La nutrition des cellules
La nutrition des cellules
La nutrition des cellules concerne les cellules animales ou végétales ou encore les cellules de champignons. Elles possèdent un noyau qui contient le matériel génétique.
I. Caractéristiques des cellules
En noir, la membrane cytoplasmique constitue une barrière entre l’extérieur et l’intérieur de la cellule, appelé le cytoplasme.
On trouve également dans cette cellule, le noyau, en jaune, qui contient l’information génétique dans l’ADN.
On trouve également des sous unités cellulaires, appelées des organites.
II. Nutrition des cellules : apports et rejets
Nourrir une cellule est comme nourrir un individu. Quand on se nourrit, on a des apports et des rejets.
A. Les apports
Les apports constituent son approvisionnement. Pour se nourrir, une cellule a besoin d’un approvisionnement qui peut être de la matière minérale (du dioxygène, O2 ; du dioxyde de carbone, CO2) et/ou de la matière organique. La matière organique contient beaucoup de molécules de carbone, c’est la matière principalement constitutive des êtres vivants.
Une cellule a également besoin d’énergie pour fonctionner. Par exemple, cela peut être de l’énergie lumineuse, pour les cellules végétales.
Ces apports permettent le fonctionnement cellulaire, et notamment un ensemble de réactions biochimiques lorsqu’il s’agit d’êtres vivants. Ces réactions ont lieu soit dans le cytoplasme, soit dans les sous unités. Elles permettent à la cellule de produire sa propre énergie, fondamentale, puisqu’elle permet le fonctionnement cellulaire. Par exemple, pour se contracter, une cellule musculaire a besoin d’énergie cellulaire et cette énergie est fournie par les réactions biochimiques.
B. Les rejets
Ces réactions biochimiques génèrent aussi un certain nombre de produits, soit stockés directement dans la cellule, soit rejetés à l’extérieur de la cellule et dans ce cas, ils passent la barrière qui est la membrane cytoplasmique. Ces rejets de la cellule peuvent à nouveau se présenter sous forme de matière minérale ou sous forme de matière organique (par exemple du glucose est rejeté par certaines cellules végétales).
La nutrition des cellules végétales
I. Caractéristiques des cellules végétales
La cellule végétale possède un noyau, des organites (sous unités cellulaires), une membrane cytoplasmique, une paroi (en jaune sur le schéma) qui peut être plus ou moins épaisse et rigide.
Dans ce schéma, nous sommes dans des conditions où la cellule végétale est éclairée grâce à la lumière.
II. Nutrition des cellules : apports et déchets
On s’intéresse aux réactions biochimiques à l’intérieur de la cellule végétale lorsqu’elle est placée à la lumière. La cellule végétale est capable de capter cette lumière (car elle possède des pigments, molécules chimiques qui lui permettent d’être sensible) et de la transformer pour réaliser ses réactions biochimiques.
La cellule végétale a besoin d’un certain nombre d’apports en molécules chimiques, ce sont des molécules minérales : le dioxyde de carbone, CO2 ; et l’eau, H2O. Ces deux molécules minérales, combinées à l’énergie de la lumière, permettent à la cellule végétale de réaliser des réactions, notamment la photosynthèse.
Au cours de la photosynthèse, elle produit sa propre énergie qui permet son fonctionnement. Elle va également produire de la matière organique (de nouvelles molécules organiques riches en carbone) constitutives des êtres vivants. La première molécule produite est le glucose (du sucre). Ce glucose peut soit :
– être stocké dans la cellule sous forme d’amidon (grosse molécule qui assemble plusieurs glucoses),
– être rejeté à l’extérieur de la cellule et il peut alors être transporté dans les sèves. (Les sèves sont les liquides qui circulent dans un végétal.)
Il existe aussi un rejet de molécules minérales : le dioxygène, O2. Pour la cellule végétale, cet O2 est un rejet issu des réactions biochimiques et ce rejet est éliminé à l’extérieur du végétal. C’est la raison pour laquelle on dit que les végétaux absorbent du dioxyde de carbone et rejettent du dioxygène.
Cette réaction est valable à la lumière uniquement. Le fonctionnement d’une cellule végétale est modifié lorsqu’elle n’est pas éclairée, la lumière étant indispensable pour réaliser cette réaction qui consomme du CO2 et rejette de l’O2, tout en produisant de la matière organique.
La nutrition des cellules animales
I. Caractéristiques des cellules animales
Voici une représentation d’une cellule animale, avec son noyau, mais également des sous unités appelées organites.
La membrane cytoplasmique sépare l’intérieur de la cellule de l’extérieur de la cellule. Le cytoplasme est contenu à l’intérieur de la cellule. Et le noyau contient le matériel génétique, donc l’ADN.
II. La respiration cellulaire
Les cellules animales réalisent une action importante dans leur fonctionnement cellulaire que l’on appelle la respiration cellulaire. Pour respirer, elles ont un approvisionnement en matière minérale que l’on appelle dioxygène (O2) et elles rejètent une autre matière minérale : le dioxyde de carbone (CO2).
A. Les apports
La respiration cellulaire a une mission capitale dans le fonctionnement des cellules animales, elle se base sur un approvisionnement en dioxygène mais aussi en matière organique : le glucose. Ces deux molécules sont apportées à la cellule. Le dioxygène est apporté par la respiration au niveau des poumons, et le glucose est apporté par l’alimentation.
Ces apports permettent à la cellule animale de réaliser un certain nombre de réactions biochimiques, ce qui va générer de l’énergie pour lui permettre de fonctionner. Par exemple, si c’est un neurone, il va permettre le fonctionnement de l’ensemble du système nerveux ; si c’est une cellule musculaire, cette énergie va permettre à la cellule de se contracter, etc. Ces réactions permettent également à la cellule de se renouveler, de se diviser, etc.
B. Les rejets
Ces réactions vont également dégager de la chaleur, que la cellule animale va évacuer, ainsi qu’un certain nombre de rejets. Le fonctionnement d’une cellule animale génère des exports et des déchets.
Par exemple, une cellule animale qui respire rejette du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O). Les deux molécules sont des molécules minérales, et à l’échelle de l’organisme, par exemple chez l’humain, elles sont évacuées au niveau des poumons par la respiration. Finalement, le fonctionnement des cellules animales permet également de produire et d’exporter des molécules organiques, dont certaines peuvent être des déchets, par exemple l’urée, éliminée par notre urine.
Bilan : molécules consommées et rejetées par les cellules
Nous savons que les cellules, pour se nourrir, doivent avoir des apports qui permettent de réaliser des réactions biochimiques et cela génère un certain nombre de rejets, de déchets ou de produits stockés ailleurs dans l’organisme.
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cellules animales |
cellules végétales |
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molécules consommées |
Glucose (+ source d’énergie) O2 |
CO2 ; H2O |
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molécules rejetées |
CO2 ; H2O Molécules organiques |
O2 Glucose |
I. Les cellules animales
Les cellules animales consomment un certain nombre de molécules : des molécules minérales (le dioxygène principalement) et des molécules organiques (le glucose). Le glucose est à la fois, pour la cellule animale, un apport de matière, il vient de notre nutrition, mais c’est aussi une source d’énergie puisque les molécules organiques comme le glucose contiennent de l’énergie chimique.
Les cellules animales utilisent ce glucose et ce dioxygène, réalisent un certain nombre de réactions et rejètent des molécules. Ces molécules rejetées sont des molécules minérales : le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O). Les cellules animales peuvent aussi produire et rejeter des molécules organiques. L’urée et par exemple un déchet que l’on élimine dans notre urine.
II. Les cellules végétales
On considère la situation au cours de laquelle la cellule végétale est éclairée à la lumière. Cette lumière est une source d’énergie qui permet aux cellules végétales de consommer uniquement de la matière minérale, des molécules comme le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O).
Avec cet approvisionnement uniquement minéral et avec l’énergie issue de la lumière, la cellule végétale est capable de produire de la matière organique sous forme de sucre : le glucose. Ce glucose peut être stocké dans la cellule végétale, par exemple sous forme d’amidon. Il peut aussi être exporté ailleurs dans le végétal, par exemple dans les fruits ou dans les organes souterrains de réserve. Au cours de ces réactions, il y a aussi production d’un déchet minéral : le dioxygène (O2) que le végétal rejette, notamment dans l’atmosphère.