Biologie cellulaire et origines de la vie

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Cours couvrant les structures cellulaires procaryotes et eucaryotes, les définitions fondamentales du vivant (molécules, cellules, tissus, organes, systèmes), et l'évolution de la vie sur Terre depuis les premiers organismes unicellulaires il y a 3-4 milliards d'années jusqu'aux cellules compartimentées complexes.

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Question

Quelles sont les deux familles phylogénétiques des procaryotes ?

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Réponse

Les eubactéries (ou eubacteria) et les archae (ou archaebactéries).

Question

Nommer les trois principales formes morphologiques des bactéries.

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Réponse

Sphérique (coques), allongée/bâtonnet (bacilles), et forme spiralée.

Question

Comment s'appelle la technique de coloration permettant de différencier les bactéries en fonction de la composition de leur paroi ?

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Réponse

Coloration de Gram : elle différencie les bactéries selon la composition de leur paroi (présence de peptidoglycanes).

Question

Définir un organisme vivant.

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Réponse

Entité constituée d'une ou plusieurs cellules vivantes (unicellulaire ou pluricellulaire).

Question

Qu'est-ce qui caractérise la paroi bactérienne ?

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Réponse

Présence de peptidoglycanes (macromolécules glucidiques reliées par des peptides), située au-delà de la membrane plasmique.

Question

À partir de quel diamètre les bactéries commencent-elles généralement ?

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Réponse

Supérieur à 500nm500\,\text{nm} (0,5μm0,5\,\mu\text{m}).

Question

Qu'est-ce que la physiologie ?

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Réponse

Branche de la biologie étudiant les fonctions et propriétés des organes et des tissus des êtres vivants, tant dans le règne animal que végétal.

Question

Nommer la molécule qui a permis le stockage stable de l'information génétique, remplaçant l'ARN.

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Réponse

L'ADN (C10H13N5O4C_{10}H_{13}N_{5}O_{4}).

Question

Qu'est-ce que les molécules ?

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Réponse

Assemblages d'atomes formant les éléments fondamentaux de la matière.

Question

Quelle est la longueur approximative d'un œuf d'autruche ?

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Réponse

De 4 à 6 cm de diamètre.

Question

Quel est l'intervalle de diamètre des leucocytes humains ?

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Réponse

De 1010 à 20μm20\,\mu\text{m}.

Question

Quel diamètre possèdent les euglènes chez les protozoaires ?

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Réponse

120μm120\,\mu\text{m}.

Question

Quel est le diamètre approximatif des hématies humaines ?

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Réponse

7μm7\,\mu\text{m}.

Question

Quelle est la longueur typique d'une amibe (Amoeba Proteus) ?

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Réponse

1mm1\,\text{mm}.

Question

Énumérer les composants du cytoplasme de E. coli.

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Réponse

De l'H2O\text{H}_2\text{O}, des petites molécules organiques (glucose, ions...), des enzymes, des ribosomes, et l'information génétique (chromosome circulaire + ARN). Aucun organite membranaire.

Question

Définir les cellules procaryotes.

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Réponse

Cellules à organisation simple, sans noyau ni organites intracellulaires membranés. Toutes leurs activités sont concentrées dans un seul compartiment. Elles sont toujours unicellulaires (bactéries et archées).

Question

Où se situe l'information génétique dans une cellule procaryote comme E. coli ?

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Réponse

Elle baigne directement dans le cytoplasme, sous forme d'un chromosome circulaire et d'ARN, et non dans un noyau.

Question

Quelle peut être la longueur maximale de l'axone d'une cellule nerveuse motrice chez la girafe ?

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Réponse

Plus de 3 m de longueur.

Question

Qu'est-ce qu'un bacille ?

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Réponse

Bactérie en forme de bâtonnet.

Question

Qu'est-ce qui délimite le milieu intracellulaire dans une cellule procaryote ?

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Réponse

La membrane plasmique.

Question

Décrire l'organisation générale des cellules eucaryotes.

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Réponse

Cellules plus grandes et complexes, pouvant être unicellulaires ou pluricellulaires. Elles possèdent un noyau et des organites membranaires (RE, appareil de Golgi, mitochondries, lysosomes…) dont les membranes dérivent d'invaginations de la membrane plasmique.

Question

Les organismes eucaryotes peuvent-ils être unicellulaires ou pluricellulaires ?

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Réponse

Oui, les organismes eucaryotes peuvent être unicellulaires (formés d'une unique cellule) ou pluricellulaires (constitués de plusieurs cellules).

Question

Quelle forme présente E. coli ?

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Réponse

Un bacille : forme de bâtonnet.

Question

Nommer trois exemples d'organismes eucaryotes unicellulaires.

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Réponse

Les levures, les végétaux unicellulaires et les trypanosomes (ou ciliés).

Question

Comment les compartiments intracellulaires des cellules eucaryotes se sont-ils formés ?

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Réponse

Ils sont dérivés d'invaginations de la membrane plasmique et sont délimités par des membranes de structure comparable à celle-ci.

Question

Citer trois exemples de règnes eucaryotes pluricellulaires.

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Réponse

Les champignons, les végétaux et les animaux.

Question

Qu'est-ce que l'homéostasie ?

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Réponse

Caractéristique d'un écosystème qui résiste aux changements et conserve un état d'équilibre.

Question

Qu'est-ce qu'un système ?

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Réponse

Ensemble d'organes qui accomplissent une même fonction.

Question

Qu'est-ce qu'un organe ?

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Réponse

Ensemble d'au moins deux tissus qui exercent une fonction déterminée.

Question

Qu'est-ce qu'un tissu ?

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Réponse

Ensemble de cellules présentant une morphologie et une fonction semblable dans l'organisme.

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Quel était l'âge de la Terre lors de sa formation ?

4,64{,}6 milliards d'années.

À quand remontent les premières traces de vie sur Terre ?

Entre 33 et 44 milliards d'années (stromatolithes, microfossiles).

À quelle époque les premiers vertébrés sont-ils apparus ?

Il y a 500500 millions d'années.

À quelle époque apparaissent les premiers hominidés ?

Entre 44 et 77 millions d'années (Toumaï / Lucie).

Quand s'est produite la séparation eucaryote/procaryote ?

Entre 1,51{,}5 et 22 milliards d'années (datation de microfossiles nucléés).

Quels sont les trois domaines du vivant selon l'arbre phylogénétique simplifié ?

Archées (unicellulaires sans noyau), Bactéries (unicellulaires sans noyau) et Eucaryotes (souvent pluricellulaires, à noyau).

Qu'est-ce que le LUCA ?

Le Last Universal Common Ancestor (dernier ancêtre commun universel), à la base de l'arbre phylogénétique, dont descendent Archées, Bactéries et Eucaryotes.

Depuis combien de temps Homo sapiens est-il présent sur Terre ?

Environ 300 000 ans (30 000 ans est une erreur dans la source).

Quel événement majeur s'est produit il y a 2,5 milliards d'années sur Terre ?

Apparition des premières activités photosynthétiques et de l'O2O_2 dans l'atmosphère.

Quand les fossiles d'organismes pluricellulaires (trilobites) datent-ils ?

Il y a 600 millions d'années.

À quelle époque datent les microfossiles d'organismes unicellulaires les plus anciens retrouvés ?

Il y a 3 à 4 milliards d'années.

Quel est l'intervalle estimé du nombre d'espèces existant sur Terre (bactéries exclues) ?

3 à 100 millions d'espèces (bactéries exclues).

Approximativement combien d'espèces sont répertoriées à ce jour sur Terre ?

Environ 2 millions d'espèces.

Qu'est-ce qui distingue les procaryotes des eucaryotes ?

Absence de noyau et d'organites membranaires chez les procaryotes ; leur information génétique baigne librement dans le cytoplasme, alors que les eucaryotes possèdent un noyau et des compartiments intracellulaires.

Qu'est-ce qu'une cellule ?

Unité structurale et fonctionnelle du vivant, capable de synthèse, croissance et développement.

Quand la séparation eucaryote/procaryote s'est-elle produite selon les microfossiles nucléés ?

La séparation eucaryote/procaryote s'est produite il y a 1,5 à 2 milliards d'années, selon les microfossiles nucléés.

Quand l'oxygène a-t-il commencé à apparaître sur Terre grâce à la photosynthèse ?

L'oxygène a commencé à apparaître sur Terre il y a environ 2,5 milliards d'années.

Énumérer les trois domaines du vivant selon l'arbre phylogénétique simplifié.

Les trois domaines du vivant sont : les Archées, les Bactéries et les Eucaryotes.

Définir l'homéostasie.

Capacité d'un écosystème à conserver un état d'équilibre stable malgré les changements externes.

À quand remontent les premières traces de vie selon les microfossiles des stromatolithes ?

Les premières traces de vie remontent à 3 à 4 milliards d'années.

À quand remonte l'apparition des premiers vertébrés sur Terre ?

Les premiers vertébrés sont apparus sur Terre il y a 500 millions d'années.

Quelle molécule plus stable que l'ARN a permis le stockage stable de l'information génétique ?

L'ADN, plus stable que l'ARN, a permis le stockage de l'information génétique.

Quel est l'intervalle de temps depuis lequel Homo sapiens est présent sur Terre ?

Homo sapiens est présent sur Terre depuis environ 300 000 ans.

Nommer deux familles phylogénétiques des procaryotes.

Les eubactéries et les archées (ou archaebactéries).

Quel est le nombre estimé d'espèces non répertoriées actuellement sur Terre ?

Entre 1 et 98 millions d'espèces (bactéries exclues), puisque seuls ~2 millions sont répertoriés sur une estimation totale de 3 à 100 millions.

Quand les organismes eucaryotes pluricellulaires ont-ils commencé à émerger selon les découvertes de 2010 ?

Il y a 22 milliards d'années, attesté par des microfossiles découverts en 2010.

Quel est le diamètre maximum des protozoaires (euglènes) ?

120μm120\,\mu\text{m}.

Quel est l'intervalle de diamètre des cellules épithéliales mammaliennes ?

20μm20\,\mu\text{m} (quelques microns à quelques dizaines de microns).

Qu'est-ce que l'ADN et quel rôle a-t-il joué dans l'évolution cellulaire ?

Molécule plus stable que l'ARN servant au stockage de l'information génétique ; son apparition a permis le passage à des formes de vie plus complexes en stabilisant l'hérédité cellulaire.

Quels sont les deux types de familles que les procaryotes représentent dans l'arbre phylogénétique ?

Les eubactéries (les plus anciennes) et les archées (ou archaebactéries).

Nommer le plus petit organisme procaryote libre et préciser son rôle.

Le mycoplasme (~100 nm de diamètre), micro-organisme unicellulaire procaryote à action pathogène (pleuropneumonie).

Quand Homo sapiens est-il apparu sur la chronologie terrestre ?

Il y a 300 000 ans (ou 30 000 ans selon une autre source).

parle moi des mycoplasmes

c'est le plus petit vivant libre . Ces cellules procaryotes ont un diametre moyen de 100nm . Ce sont des microorganisme unicellulaire a action pathogène ( pleuropneumonie ) , de grandes variabilité de formes ( ovoïde, ronde , filamenteuse,ect)

Donne les organites de la cellule animale

Réticulum endoplasmique, Appareil de golgi , Mitochondrie, lysosomes, noyaux, peryxosome, Endosome ,

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