La nature du vivant - Cours SVT 1ere S

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Comment l’étude du vivant à l’échelle moléculaire fournit-elle un argument en faveur d’une unité
du vivant? Comment l’étude du vivant à l’échelle cellulaire aboutit-elle à l’idée d’une parenté
entre organismes ?
Publié le : vendredi 20 décembre 2013
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Thème 1 : la Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant 1
Chapitre 2- 2012-2013

Thème 1 : la Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant

Introduction : Ainsi la vie a pu se développer sur Terre. Les plus anciennes traces de vie connues datent de près
de 4 milliards d’années. Le scénario imaginé par les scientifiques pour expliquer l’apparition de la vie est le
suivant : dans les océans primitifs, les atomes s’agitent et s’entrechoquent, des molécules nouvelles se forment
et participent progressivement à la formation des structures vivantes.
Comment l’étude du vivant à l’échelle moléculaire fournit-elle un argument en faveur d’une unité
du vivant? Comment l’étude du vivant à l’échelle cellulaire aboutit-elle à l’idée d’une parenté
entre organismes ?
Chapitre 2 : La nature du vivant.
1. L’unité chimique du vivant.

Bilan du TP3 : Unité chimique du vivant.
Les êtres vivants sont constitués à partir de certains des éléments chimiques disponibles sur Terre. Les
proportions de ces éléments sont très différentes dans le monde inerte et le monde vivant.
L’eau est la molécule la plus abondante chez les êtres vivants. Les autres molécules se répartissent
essentiellement en 3 groupes : les glucides, les lipides et les protides qui sont appelés matières organiques ou
matière carbonée car elles ont un squelette de carbone liés à d’autres atomes (Hydrogène et Oxygène pour les
glucides, lipides et protides et en plus azote (N) et soufre pour les protides). La matière des êtres vivants et
donc une matière carbonée, riche en eau.
Les êtres vivants présentent une profonde unité chimique qui est un premier indice de leur parenté.

Acidelinoléique(lipide) Aragonite(minéral)
Hydrogène Calcium Oxygène
Carbone
Carbone
Oxygène
Structuretrèsordonnéedansl’espace(réseau)
Moléculeàsquelettedecarbone

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Chapitre 2- 2012-2013

Bilan : Les êtres vivants sont constitués d’éléments chimiques disponibles sur le globe terrestre. Leurs
proportions sont différentes dans le monde inerte et dans le monde vivant. Ces éléments chimiques se
répartissent dans les diverses molécules constitutives des êtres vivants (lipides, protéines, glucides). Les
êtres vivants se caractérisent par leur matière carbonée et leur richesse en eau.
L’unité chimique des êtres vivants est un indice de leur parenté.

2. L’unité cellulaire du vivant.
a- Une unité de structure. TP4
TP4
Bilan du TP4 : Organisation cellulaire et relations de parentés.

Les cellules sont toutes constituées d’un cytoplasme entouré par une membrane plasmique. Il existe une unité
structurale cellulaire chez les êtres vivants qui est un indice de leur parenté. Les arbres phylogénétiques ou Bilan : De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles
arbres de parentés permettent de retranscrire ces liens.
constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine
génétique. La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de
Unexempled’arbredeparentésréaliséaveclel’énergie avec son environnement.
logicielphylogène
Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur
parenté.







Le vivant peut être divisé en plusieurs groupes :

- Les organismes eucaryotes, possèdent des organites (éléments entourés d’une ou deux membranes et
localisés dans le cytoplasme) dont un noyau contenant le matériel génétique. Ces organismes peuvent être uni-
ou pluri-cellulaires.

-Les organismes procaryotes, ne possèdent pas d’organites, n’ont donc pas de noyau. Leur matériel génétique
est libre dans le cytoplasme. (exemple : bactérie)

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Schéma bilan : Unités chimique et structurale du vivant





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b- Unité de fonctionnement TP5 et TP5bis
Constat : toutes les cellules prélèvent dans leur milieu de vie des substances nutritives qui servent à la
synthèse de matières organiques qu’elles utilisent pour leur croissance et leur fonctionnement. C’est le
métabolisme .

Bilan du TP5: Besoins nutritifs cellulaires.

1- Les besoins nutritifs des cellules non chlorophylliennes.


Les cellules non chlorophylliennes ne peuvent produire de la Matière Organique (MO) que si elles prélèvent
de la MO dans le milieu ; Ainsi ces cellules présentent une dépendance nutritive vis à vis d’autres êtres
vivants. Leur métabolisme est dit hétérotrophe

2- Les besoins nutritifs des cellules chlorophylliennes.

Les cellules chlorophylliennes, produisent de la MO à partir de Matières Minérales (MM) (eau, CO ) 2
prélevées dans le milieu et en présence de lumière ; Leur métabolisme est dit autotrophe



Bilan du TP5 bis: Les échanges gazeux qui accompagnent les métabolismes autotrophes et

hétérotrophes.

1- Les échanges gazeux qui accompagnent le métabolisme hétérotrophe.

Une cellule non chlorophyllienne consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone : Elle respire.
La respiration cellulaire consiste en l’oxydation (action de O sur ) des molécules organiques ce qui produit 2
de l’énergie, nécessaire à leur fonctionnement, ainsi que du dioxyde de carbone et de l’eau.
Réaction simplifiée de la respiration cellulaire
MO + O CO +H O 2 2 2
Energie

2- Les échanges gazeux qui accompagnent le métabolisme autotrophe.
A l’obscurité, les cellules chlorophylliennes respirent. A la lumière, elles respirent et effectuent en plus la
photosynthèse. La photosynthèse est une réaction chimique qui produit de la MO à partir de MM
uniquement ( CO et H O) et cela en présence de lumière. 2 2
Réaction simplifiée de la photosynthèse
Energie lumineuse

CO +H O MO + O 2 2 2







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Conditionsdel’environnement




Métabolisme.
Energie
Matière

Patrimoinegénétique


Cellule


Schéma : Le métabolisme des êtres vivants présente une unité.

Bilan : La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l’énergie avec son
environnement. De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles
constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique.
Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté.

3- Universalité et variabilité de la molécule d’ADN (Acide Désoxyribo Nucléique).
Rappel : L’information génétique est portée par des chromosomes contenus dans le noyau des cellules eucaryotes
et par l’unique chromosome circulaire dans les cellules procaryotes. Chaque chromosome est constitué d’une
molécule d’ADN.

a- L’ADN, une molécule universelle : Activité sur la transgénèse et TP6
b-
Activité:Latransgénèse.

Latransgénèseestl’actiond’introduireungèned’intérêtétrangerappartenantàuneespèce
(économique,médical…)dansunêtrevivantd’uneautreespèceetdelefairefonctionner.

Lafaisabilitédecettetechniquemontrequel’informationgénétiqueestcontenuedanslamolécule
d’ADNetqu’elleyestinscritedansunlangageuniversel

Comment la structure de l’ADN explique –t-elle cette universalité de langage ?
BilanduTP6
Lamoléculed’ADNestcomposéededeuxchaînesdenucléotides(1baseazotée+1sucre+1groupement
phosphate)enrouléesl’uneautourdel’autreenformed’hélice.
Les2chaînessontassociéesgrâceàlacomplémentaritéde4basesunies2à2:(A-T)et(C-G)

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Schémamontrantles4nucléotidespossiblesdansunemoléculed’ADN.

Chaque molécule d’ADN porte de nombreux gènes (définition de 3ème : portion d’ADN qui porte une information
génétique responsable de la réalisation d’un caractère). C’est la séquence nucléotidique au sein d’un gène qui
constitue un message.
Un gène est une séquence déterminée de nucléotides (bases azotées) qui porte une information génétique précise
responsable de la réalisation d’un caractère.

b- La variabilité de la molécule d’ADN. TP7

Bilan du TP7 : La séquence de l’ADN n’est pas immuable, elle peut subir des modifications accidentelles : les
mutations. Celles-ci sont à l’origine des allèles (différentes versions d’un même gène). C’est la variabilité de
la molécule d’ADN.
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Bilan : la transgénèse montre que l'information génétique est contenue dans la molécule d'ADN et
qu’elle y est inscrite dans un langage universel. La variation génétique repose sur la variabilité de la
molécule d'ADN (mutation). L’universalité du rôle de l'ADN est un indice de la parenté des êtres
vivants.

CONCLUSION : les êtres vivants présentent une unité chimique, une unité cellulaire et une unité
moléculaire (ADN) qui sont des indices de leurs parentés.


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