2 Ultrastructure : Les mitochondries peuvent se prsenter sous forme de btonnet ou de sphre. Elles sont constitues de plusieurs sous-organites (Fig. 9, page 12) dont les plus importants sont: 4.2.1 La membrane externe: constitu de 30% de lipides polaires et 70% de protines notamment la Porine (protine en forme de canaux). Elle permet le passage des molcules. 4.2.2 La membrane interne : moins permable que la membrane externe, la membrane interne est replie formant des crtes. Cest son niveau que se fait la respiration cellulaire. Les deux membranes sont spares par un espace inter-membranaire. 4.2.3 Les crtes : ce sont des invaginations au niveau de la membrane mitochondriale interne. Elles portent les cytochromes et les ATP synthases responsables de la production dATP partir dADP + Pi. 4.2.4 LADN mitochondrial : provenant dans son intgralit de la mre, lADN mitochondrial se prsente sous forme de molcule circulaire qui code pour une partie de protines et dARN spcifiques au fonctionnement de la mitochondrie. 4.2.5 Matrice : dlimite par la membrane mitochondriale interne, la matrice mitochondriale est le sige du Cycle de lacide citrique ou Cycle de Krebs. 4.2.6 Mito-ribosomes : plus petits que les ribosomes de la cellule. Fig. 9 : Schma reprsentatif dune mitochondrie Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 12/19 4.3 Production dnergie : Dans la cellule eucaryote la production dnergie se fait par diffrents processus, qui ont majoritairement lieu dans la mitochondrie considre comme la centrale nergtique de la cellule. La production dnergie concerne donc les processus suivants : 4.3.1 Glycolyse : cest une chaine de ractions par lesquelles les sucres complexes (Glycogne) ou simple (Glucose) se transforme en Pyruvate avec libration dnergie. Lensemble de ces ractions se droulent dans le cytoplasme de la cellule, et le pyruvate produit a deux voies possibles selon lorganisme : 4.3.1.1 La fermentation : cest la respiration anarobie spcifique des organismes anarobies vivant en milieux dpourvus doxygne. Chez ces organismes le pyruvate issu de la glycolyse entre dans une raction de fermentation et aboutit soit lacide lactique (fermentation lactique ou lacto-fermentation) soit lthanol (fermentation alcoolique). La fermentation produit en tout deux molcules dATP selon les ractions suivantes : Glucose + 2 ADP + 2 Pi -----> 2 Lactate + 2 ATP (Fermentation lactique). Glucose + 2 ADP + 2 Pi -----> 2 Ethanol + 2 ATP + 2CO2 + 2H2O (Fermentation alcoolique). 4.3.1.2 La respiration arobie: Chez les organismes arobies, le pyruvate subit plusieurs transformations : - Loxydation : Elle se produit dans le cytoplasme et donne de lActyl-Co-A et du CO2 avec production de NADH,H+ partir de NAD+. - Le cycle de Krebs : Cest un ensemble de ractions chimiques qui se droulent dans la matrice mitochondriale partir dActyl-Co-A. Le cycle de Krebs donne le bilan suivant : 2 molcules de CO2 + 3 molcules de NADH, H+ + 1 molcule de GTP. - La chaine respiratoire : Elle a lieu au niveau de la membrane interne de la mitochondrie et sert notamment la r-oxydation des coenzymes NADH et FAD rduits au cours du cycle de Krebs. - Synthse dATP : Cette synthse se fait au niveau des crtes mitochondriales par les ATP synthases. http://fr.wikipedia.org/wiki/Dioxyde_de_carbonehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Nicotinamide_ad%C3%A9nine_dinucl%C3%A9otidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Guanosine_triphosphate Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 13/19 Fig. 10 : Schma rcapitulatif de la production dnergie dans la cellule Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 14/19 B- Ultrastructure de la cellule eucaryote vgtale La cellule eucaryote vgtale est caractrise par une paroi pecto-cellulosique qui lui confre une forme plus ou moins rgulire (hexagonale). Elle renferme les mmes organites cellulaires dune cellule eucaryote animale (membrane cytoplasmique, noyau, ribosomes, mitochondries, vacuoles, appareil de Golgi, centrioles, rticulum endoplasmique (lisse et rugueux), granules de rserveetc. en plus de ces organites, les cellules vgtales sont caractrise par la prsence de chloroplastes, et ont des vacuoles plus grandes et plus importantes que celles des cellules animales. 1. La paroi pectocellulosique : La paroi pectocellulosique typique des vgtaux suprieurs est dpaisseur variable. Elle est trs fine chez les cellules juvniles (jeunes) et trs paisses chez les cellules diffrencies (ges) tel que les cellules des vaisseaux conducteurs (phlome et xylme). 1.1 Principaux constituants de la paroi pectocellulosique : La paroi pectocellulosique est, comme son nom lindique, principalement constitue de pectine et de cellulose. Elle est compose essentiellement de trois groupes de glucides : les pectines, la cellulose, les hmicelluloses. 1.1.1 Pectine : Les pectines constituent un ensemble complexe de macromolcules. Elles sont constitues d'une chane principale et de chanes secondaires branches. Elles jouent un rle structural qui peut dpendre des conditions ioniques du milieu. 1.1.2 Cellulose : La cellulose est le matriau le plus important de la paroi des cellules vgtales. La molcule de cellulose est un polymre constitu de cellobiose (= 2 glucoses lis en bta 1-4). L'association de nombreuses molcules de cellulose permet la formation d'une micro-fibrille aux proprits de rsistance remarquables. 1.1.3 Hmicellusoses : ce sont une classe de polymres trs varis et donc mal dfinis. Ils sont constitus d'une chane de glucose (bta 1-4) et de courtes chanes latrales de xylose, galactose et fucose. La paroi pectocellulosique est compose galement de glycoprotines synthtises dans lappareil de Golgi et dautres constituants inconstants. 1.2 Structure et formation de la paroi pectocellulosique : La paroi vgtale est une structure qui volue en fonction de l'ge des tissus vgtaux. On considre donc une tape de paroi dite primaire (jeune) et une tape de paroi secondaire (ge). Elle comporte plusieurs parties mises en place successivement (Fig. 11, page 15). 1.2.1 Lamelle moyenne : c'est la partie la plus externe de la paroi et elle est commune deux cellules contigus. C'est elle qui se forme la premire et elle est constitue de matires pectiques seulement. Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 15/19 1.2.2 Paroi primaire : de nature pecto-cellulosique, la paroi primaire n'existe seule que dans les cellules juvniles. Elle est extensible, ce qui permet la croissance cellulaire (longation). 1.2.3 Paroi secondaire : elle apparat lors de la diffrenciation de la cellule. Elle est constitue de cellulose et d'hmicellulose et est enrichie en composs phnoliques : lignine (pour renforcer la rigidit), cutine et subrine (pour l'impermabiliser). Cette diffrenciation s'observe pour les cellules conductrices de sve du xylme (le bois) et pour diffrents tissus de soutien (sclrenchyme) ou de protection (lige). Fig. 11 : Schma reprsentatif des diffrentes couches de la paroi pectocellulosique dune cellule vgtale 1.2.4 Les plasmodesmes : Un plasmodesme est un tunnel travers la paroi pecto-cellulosique des cellules vgtales qui met en relation les membranes plasmiques et les cytoplasmes des cellules. Relies par cette connexion cellulaire, les cellules forment un compartiment continu : Le symplaste. 1.3 Principales modifications de la paroi pectocellulosique : Au cours de lvolution de certaines cellules, les parois peuvent subir des modifications plus ou moins importantes ; certaines en une transformation chimique en gommes ou mucilages ; dautres en une incrustation de la paroi. 1.3.1 Lincrustation : Les substances dincrustations se dposent dans la trame cellulosique, cest--dire entre les microfibrilles de cellulose, aussi bien dans la paroi primaire que secondaire. Les substances dincrustations peuvent permettre une lignification, une minralisation, ou bien mme une glification. 1.3.1.1 La lignification : Elle correspond un dpt de lignines plus particulirement dans la lamelle secondaire, mais galement dans la paroi primaire et secondaire et effectuent ce niveau-l des soudures irrversibles entre les cellules. En effet les liaisons sont non hydrolysables par la plante elle-mme. 1.3.1.2 La minralisation : Elle correspond un dpt de silice (SiO2) ou alors un dpt de calcaire (carbonate de calcium, CaCO3) au niveau de tissus spcifiques de la plante. http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/biologie-membrane-plasmique-780/http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/biologie-cytoplasme-125/http://www.futura-sciences.com/magazines/nature/infos/dico/d/botanique-symplaste-6468/ Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 16/19 1.3.1.3 La glification : correspond une hypertrophie de la lamelle moyenne, par des gommes ou des mucilages. Les gommes et les mucilages sont des polysaccharides htrognes qui ont la proprit de gonfler au contact de leau et de former des masses glatineuses. 1.3.2 Ladcrustation : Les substances dadcrustation sont des substances dposes lextrieur de la membrane. Elle forme une couche sur la paroi secondaire qui peut disparatre. Cette couche est impermable, empchant tout change de gaz et deau. Les substances dadcrustation sont les suivantes : 1.3.2.1 La cutine : La cutine se dpose sur lpiderme, formant un film protecteur, appel la cuticule. 1.3.2.2 Les cires : Ce sont des esters dacide gras et dalcool gras longue chane, qui forment un dpt sur ou dans la cuticule. 1.3.2.3 La sporopollnine : Constituant principale de lexine. Elle procure une rsistance la dgradation et nest dgrade par aucune enzyme connue. 1.3.2.4 La subrine : imprgne la paroi des cellules, la rendant impermable. 2. Chloroplastes : 2.1 Dfinition : Les chloroplastes sont des organites cellulaires spcifiques des cellules vgtales des plantes vertes (et algues). Ils sont responsables de la photosynthse car ils permettent de capter la lumire l'origine de la photosynthse, par l'intermdiaire de la chlorophylle qu'ils possdent et de leurs ultrastructures. 2.2 Ultrastructure : Les chloroplastes sont isols du cytoplasme par une double membrane (deux membrane spares par un espace intermembranaire). Ils sont constitus de plusieurs lments qui baignent dans le stroma. Les plus importants sont les thylacodes dont lensemble forme les granums (Fig. 12). http://fr.wikipedia.org/wiki/Photosynth%C3%A8sehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Chlorophyllehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Ultrastructure Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 17/19 Fig. 12 : Schma reprsentatif dun chloroplaste 2.3 Chloroplastes et photosynthse : 2.3.1 Dfinition de la photosynthse : La photosynthse est le processus bionergtique qui permet aux plantes, algues et certaines bactries, dites photo-autotrophes, de synthtiser de la matire organique en utilisant la lumire du soleil1. Elle a pour but de crer de l'nergie (sous forme de glucide) partir de l'nergie lumineuse provenant du soleil. Les organismes pourvus de chloroplaste et donc capables de photosynthse sont dits autotrophes. 2.3.2 Etapes de la photosynthse : La photosynthse sarticule en deux phases importantes, une phase claire et une phase sombre. 2.3.2.1 La phase claire : les ractions photochimiques (phase claire), qui se droule exclusivement en prsence d'une source d'nergie lumineuse, comporte une succession d'tapes depuis l'oxydation de l'eau (qu'on appelle aussi "photolyse") jusqu' la production d'oxygne, suivant la raction ci-dessous : 12 H2O + lumire 6 O2 + nergie chimique (24 H) 2.3.2.2 La phase sombre : La seconde phase est aussi appele la phase sombre. Cette phase ne ncessite pas l'obscurit : le terme de phase sombre indique qu'elle n'est pas directement conditionne par la lumire. En ralit, elle est indirectement conditionne par la lumire: les coenzymes ncessaires sa ralisation font vite dfaut en l'absence de lumire. Elle se fait suivant la raction ci-aprs : 6 CO2 + nergie chimique (24 H) C6H12O6 + 6 H2O http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/medecine-glucide-499/http://www.futura-sciences.com/magazines/espace/infos/dico/d/univers-soleil-3727/http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dico/d/biologie-autotrophe-4552/ Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 18/19 La phase sombre se rsume dans le cycle de Calvin ou phase de fixation du carbone (Fig. 13, page 18). Fig. 13 : Schma reprsentatif des principales tapes du cycle de Calvin (Phase sombre de la photosynthse) 3. La vacuole : 3.1 Dfinition : Une vacuole est une grosse structure unique, de forme variable selon les cellules, dlimite par une membrane lipidique appele tonoplaste. La vacuole concentre 80 90 % du volume et du poids de la cellule vgtale. Elle contient surtout de leau, mais aussi des molcules organiques et inorganiques (comme des glucides, des ions, des pigments). 3.2 Rle de la vacuole : - La vacuole a surtout un rle de maintien de lhomostasie cellulaire, c'est--dire quelle permet un maintien des bonnes concentrations des lments dans le cytoplasme, en stockant slectivement des lments au sein de sa membrane. - Elle joue aussi un rle important dans la turgescence des cellules vgtales, en assurant une pression suffisante lintrieur de la cellule, pour maintenir une rigidit de certaines structures anatomiques (tige). 3.3 Vacuole et phnomne dosmose : Le phnomne dosmose est le passage de leau du milieu le moins concentr (hypotonique) vers le milieu le plus concentr (hypertonique) travers une membrane semi-permable. Grce ce phnomne, la cellule peut se trouver dans trois tats : plasmolyse limite, plasmolyse ou turgescence (Fig. 14, page 19). Universit Badji Mokhtar Annaba- Module : Biologie 1 Dpartement de Gologie Enseignante : DAFRI A. Niveau : 1ere anne Licence (LMD) Chapitre 1 : Notions de cytophysiologie 19/19 3.3.1 La plasmolyse limite : cest le cas limite dans lequel se trouve la cellule lorsque les concentrations du milieu intracellulaire et intercellulaire sont gales. Toute variation de concentration peut causer la plasmolyse ou la turgescence cellulaire. 3.3.2 La turgescence cellulaire : La turgescence cellulaire correspond au gonflement de la vacuole suite lentre deau du milieu extracellulaire hypotonique vers le milieu intracellulaire hypertonique. Le gonflement de la vacuole exerce une pression sur la paroi de la cellule, ainsi, pour viter lexplosion de la cellule, la paroi pectocellulosique exerce son tour une contre pression. 3.3.3 La plasmolyse cellulaire : La plasmolyse cellulaire correspond au rtrcissement de la vacuole suite la sortie deau d milieu intracellulaire hypotonique vers le milieu extracellulaire hypertonique. Ce rtrcissement cause la mort de la cellule si les plasmodesme sont altrs. Fig. 14 : Schma reprsentatif de la plasmolyse et la turgescence cellulaire Chapitre 1 procaryoteChapitre 1 complet veg

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