Les échanges cellulaires - 1ère ES

Les échanges cellulaires

Réaliser une carte mentale reprenant les informations issues de ce Génially.

Consigne :

Les échanges cellulaires se font au travers de la membrane plasmique

Sens des échanges au travers de la membrane plasmique

Evolution du modèle de la membrane plasmique

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Comme pour la théorie cellulaire, le modèle de la membrane plasmique a été élaboré progressivement jusqu’au modèle de la « mosaïque fluide », proposé en 1972 par Singer et Nicolson (1972) et qui est toujours reconnu et donc d’actualité. Dans ce modèle, des protéines sont insérées plus ou moins profondément dans la bicouche lipidique : les protéines peuvent être transmembranaires (traversées entièrement ou partiellement la membrane) ou extra-membranaires ( « posées » sur la bicouche lipidique).

Que trouve-t-on enchâssé dans la bicouche lipidique de la membrane ?

mot en minuscule au singulier

Combien de sens d’échange existe-t-il ?

Mettre le bon chiffre (1, 2, 3, 4...)

La molécule utilise une protéine membranaire dans la diffusion simple.

vrai ou faux

Les cellules hétérotrophes possèdent des organites spécialisés, les mitochondries. C'est à l'intérieur de ces mitochondries que se déroule la respiration cellulaire :Métabolisme qui transforme la matière organique (glucose apporté par l'alimentation) et le dioxygène en énergie utilisée pour le bon fonctionnement de la cellule. Cette réaction produit aussi du dioxyde de carbone et de l'eau, déchets qui seront évacués. Le tout est possible grâce à des enzymes spécifiques.

Schéma du métabolisme d'une cellule hétérotrophe

Les cellules autotrophes possèdent deux organites spécialisés, les mitochondries et les chloroplastes. C'est dans les chloroplastes que se déroule la photosynthèse :Métabolisme qui transforme l'énergie solaire, l'eau et le dioxyde de carbone en dioxygène (déchet qui sera évacué de la cellule) et en matière organique. Une partie de cette dernière sera stockée et l'autre sera utilisée par les mitochondries pour faire de la respiration cellulaire. Le tout est possible grâce à des enzymes spécifiques.

Schéma des métabolismes d'une cellule autotrophe

Une cellule qui fait de la photosynthèse est une cellule autotrophe ?

vrai ou faux

Certaines molécules échangées sont des molécules dites exogènes. Elles proviennent de l’extérieur de l'organisme. Certaines substances comme l'alcool, les drogues participent au dysfonctionnement de notre organisme.Les molécules présentent dans ses substances prennent la place de molécules naturelles de type neuo-transmetteur et génèrent un faut signal perturbant le système nerveux.

Schéma d'une molécule de benzodiazépine

Schéma d'une molécule de LSD

Quelques infos sur les virus

Le mot virus est issu du latin qui signifie « poison ». Se terminant par un s, il ne prend pas de marque particulière au pluriel en français. Le débat sur la nature des virus (vivants ou pas) repose sur des notions complexes et reste aujourd'hui ouvert. Les virus sont de très petite taille en général inférieur à 250 nm (une bactérie fait en moyenne 2000 nm). Toutefois, le mimivirus a une taille de 400 nm, ce qui le rend plus gros que les plus petites bactéries et possède à la fois de l'ADN et de l'ARN. La virologie est la science qui étudie les virus. Elle est étudiée par des virologues ou virologistes. Tous les êtres vivants peuvent être infectés par des virus. Il existe des virus de bactéries (les bactériophages), des virus d'Archaea, des virus d'algues, des virus de plantes, des virus de champignons, des virus d'animaux et même des virus de virus.

Schéma d'un virus

Un virus ne peut pas se multiplier seul, il nécessite une cellule hôte.Il pénètre dans une cellule par le mécanisme d'endocytose. En effet, certaines protéines présentes sur sa membrane se fixent sur des récepteurs présents sur la membrane de la cellule cible et l'endocytose a lieu.Une fois à l'intérieur d'une cellule, il peut se répliquer en utilisant les éléments de la cellule hôte. Puis, les clones viraux sortent de la cellule pouvant provoquer la mort de cette cellule. Une fois à l'extérieur de la cellule, ces derniers peuvent infecter d'autres cellules.

L’insuline agit également sur les cellules du foie en augmentant leur assimilation de glucose. L’insuline favorise la fabrication du glycogène à partir du glucose prélevé dans le sang. Cette entrée de glucose dans les cellules permet de faire baisser la glycémie jusqu’à sa valeur normale. L’insuline est donc hypoglycémiante.

Pour cette partie, il serait adapté de réaliser sur votre carte mentale, un schéma simplifié de l'infection d'une cellule par un virus en montrant les interactions avec la membrane plasmique et comment cela induit le dysfonctionnement de la cellule hôte.

Pour cette partie, il serait adéquat d'expliquer brièvement sur votre carte mentale en quoi ces molécules exogènes entraînent un dysfonction-nement de la cellule en précisant le type de cellule affecté.

Pour cette partie, il serait interéssant de réaliser dans votre carte mentale une frise chronologique montrant l'évolution du savoir sur la membrane plasmique avec les schémas légendés des 4 modèles.

Le LSD agit en facilitant la liaison du neurotransmetteur GABA sur divers récepteurs spécifiques dans le SNC. Naturellement, le GABA est une molécule permettant le relâchement musculaire. Ces drogues vont augmenter la fréquence d’ouverture des canaux protéiques permettant la libération du GABA. Les récepteurs à GABA seront ainsi davantage activés.

La diffusion simple est une simple diffusion à travers la membrane plasmique dans le sens des concentrations fortes vers les concentrations faibles (jusqu'à équilibre des concentrations de part et d'autre de la membrane). Ce type de passage n'est possible que si la molécule est « soluble » dans la membrane, c'est-à-dire qu'elle peut traverser directement la bicouche de lipides. La molécule doit donc être hydrophobe (apolaire) ou, si elle est hydrophile (polaire), sa charge globale doit être nulle (exemple : l'éthanol).

L’insuline agit aussi sur les cellules du tissu adipeux en augmentant leur assimilation de glucose. Ce glucose sera stocké sous forme de lipides.

Après détection de l’insuline, il y a une augmentation de l’assimilation du glucose par les cellules musculaires.

Graphique de l'évolution du du glucose (en pourcentage) en fonction du temps (en minutes)

Pour cette partie, il serait judicieux de préciser sur votre carte mentale le ou les sens des échanges moléculaires entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule en donnant des exemples en lien avec la régulation de la glycémie.

L’endocytose a lieu quand une partie de la membrane entoure complètement une petite particule et la fait pénétrer de l’extérieur vers l’intérieur d’une cellule. Ce mécanisme est très important dans la vie d’une cellule car il permet l'internalisation de molécules spécifiques grâce à des récepteurs spécifiques. La molécule à endocyter va se fixer à un récepteur spécifique présent sur la membrane, ce qui va induire l'endocytose.

RAPPEL : Comment faire une carte mentale :(sur feuille, power-point, word, canva…)

1) Trouvez le concept principal et placez-le au centre de la feuille, ça peut être :

• un problème à résoudre
• un projet à travailler
• un concept complexe à appréhender.

2) Ajoutez des branches qui vont mettre en évidence les grands sous-thèmes. Le rôle des branches est de vous aider à organiser les informations. Titrez chaque branche. 3) Développez chaque sous-thème en ajoutant des branches supplémentaires qui apporteront des informations importantes sur ce sous-thème. Les informations peuvent-être des schémas, frises, textes… 4) Utilisez des couleurs de façon stratégique afin de vous aider à mieux la retenir.

Une carte mentale commence de l'intérieur et se développe vers l'extérieur.

Les benzodiazepines sont des molécules présentes dans de nombreuses drogues et médicaments anxiolytiques. Ils constituent un groupe de dépresseurs du système nerveux central (SNC) qui induisent des sensations de calme (anxiolyse), de somnolence et d'endormissement.

Pour cette partie, il serait approprié de réaliser un schéma simplifié de chacun des mécanismes d'échange dans votre carte mentale avec plus ou moins une phrase d'explication.

La bicouche lipidique pourra être représentée par un simple recangle :

La diffusion facilitée, comme pour la diffusion simple, se fait de la concentration la plus forte vers la concentration la plus faible de la molécule. Cependant, la molécule ne traverse pas directement la membrane, elle doit utiliser une protéine transmembranaire de transport :

Les protéines canal (canaux ioniques)

Les transporteurs(ils changent de forme pour faire passer des molécules de part et d'autre de la membrane)

Dans le pancréas se situent des zones particulières appelée « îlots de Langerhans » dans lesquelles on trouve des cellules spécialisées dans la régulation de la glycémie. Les cellules β produisent de l'insuline alors que les cellules α produisent du glucagon.

Graphique de l'évolution du pourcentage d'insuline en fonction du temps dans différents endroits

Pour cette partie, il serait pertinant de mentionner sur votre carte mentale pour chaque type de cellule :

• les molécules traversant la membrane plasmique
• l'intéret de ces passages

• le nom du métabolisme associé.