Sciences de la Vie et de la Terre
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CH3- LA NATURE DU VIVANT
 
 
 
 
 
 
 Les conditions qui règnent sur Terre ont permis l’épanouissement de la vie et sont à l’origine d’une extraordinaire biodiversité. Tous ces êtres vivants sont constitués de molécules nombreuses et variées.
 
Problématiques du chapitre: qu'est-ce qui caractérise les êtres vivants à l'échelle moléculaire ? et cellulaire ? En quoi l'étude du Vivant à ces différentes échelles fournit-elle un argument en faveur d'une unité?
 
I- La matière vivante et les molécules du vivant :

TP11:  De quoi est constituée la matière vivante ?

BILAN :
La matière inerte et la matière vivante de la planète Terre sont constituées d'éléments chimiques disponibles sur le globe et provenant du système solaire. Cependant les proportions de ces éléments chimiques sont différentes :
- la matière minérale est surtout composée de fer, d'oxygène, de silicium et de magnésium alors que
- la matière vivante est principalement composée de carbone, d'oxygène, d'hydrogène et d'azote.
 
Dans la matière vivante, ces éléments sont associés pour former des molécules. L’eau est la molécule la plus abondante chez les êtres vivants. Les autres molécules se répartissent principalement dans les trois catégories suivantes : glucides, lipides et protides. Ces trois groupes sont appelés molécules organiques ou carbonées car elles ont un squelette d’atomes de carbone liés à d’autres atomes.Les glucides et les lipides sont constitués de carbone, d'hydrogène et d'oxygène alors que les protides contiennent en plus de l'azote et du soufre.
 
Tous les êtres vivants sont donc constitués de molécules carbonées et d'une grande proportion d'eau : cette unité chimique est un indice de leur parenté.

 
II- La cellule, unité structurale du vivant :
 
TP12: En quoi la cellule est l’unité du monde vivant ?

BILAN :

Tous les êtres vivants, sans exception sont formés de cellules. Cet attribut commun témoigne d’une parenté.
La cellule est un espace délimité par une membrane qui sépare l’intérieur de la cellule, le cytoplasme, du milieu extérieur. On distingue des êtres vivants unicellulaires (une seule cellule assure à elle seule toutes les fonctions de l’organisme) et pluricellulaires (les cellules se spécialisent et sont organisées en tissus et organes).
 
En fonction de leur structure interne, on distingue deux grands types de cellules :
  •   Les cellules eucaryotes, contiennent plusieurs organites dans le cytoplasme comme le noyau qui renferme l’information génétique ou les mitochondries. A l’intérieur de ce groupe d’eucaryotes on distingue les cellules animales, végétales ou les champignons qu’ils soient unicellulaires ou pluricellulaires. La cellule végétale possède à l’extérieur de sa membrane une paroi. Elle peut également avoir une vacuole ainsi que des chloroplastes assurant la photosynthèse et colorés naturellement en vert par les pigments de chlorophylle qu’ils contiennent.
  •   Les cellules procaryotes ne contiennent pas d’organites et leur information génétique est portée par un chromosome libre dans le cytoplasme (absence de noyau). Ce sont des êtres vivants unicellulaires qui sont le plus souvent entourés d’une paroi externe (de nature chimique différente de celle des cellules végétales) comme les bactéries.
 
III- La cellule, siège des réactions chimiques de la vie :
 
TP13: que se passe t-il dans une cellule ? De quoi dépend l'activité cellulaire ?
BILAN :
 
A l’intérieur de chaque cellule, de nombreuses transformations chimiques se déroulent en permanence : elles constituent le métabolisme. Ce métabolisme permet à une cellule de produire l’énergie nécessaire à ses activités et de synthétiser sa propre matière organique. Ainsi, une levure, placée dans un milieu riche en dioxygène, réalise un métabolisme de type respiratoire : elle prélève du dioxygène et du glucose et rejette du dioxyde de carbone. L’énergie issue de cette réaction permet la réalisation des activités cellulaires.
 
Le métabolisme est soumis à un double contrôle :
  • L’information génétique détermine le type de transformations chimiques réalisables. Ainsi, des mutants d’une même espèce peuvent présenter des métabolismes différents ;
  • Les conditions du milieu extérieur influent également sur le déroulement du métabolisme.
Le métabolisme a lieu dans toutes les cellules du monde vivant : la cellule est donc une unité fonctionnelle commune à tous les êtres vivants.