Biologie humaine, cours 3 PDF

Preview

Summary

Biologie humaine, cours 3...

Description

Module 1 : L’organisation du vivant Problème 3. La cellule Étape 2 – Recherches, lectures et prise de notes 1. La cellule a) Nomme l’unité structurale et fonctionnelle de la vie. (Mader, 3.1, 3.1.1, p.62) La cellule. b)

Distingue une cellule eucaryote (ex. : cellule humaine) d’une cellule procaryote (ex. : une bactérie). (Mader, 3.2, p.64)

La cellule procaryote ne possède pas de noyau (leur ADN, bien que placé au centre de la cellule, n’est pas entouré d’une enveloppe). La cellule eucaryote (qui a un noyau) aurait donc évolué à partir des cellules procaryotes. c)

Distingue le cytosol du cytoplasme. (Mader, 3.2, p.64)

Le cytoplasme comprend le cytosol, une matrice semi-liquide qui contient de l’eau et divers types de molécules dissoutes ou en suspension dans ce milieu. Le cytoplasme renferme également un ou plusieurs organites.

2. Les molécules du vivant a) Entre quels niveaux d’organisation du vivant se situent les molécules? Atome < molécule < Organite b) Complète le tableau suivant décrivant les 4 grands groupes de molécules du vivant. Tableau 1. Molécules du vivant et leurs rôles.

Molécules Glucides (Mader, 2.4, p.35)

Lipides (Mader, 2.5, p.37-38)

Protéines (Mader, 2.6, p.44-45)

Rôle(s) Constituer une source d’énergie à court terme et rapidement disponible.

Exemple(s) Glucose

Constituer une source d’énergie à long terme, Former la membrane plasmique, Aider à la régulation des hormones.

Triglycérides Phospholipides Stéroïdes (ex. : cholestérol)

Soutien : Certaines protéines (telle la kératine) ont un rôle structural. Activité enzymatique : Accélèrent la vitesse des réactions chimiques cellulaires.

Kératine et collagène (soutien) Enzymes (Act. Enzym.) Hémoglobine (Transport)

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 1

Transport : Permettent à différentes substances d’entrer ou de sortir de la cellule. Défense : Empêcher les substances étrangères de nuire à l’organisme et de perturber l’homéostasie. Régulation hormonale Mouvement : L’interaction de ces protéines permet aux cellules musculaires de se raccourcir et de causer la contraction musculaire. Entreposage de l’information génétique, Participation à la synthèse des protéines.

Acides Nucléiques (Mader, 2.7, p. 47)

Anticorps (Défense) Certaines hormones et neurotransmetteurs (Rég. Hormonale) Protéines musculaires (Mouv.)

ADN (acide désoxyribonucléique) ARN (acide ribonucléique)

3. Les organites cellulaires a) Dans le tableau suivant, identifie à quel numéro correspond l’organite pointé dans la figure. (Mader, Figure 3.4, p.65) b) Dans ce même tableau, indique le(s) rôle(s) associé(s) à chacun des organites. (Mader, 3.4.1-3.4.4, p.73-76; Tableau 3.3, p.78-79)

Figure 1. Organites de la cellule eucaryote.

Tableau 2. Organites cellulaires et leurs rôles.

Organites

#

Rôle(s)

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 2

Membrane plasmique Vésicule

4 6

Constituer une barrière entre le contenu cellulaire et l’environnement externe. Gérer les entrées et sortie des diverses substances impliquées dans le métabolisme cellulaire. Entreposer et transporter les substances.

(p.79 tableau)

Cytosol

3

Le cytosol est la fraction liquide et transparente du cytoplasme, où baignent les organites. Dégradation du glucose et relaie des informations entre la membrane plasmique jusqu’au noyau. C’est le centre de contrôle de la cellule, car il contient l’ensemble de l’information génétique.

Noyau

1

Mitochondrie

8

Ribosome

7

Réticulum endoplasmique rugueux (RER) Complexe Golgien

2

Modifier les protéines (ajout de glucides) synthétisées par les ribosomes liés à sa membrane. Synthétiser des phospholipides.

5

Effectuer les modifications finales des molécules en provenance de RE (voir ↑). Trier, emballer et expédier des molécules.

Produire, par la respiration cellulaire, des molécules d’ATP pour tout composant cellulaire qui en a besoin. Synthèse des protéines.

4. La membrane plasmique a) Complète le tableau suivant en identifiant le rôle des deux principales molécules de la membrane plasmique. (Mader, 3.3, p. 64-66; Figure 3.4; Figure 3.5; Figure 3.7) Tableau 3. Principales molécules de la membrane plasmique et leurs rôles.

Molécules

Phospholipide s

Protéines membranaires

Rôles La membrane plasmique se compose d’une bicouche de phospholipides dans laquelle des protéines et du cholestérol sont enchâssés. Les têtes hydrophiles (qui aime l'eau) des phospholipides forment la majeure partie des surfaces externe et interne de la membrane, alors que les queues hydrophobes (qui n'aime pas l'eau) en forment l’intérieur. Compose la membrane et rend la membrane dynamique et souple. Empêche certaines substances d’entrer et de sortir (ex : glucose). Assurent différents rôles dont le transport membranaire (ex : un canal), la réception de molécules médiatrices nommées ligands (ex : une hormone) ou la transformation d’un substrat en ses produits par un enzyme.

b) Complète la figure suivante en y ajoutant ces mots : cytosol, liquide interstitiel, membrane plasmique, phopholipide, protéine membranaire. Module 1 / Problème 3 / Étape 2 Liquide interstitiel

3

Phopholipide

Cytosol

Protéine membranaire

Membrane plasmique

Figure 2. Principales molécules de la membrane plasmique (Tortora et Derrickson, 2016, Figure 3.2).

5. La respiration cellulaire a) Visionne la vidéo suivante :  Pearson ERPI (2014). Ma biblio, Campbell Biologie, Animations 3D. La cellule animale : La mitochondrie : https://www.youtube.com/watch?v=PqTgxTmbzjw b) Indique les réactifs et les produits de la respiration cellulaire. (Mader, 3.6.2 1er paragraphe, p.80) Réactifs Glucose

Produits 2

O

Eau

2

CO

ATP (molécule hautement énergétique « adénosine triphosphate »)

c) Dans quel organite se produisent la majorité des étapes de la respiration cellulaire ? Dans les mitochondries d) À quoi sert la molécule d’adénosine triphosphate (ATP) pour une cellule ? (Mader, Glossaire, p.477)

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 4

« Nucléotide d’adénosine ayant 3 groupements phosphates. La dégradation d’une ATP en ADP + Pi libère de l’énergie qui devient disponible pour les réactions cellulaires. »

e) Complète la figure ci-dessous en y ajoutant les mots suivants : ATP, CO2, cytosol, glucose, H2O, liquide interstitiel, membrane plasmique, milieu interne, mitochondrie, O2, phospholipide, plasma, protéines membranaire. (Mader, Figure 3.22, p.83)

Milieu interne

Glucose

Phospholipide

Mitochondrie

Plasma Protéine membranaire

O2

CO2

H2O ATP

Liquide interstitiel Membrane plasmique

Cytosol

Figure 3. Vue d’ensemble de la respiration cellulaire.

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 5

6. La synthèse des protéines a) Visionne les vidéos suivantes :  Naranjo, S. (2017). Introduction à la synthèse des protéines : https://www.youtube.com/watch?v=ODNqzrOnj8k b)

Comment se nomment les sous-unités des protéines (Mader, 2.6.1, p.45) : Acides aminés

c)

Distingue les deux grandes étapes de la synthèse des protéines en complétant le tableau ci-dessous. (Mader, 3.8.2, p.97-98; Figure 3.39, p. 102)

Tableau 4. Étapes de la synthèse des protéines.

Étapes 1.Transcription

Lieu Organite impliqué La transcription se déroule dans le noyau de la cellule

Rôle Le brin codant d’un gène sert de modèle pour fabriquer une molécule d’ARNm. Ce dernier sort ensuite du noyau.

2.Traduction

Dans le cytoplasme

Les molécules d’ARNt et leurs se lient à leurs acides aminés spécifiques; ensuite, leurs anticodons s’apparient aux codons de l’ARNm. La suite des codons d’ARNm détermine l’ordre dans lequel les complexes d’ARNt-acides aminés se lient aux ribosomes et donc l’enchaînement des acides aminés dans la protéine.

Avec l’aide des ribosomes

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 6

d) Complète la suivante en y ajoutant les mots suivants : acides aminés, ADN, ARNm (X2), cytoplasme, membrane plasmique, noyau, protéine, ribosome (Mader, Figure 3.39, p.102).

Noyau ADN ARNm Membrane plasmique Cytoplasme ARNm Ribosome Acides aminés Protéine Figure 4. Vue d’ensemble de la synthèse des protéines (Tortora et Derrickson, 2016, Figure 3.18; Mader, Figure 3.37a).

e) Analogie pour mieux comprendre la synthèse des protéines Mise en situation Un cuisinier veut faire un gâteau. La recette qui l’intéresse se trouve dans un livre de recettes à la réserve de la bibliothèque. Puisqu’il ne peut pas emprunter le livre, il décide de photocopier quelques pages du livre. À l’aide des photocopies obtenues, le cuisinier pourra suivre la recette dans sa cuisine en utilisant les bons ingrédients dans le bon ordre pour faire son gâteau. Pour faire une analogie avec la synthèse des protéines, associez les mots de la mise en situation aux mots suivants : Acides aminés, ADN, ARNm, cytosol, gène, noyau, protéine, ribosome, traduction, transcription.

Mots de la mise en situation Livre de recettes La recette dans le livre de recettes Bibliothèque Photocopier des pages du livre de

Mots de la synthèse des protéines Gène ADN Noyau Transcription

recettes Module 1 / Problème 3 / Étape 2 7

Photocopies de la recette Cuisinier Cuisine Suivre la recette Ingrédients Gâteau

ARNm Ribosome Cytosol Traduction Acides aminés Protéine

Une fois synthétisée, certaines protéines sont ensuite sécrétées par la cellule dans le liquide extracellulaire (ex. : hormones et neurotransmetteurs). Dans ce cas, la protéine doit emprunter un réseau d’organites membraneux dans la cellule. f)

g)

Visionne les vidéos suivantes :  Pearson ERPI (2014). Ma biblio, Campbell Biologie, Animations 3D. Le noyau et les ribosomes : https://www.youtube.com/watch?v=eTwaGa1dZ-s.  Le réseau endomembranaire : http://youtu.be/ijvA66I8jnQ. Complète la figure ci-dessous en y ajoutant les mots suivants : complexe golgien, cytosol, liquide interstitiel, membrane plasmique, noyau, protéines sécrétées, réticulum endoplasmique rugueux (RER), ribosome, vésicule de sécrétion, vésicule de transport. (Mader, Figure 3.16, p.75)

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 8

liquide interstitiel

Protéines sécrétées

Membrane plasmique cytosol Vésicule de sécrétion

Complexe golgien

Vésicule de transport Réticulum endoplasmique rugueux (RER)

Ribosome

*petit point

Noyau Figure 5. Sécrétion d’une protéine.

7. Cycle cellulaire et mitose a)

Visionne la vidéo suivante :  Cell division. [en ligne] https://www.youtube.com/watch?v=rgLJrvoX_qo (page consultée le 18 janvier 2017)

b)

À l’aide la figure, complète le tableau décrivant les principales étapes du cycle cellulaire.

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 9

Tableau 5. Étapes du cycle cellulaire.

Étapes du cycle cellulaire Début de l’interphase Fin de l’interphase Début de la mitose Fin de la mitose Cytocynèse

Description Croissance de la cellule. Synthèse des protéines. Chaque molécule d’ADN se réplique en deux copies identiques. Les copies d’ADN identiques se condensent formant un chromosome ayant deux chromatides sœurs. Les chromatides sœurs se séparent l’une de l’autre. Division des organites et du cytoplasme de la cellule mère en deux cellules filles.

Figure 6. Cycle cellulaire (Mader, Figure 3.24, p.85).

c)

d)

Visionne la vidéo suivante :  Pearson ERPI (2014). Ma biblio, Campbell Biologie, Animations 3D. La division cellulaire : https://www.youtube.com/watch?v=cGmA2tuE_Xc

Définis ce qu’est la mitose (Mader, une vue d’ensemble de la mitose, p.87)

C’est une division qui conserve le nombre de chromosomes. Grâce à elle, une cellule (nommée cellule mère) se divise pour donner 2 cellules filles qui possèdent chacune des chromosomes identiques, en nombre et en structure, à ceux qu’avaient la cellule mère.

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 10

e)

Explique brièvement la mitose en utilisant les termes suivants : chromosome, division, 1 cellule mère, 2 cellules filles, identiques, ADN. (Mader, une vue d’ensemble de la mitose, p.87)

La cellule commence par dupliquer son information génétique contenue dans l’ADN. À la fin de ce processus, 2 molécules d’ADN identiques sont obtenues. Elles constituent les chromatides sœurs du chromosome répliqué. Ces chromatides sœurs se séparent ensuite et se réorganisent dans le noyau cellulaire qui va alors se diviser en deux noyaux comportant donc chacun une information génétique identique. La cellule mère (1) se divise alors en deux cellules filles (2), qui possèdent chacune des chromosomes identiques, en nombre et en structure, à ceux qu’avait la mère.

f)

Énumère les fonctions de la mitose. (Mader, régulation du cycle cellulaire, 1 er paragraphe, p. 90)

La mitose est essentielle au bon fonctionnement du corps humain. En effet, elle soutient la croissance et le développement de l’organisme, tout en étant au cœur de l’entretien et de la réparation des tissus.

8. Le cancer (Mader, Intégration biologie au quotidien – Les tumeurs, p.91) a) Définis le terme tumeur Les tumeurs, bénignes ou malignes, surviennent soit quand des cellules s’engagent dans le cycle cellulaire sans avoir reçu de signal de départ, ou soit quand elles ne réagissent pas à des signaux qui mettent normalement fin à la division cellulaire. Une tumeur bénigne (ex : verrue) se manifeste en un seul site, alors que les cellules cancéreuses d’une tumeur maligne ont tendance à quitter le site d’origine en empruntant les vaisseaux lymphatiques et sanguins pour produire de nouvelles tumeurs dites secondaires (métastases) ailleurs dans l’organisme. Une tumeur peut également, en raison de sa taille, perturber le fonctionnement des cellules normales de l’organisme.

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 11

9. Le VPH (Mader, Intégration biologie au quotidien, p.386) a) Qu’est-ce que le VPH? Le virus du papillome humain (ou papilloma-virus) est l’infection transmise sexuellement (ITS) la plus courante dans le monde. La plupart des infections au VPH sont causées par des pratiques sexuelles buccogénitales non protégées.

b)

Que peut causer le VPH? - Condylomes acuminés (verrues génitales) - Types de cancer (voir énoncé du problème à l’étape 1): Cancer du col de l’utérus, cancer de la gorge.

c)

Qu’est-ce qu’un test de Pap (ou Pap test)? Le test de Papanicolaou (Pap) est un test qui a pour but de détecter le plus tôt possible tout changement suspect survenant dans les cellules du col utérin.

Module 1 / Problème 3 / Étape 2 12...