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La spécialisation des cellules
P.16-18

Activité 2 - Différenciation

La spécialisation des cellules





Extraire et exploiter des informations

Dans un organisme pluricellulaire, les différentes fonctions sont réparties entre cellules.

Une équipe, un ensemble documentaire

Quelles caractéristiques structurales et fonctionnnelles peut-on identifier au niveau d'une cellule spécialisée aux différentes échelles ?

Chaque ensemble permet de répondre à la problématique.
Les apprentis
Les confirmés
Les experts

Autoévaluez-vous !


Pour chaque question, choisissez l'unique bonne réponse.

1. Les cellules humaines...





2. Le milieu intérieur d’une cellule est appelé...





3. Un organisme végétal est constitué...




4. Sur la photo ci-dessous, l’indication “X 1500” signifie que...

Cellules de pancréas humain

Cellules de pancréas humain (microscope électronique à balayage, image colorisée).





5. Pour calculer la taille réelle, en micromètre (μm), d’un noyau visible sur la photo précédente (en violet) :





6. La barre d’échelle présente sur la photo ci-dessous indique que :

Bactéries buccales

Bactéries buccales sur la surface de la langue (microscope électronique à balayage, image colorisée).





7. En comparant les deux photos précédentes, on peut dire que :




Calculer votre niveau en fonction de votre nombre de réponses correctes :
  • 0 à 2 réponses correctes : niveau apprenti
  • 3 à 5 réponses correctes : niveau confirmé
  • 6 ou plus de réponses correctes : niveau expert
Les apprentis

Diversité des cellules du corps humain



Neurone

1
Neurone (MO).

On observe le noyau et des prolongements cellulaires, dont l’axone, long parfois de plus d’un mètre, conduisant le message nerveux.

Cellules sanguines

2
Cellules sanguines (MET, fausses couleurs).

Les lysosomes sont des organites contenant des protéines capables de détruire les agents pathogènes.

Cellule musculaire

3
Cellule musculaire (MET, fausses couleurs).

Le cytoplasme contient des fibres protéiques (en rose) permettant la contraction et des granules de glycogène (en marron), molécule de stockage du glucose. De nombreuses mitochondries (en vert) fournissent l’énergie nécessaire à la contraction.

Embryon humain de 48 heures, au stade deux cellules, observé au MET

4
Embryon humain de 48 heures, au stade deux cellules, observé au MET.

Les deux cellules sont identiques à tous points de vue, et n’ont pas encore de fonction définie.

TP

Observez la diversité des cellules humaines sur des coupes d’organes au MO.

Matériel
  • Microscope ;
  • Lame du commerce de différents organes humains ;
  • Dispositif de capture d’image numérique.


  • Protocole
  • Placer la préparation microscopique sur la platine et la caler avec les valets ;
  • Faire la mise au point au plus faible grossissement à l’aide de la vis macrométrique puis micrométrique ;
  • Identifier une zone d’intérêt et passer aux plus forts grossissements ;
  • Réaliser une photo d’une zone d’intérêt.
  • Les confirmés

    Différenciation des cellules sanguines humaines



    Formation des cellules sanguines.

    Coupe transversale de vaisseau sanguin

    5
    Les différentes cellules sanguines humaines et leur origine.
    a Formation des cellules sanguines.

    Elle a lieu dans la moelle osseuse à partir d’une cellule souche indifférenciée.

    b Coupe transversale de vaisseau sanguin (MEB, fausses couleurs).

    On observe des globules rouges et un globule blanc.

    Modélisation 3D de la molécule d’hémoglobine d’adulte

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    Modélisation 3D de la molécule d’hémoglobine d’adulte.

    L’hémoglobine, protéine présente uniquement dans les globules rouges, transporte le dioxygène. C’est une grosse molécule formée de 4 sous-unités, les globines, identiques 2 à 2.

     Proportion des différentes chaînes de globine au cours de la vie

    7
    Proportion des différentes chaînes de globine au cours de la vie.

    L'hémoglobine fœtale, de forme α2γ2\alpha_2\gamma_2, a une très forte affinité pour le dioxygène, ce qui permet le transfert de celui-ci du sang maternel au sang fœtal.

    TP

    Recherchez des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes sur un frottis sanguin.

    Matériel
  • Microscope ;
  • Lame du commerce de frottis sanguins ;
  • Dispositif de capture d’image numérique.


  • Protocole
  • Placer la préparation microscopique sur la platine et la caler avec les valets ;
  • Faire la mise au point au plus faible grossissement à l’aide de la vis macrométrique puis micrométrique ;
  • Identifier une zone d’intérêt et passer aux plus forts grossissements ;
  • Réaliser une photo d’une zone montrant des globules rouges et au moins un globule blanc.

  • Découvrez la drépanocytose, une maladie génétique, à l'aide d'un article et d'une vidéo de l'INSERM.

    Les experts

    Diversité des plastes dans les cellules végétales



    Cellule végétale indifférenciée (MET)

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    Cellule végétale indifférenciée (MET).

    On distingue le noyau (N), des mitochondries (M), de petites vacuoles (V) et des organites encore non fonctionnels, appelés proplastes (Pp), qui deviendront des plastes (P).

    Pulpe de poivron rouge

    Cellule de tubercule de pomme de terre

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    Cellules végétales différenciées.
    a Pulpe de poivron rouge (MO).

    Les chromoplastes, en rouge, sont des plastes riches en caroténoïdes, pigments qui attirent les frugivores, permettant ainsi la dispersion des graines.

    b Cellule de tubercule de pomme de terre (MEB).

    Les amyloplastes visibles ici sont des plastes contenant de l’amidon, une molécule de réserve énergétique.

    Analyse protéomique de plastes de tomate en cours de maturation

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    Analyse protéomique de plastes de tomate en cours de maturation.

    On regarde si l’expression du groupe de protéines étudiées augmente, diminue ou reste stable au cours du changement de couleur du fruit. La fonction du groupe de protéines testées est indiquée à droite.

    Fluorescence des pigments de plastes de tomates selon le stade de maturation

    11
    Fluorescence des pigments de plastes de tomates selon le stade de maturation.

    Les pigments émettent de la lumière lorsqu'ils sont excités par de la lumière ultraviolette. La chlorophylle, pigment vert des chloroplastes, réémet alors du rouge et les caroténoïdes du vert.

    TP

    Réalisez vos préparations microscopiques.

    Matériel
  • Microscope ;
  • Lames ;
  • Lamelles ;
  • Eau iodée pour les amyloplastes ;
  • Lame de rasoir ;
  • Scalpel ;
  • Tomate ou poivron rouge et vert ;
  • Pomme de terre ;
  • Feuille de poireau ;
  • Dispositif de capture d’image numérique.


  • Protocole
  • Préparation des amyloplastes : faire une coupe fine dans le tubercule de pomme de terre, la déposer sur une lame avec une goutte d’eau iodée, écraser légèrement avec une lamelle ;
  • Préparation des chromoplastes : gratter légèrement un peu de pulpe du fruit rouge, déposer sur une lame dans une goutte d’eau, écraser légèrement avec une lamelle.
  • Préparation des chloroplastes : gratter légèrement un peu de pulpe du fruit vert ou de vert de poireau, déposer sur une lame dans une goutte d’eau, écraser légèrement avec une lamelle.


  • Observations
  • Placer la préparation microscopique sur la platine et la caler avec les valets ;
  • Faire la mise au point au plus faible grossissement à l’aide de la vis macrométrique puis micrométrique ;
  • Identifier une zone d’intérêt et passer aux plus forts grossissements ;
  • Réaliser une photo d’une zone montrant le plaste à identifier.
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