BIO / PHY - CELLULES ET TRANSPORTS MB - MODULE 2

Question 1

Annoter un schéma figurant l’ultrastructure d’une cellule

Answer 1

OK

Question 2

Décrire brièvement la structure du noyau

Answer 2

Le noyau comporte :
* la membrane nucléaire ;
* le nucléole : lieu de synthèse des ARN qui forment les ribosomes ;
* la chromatine : assemblage de protéines histones et d’ADN. Pendant la division cellulaire l’ADN s’individualise sous forme de bâtonnets appelés chromosomes.

Question 3

Expliquer le rôle de l’ADN dans la synthèse protéique

Answer 3

La fonction du noyau est de contenir l’ADN cellulaire, donc l’information génétique nécessaire à la synthèse des protéines.

Question 4

Représenter la structure de l’ADN et identifier les bases azotées qui le composent

Answer 4

Représenter l’ADN
* Bases puriques : adénine et guanine
* Bases pyrimidiques : cytosine, thymine.

Question 5

Définir et différencier les termes : chromatine, chromosomes, gènes, ADN

Answer 5

ADN (Acide Désoxyribonucléique) :
Molécule portant l’information génétique.
Organisée en double hélice, composée de nucléotides.

Chromatine :
Structure d’ADN et de protéines dans le noyau cellulaire.
Forme relâchée lors de l’expression génique, condensée en chromosomes lors de la division cellulaire.

Chromosomes :
Structures visibles dans le noyau cellulaire.
Composées d’ADN et de protéines, portant les gènes.

Gènes :
Segments spécifiques d’ADN sur les chromosomes.
Contiennent les instructions pour la synthèse des protéines ou la régulation des processus cellulaires.

Question 6

Différencier cytoplasme et cytosol

Answer 6

Le cytoplasme désigne l’espace entre la membrane plasmique et le noyau, comprenant le cytosol ainsi que divers organites cellulaires, tandis que le cytosol est le liquide semi-gélatineux qui constitue la majeure partie du cytoplasme, où se déroulent de nombreuses réactions biochimiques de la cellule

Question 7

Nommer et repérer sur un schéma de cellule les différents organites

Answer 7

OK

Question 8

Schématiser et annoter une cellule et ses organites

Answer 8

OK

Question 9

Présenter la structure et les fonctions de chaque organite

Answer 9

Les ribosomes sont soit libres dans le cytoplasme, soit liés sur le REG. Ils sont composés d’ARN ribosomal
et de protéines. Les ribosomes sont constitués de 2 sous-unités, une petite et une grosse. Ils permettent la
synthèse protéique lors de la traduction.

Le réticulum endoplasmique
C’est un réseau membranaire formant des citernes, en continuité avec la membrane externe de la paroi
nucléaire. Il comprend
-Le réticulum endoplasmique granuleux (ou rugueux)
Fonctions :
▪ il assure la maturation (acquisition de la conformation des protéines) et l’export des
protéines synthétisées par les ribosomes ;
▪ il détruit les protéines synthétisées dont la conformation n’est pas correcte.
-Le réticulum
endoplasmique lisse
Fonctions :
▪ synthèse et dégradation des lipides (TG, phospholipides membranaires) et du
cholestérol ;
▪ stocke le calcium dans les cellules musculaires ;
▪ détoxifie (médicaments, drogue, alcools) → il est ainsi présent en quantité très
importante dans les cellules hépatiques.

Appareil de Golgi
Fonctions :
* modifier, emballer, puis transférer les protéines synthétisées par les ribosomes et le réticulum endoplasmique granuleux selon leur destination finale, au sein de vésicules golgiennes ;
* produire les lysosomes.

Lysosomes
Ce sont des vésicules qui se forment dans l’appareil de Golgi et renferment des enzymes digestives : les hydrolases → ils peuvent ainsi digérer :
* les structures cellulaires usées ;
* les substances étrangères phagocytées.
Ils sont notamment abondants dans les globules blancs.

Les peroxysomes
Comme les lysosomes, ce sont des vésicules sphériques, qui jouent un rôle dans la biosynthèse du cholestérol, le catabolisme des acides gras et la détoxication des radicaux libres grâce aux enzymes qu’ils contiennent (catalase, oxydase).

Les mitochondries
Ce sont les centrales énergétiques de la cellule.

Le cytosquelette
Le cytosquelette est un réseau de filaments protéiques. Il comporte des microfilaments et des microtubules.
Fonctions :
* charpente à la cellule, à qui il donne la forme (microtubules) ;
* structure des microvillosités (microfilaments) ;
* mitose ;
* transport des organites ;
* exocytose.

Cils et flagelles
Les cils sont situés à la surface de certaines cellules.
Exemple : les cellules ciliées qui tapissent les voies respiratoires poussent le mucus vers le haut pour débarrasser les poumons des substances toxiques et des micro-organismes, grâce au mouvement de leurs cils.
Les flagelles ont une structure semblable à celle des cils, mais ils sont beaucoup plus longs. La seule cellule flagellée du corps humain est le spermatozoïde. Le rôle des flagelles est de propulser la cellule, grâce à ses battements.

Question 10

Expliquer le lien entre la structure d’une cellule et sa fonction

Answer 10

En fonction du nombre d’organites, cela va modifier sa fonction, plus une cellule a de mitochondries plus elle va produire de l’énergie pour activer les métabolismes énergétiques ainsi que les échanges

Question 11

Expliquer la coopération entre les organites , notamment lors de la synthèse protéique

Answer 11

Le noyau transcrit une partie de l’ADN en ARM afin de franchir la membrane nucléaire et parvenir au cytosol. L’ARN messager se lie au ribosome qui le traduit pour former les protéines dans le REG puis trier et emballer par l’appareil de golgi. Ils seront exocytés afin de rejoindre d’autres cellules ou rester à l’intérieur pour se lier à d’autres organites. Les protéines inutiles sont dégradés par les lysosomes.

Question 12

Décrire la structure et les rôles de la membrane plasmique

Answer 12

Structure :
Les lipides : phospholipides et cholestérol
Les lipides qui composent la membrane plasmique sont principalement des phospholipides, molécules amphiphiles :
* une tête polaire, portant des charges électriques, qui est donc hydrophile ;
* deux queues hydrophobes, composées d’acides gras hydrophobes.
Le cholestérol a un rôle dans le maintien de la fluidité de la membrane
La membrane plasmique est une structure dynamique : les molécules la composant se déplacent de façon continue → on parle de mosaïque fluide
Les protéines
* Les protéines intrinsèques ou intégrées ou transmembranaires : elles traversent toute la membrane.

Rôles de la membrane plasmique :
* frontière entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, et compartimentation interne (organites) ;
* échanges entre le cytosol et le liquide extracellulaire ;
* union des cellules entre elles.

Question 13

Schématiser la membrane plasmique

Answer 13

OK

Question 14

Écrire la formule développée d’un glycérophospholipide

Answer 14

à travailler

Question 15

Décrire les propriétés physicochimiques des glycérophospholipides

Answer 15

Les glycérophospholipides sont des molécules amphiphiles car elles présentent 2 pôles :
* l’un hydrophobe dû aux deux chaînes d’acides gras : on parle de queues hydrophobes ;
* l’autre hydrophile dû au groupement phosphate et à son substituant, qui possèdent des charges
réelles : on parle de tête hydrophile.

Question 16

Justifier leur positionnement dans la membrane plasmique

Answer 16

Cette propriété permet aux glycérophospholipides membranaires de s’organiser
spontanément en bicouche lipidique :
* les queues hydrophobes d’acides gras sont au coeur de la membrane, les chaînes d’AG se
faisant face ;
* les têtes hydrophiles sont en contact avec le cytoplasme et le liquide extracellulaire

Question 17

Justifier l’organisation de la membrane en bicouche lipidique

Answer 17

Cette propriété d’amphiphile permet aux phospholipides membranaires de s’organiser spontanément en bicouche lipidique, imperméable aux molécules hydrophiles :
* les queues d’acides gras sont au coeur de la membrane, les chaînes d’acides gras se faisant face ;
* les têtes de phospholipides sont en contact avec le cytosol et le liquide extracellulaire

Question 18

Justifier le positionnement du cholestérol dans la bicouche lipidique

Answer 18

Le cholestérol est inséré dans cette bicouche, sa fonction alcool hydrophile se place au niveau des têtes de phospholipides, et son noyau stérane hydrophobe au sein des queues d’acides gras.

Question 19

Expliquer le rôle du cholestérol dans la membrane plasmique

Answer 19

Le cholestérol a un rôle dans le maintien de la fluidité de la membrane :
* en quantité trop importante il rigidifie les membranes ;
* en quantité insuffisante, les membranes sont trop fluides.

Question 20

Différencier les protéines périphériques et intégrées dans la membrane et leurs rôles respectifs

Answer 20

Les protéines intrinsèques ou intégrées ou transmembranaires : elles traversent toute la membrane.
Elles permettent le passage à travers la membrane de substances hydrophiles qui ne peuvent traverser seules la bicouche lipidique → on parle de protéines membranaires de transport.
Certaines de ces protéines se regroupent pour former des pores ou canaux.

Les protéines extrinsèques ou périphériques : elles sont situées en périphérie de la membrane, du côté intracellulaire ou extracellulaire.

Les protéines ont différents rôles au sein de la membrane :
* rôle de transporteur membranaire ;
* rôle de récepteur membranaire ;
* rôle enzymatique ;
* rôle de marqueurs cellulaires ;
* rôle de structure.

Question 21

Expliquer pourquoi la membrane est appelée mosaïque fluide

Answer 21

La membrane plasmique est une structure dynamique : les molécules la composant se déplacent de façon continue → on parle de mosaïque fluide.

Question 22

Expliquer la différence entre canaux ioniques, pores, et perméases

Answer 22

Les canaux ioniques assurent le transport spécifique des ions

Les pores, qui permettent la diffusion des molécules d’eau s’appellent des aquaporines.

Perméase : diffusion facilitée grâce à des perméases, qui modifient leur conformation pour transporter la substance.
Les ions peuvent également traverser la bicouche lipidique par un symport ou un antiport utilisant une perméase

Question 23

Différencier récepteur membranaire et transporteur membranaire

Answer 23

Les récepteurs membranaires reconnaissent et transmettent des signaux extracellulaires pour réguler les réponses cellulaires.

Les transporteurs membranaires assurent le transport sélectif de molécules à travers la membrane cellulaire pour maintenir l’homéostasie et assurer le fonctionnement cellulaire.

Question 24

Expliquer la notion de “gradient de concentration”

Answer 24

Le gradient de concentration est une différence de concentration d’une substance entre deux régions. Cette différence crée un potentiel qui provoque un mouvement de la substance de la région où elle est plus concentrée vers celle où elle est moins concentrée. Ce gradient est essentiel pour de nombreux processus biologiques.

Question 25

Expliquer ce qu’est une glycoprotéine

Answer 25

Une glycoprotéine est une protéine qui est composée de chaînes de glucides. Elles jouent des rôles importants dans la reconnaissance cellulaire, la signalisation et d’autres processus biologiques

Question 26

Expliquer le rôle des microvillosités et citer les cellules qui en comportent beaucoup

Answer 26

Les microvillosités sont des prolongements cytoplasmiques, qui augmentent la surface d’échange de la membrane plasmique.

Entérocytes & néphrocytes

Question 27

Différencier les jonctions cellulaires et expliquer leur intérêt (faire des liens avec les épithéliums et le tissu cardiaque)

Answer 27

• les jonctions serrées (zona occludens et zona adherens ou tight junction) permettent une étanchéité totale ou relative entre 2 cellules
  Elles contribuent à maintenir l’intégrité structurelle du tissu et à coordonner sa contraction synchronisée pour le coeur
• les desmosomes assurent une cohésion entre 2 cellules ;
  Elles maintiennent les cardiomyocytes (ou autres cell) ensemble et permettent la transmission de forces contractiles entre eux, assurant ainsi une contraction coordonnée du muscle cardiaque.
• les jonctions communicantes ou gap junction comportent des pores membranaires, qui permettent le passage de substances (nutriments, ions) d’une cellule à l’autre ;
  Essentielles pour la coordination des activités cellulaires, telles que la synchronisation de la contraction musculaire dans les tissus cardiaques et la transmission rapide des signaux électriques dans le système nerveux.
• les hémidesmosomes permettent d’ancrer la cellule sur la membrane basale.

Question 28

Comparer les différents types de transports membranaires

Question 29

Différencier transport actif et passif

Answer 29

Actif : nécessite de l’énergie pour fonctionner contrairement au transport passif

Question 30

Définir les termes : uniport, antiport, symport, cotransport

Answer 30

Uniport = transport d’une substance à travers la membrane plasmique dans un sens donné, en utilisant une protéine de transport spécifique.
Symport = transport de deux substances à travers la membrane plasmique dans un même sens (unidirectionnel), en utilisant une même protéine de transport spécifique.
Antiport = transport de deux substances à travers la membrane plasmique en sens opposé (bidirectionnel), en utilisant une même protéine de transport spécifique.
Cotransport = transport de deux substances à travers la membrane plasmique, en utilisant une même protéine de transport spécifique.

Question 31

Définir le terme diffusion

Answer 31

la diffusion est la tendance qu’ont les molécules et les ions à se déplacer suivent leur gradient de concentration, d’une région où leur concentration est forte vers une région où leur concentration est plus faible, et ce jusqu’à l’équilibre.

Question 32

Expliquer les facteurs influençant la diffusion d’une substance

Answer 32

• la pente du gradient de concentration ;
• la température ;
• la taille de la substance qui diffuse.

Question 33

Différencier diffusion simple et diffusion facilitée

Answer 33

Simple : Les composés diffusent de part et d’autre de la membrane, directement à travers la bicouche lipidique, selon leur gradient de concentration, jusqu’à l’équilibre (égalité de concentration).

Facilitée : * grâce à des perméases ;
* grâce à des canaux ioniques ou des pores.

Question 34

Définir les termes : spécificité, saturation et compétition d’une perméase

Answer 34

• spécificité → chaque perméase ne peut transporter qu’un seul type de molécule (clé/serrure) ;
• saturation → la perméase ne peut transporter qu’une certaine quantité de substance en un temps donné ;
• compétition → 2 substances dont la structure chimique est très voisine peuvent entrer en compétition pour être transportées.

Question 35

Schématiser les différents modes de transports et donner des exemples physiologiques importants

Answer 35

faire l’exercice et revoir le tableau de correction

Question 36

Expliquer le rôle de l’insuline dans le transport membranaire du glucose

Answer 36

Le glucose, une molécule hydrophile, nécessite des protéines de transport membranaires spécifiques appelées GLUT (Glucose Transporter) pour traverser la membrane cellulaire. La diffusion facilitée du glucose dépend du gradient de concentration et du nombre de transporteurs GLUT à la surface de la membrane. Les GLUT4, présents dans les tissus musculaires et adipeux, régulent l’entrée du glucose en réponse à l’insuline. Une diminution d’insuline perturbe l’entrée du glucose, entraînant l’hyperglycémie caractéristique du diabèt

Question 37

Différencier un transport actif primaire d’un transport actif secondaire couplé

Answer 37

Transport actif primaire : l’énergie est fournie par l’hydrolyse de l’ATP. comme la pompe Na/K

Transport actif secondaire ou couplé : l’énergie est fournie par une différence de potentiel électrochimique. Il y a couplage avec un transport actif primaire à l’origine du gradient électrochimique. comme le transport intestinal ou rénal du glucose avec le sodium

Question 38

Définir les termes : solutés, osmolarité, pression osmotique, osmose

Answer 38

Solutés : Substances dissoutes dans un solvant pour former une solution.

Osmolarité : Mesure de la concentration totale de solutés dans une solution, exprimée en osmoles par litre (Osm/L).

Pression osmotique : Pression exercée par un solvant pour empêcher la diffusion des solutés à travers une membrane semi-perméable, dépendant de l’osmolarité de la solution.

Osmose : Mouvement net d’eau à travers une membrane semi-perméable, de la région de faible concentration en soluté vers la région de concentration en soluté plus élevée, jusqu’à l’équilibre osmotique.

Question 39

Définir une solution isotonique, hyper et hypotonique

Answer 39

• Une solution hypotonique par rapport à une autre solution est une solution moins concentrée en soluté donc plus fortement concentrée en eau
• Une solution hypertonique par rapport à une autre solution est une solution plus concentrée en soluté donc plus faiblement concentré en eau
• Deux solutions isotoniques ont la même concentration en soluté et, par conséquent aussi, la même concentration en eau.

Question 40

Présenter le transport membranaire de l’eau

Answer 40

L’osmose représente le mouvement des molécules d’eau diffusant d’une région plus concentrée en eau vers une région moins concentrée en eau, c’est à dire d’une région - concentrée en soluté vers une région + concentrée en soluté.
L’osmose représente la diffusion de l’eau via les aquaporines
Lorsque la quantité de solutés augmente (hausse de l’osmolarité) dans un compartiement de l’organisme (par exemple le plasma), la pression osmotique augmente, puisqu’il y a davantage de solutés, cela va attirer plus de molécules d’eau, qui vont donc se déplacer vers ce compartiment par osmose.

Question 41

Définir le transport vésiculaire

Answer 41

Les grosses molécules, comme les protéines, qui ne peuvent traverser la membrane plasmique par diffusion ou par transport actif font l’objet d’un transport vésiculaire. Les 2 principaux modes sont l’endocytose et l’exocytose.
Ces mécanismes nécessitent du calcium et de l’énergie sous forme d’ATP

Question 42

Définir les termes : endocytose, phagocytose et exocytose

Answer 42

Exocytose
Mécanisme qui permet de faire sortir des substances de la cellule.
Le produit destiné à être libéré est d’abord enfermé dans une vésicule qui migre vers la membrane cytoplasmique → la vésicule fusionne avec la membrane plasmique → le produit est déversé dans le milieu extracellulaire.

Endocytose
Mécanisme qui permet de faire sortir des substances de la cellule.
La membrane plasmique se replie autour de substances extracellulaires et les incorpore à la cellule, en les enfermant dans des vésicules. Une fois formée, la vésicule se détache de la membrane et entre dans le cytoplasme, où elle fusionne avec un lysosome qui digère son contenu

Il existe 2 types d’endocytose :
* la pinocytose permet à la cellule d’absorber des liquides contenant des protéines dissoutes ;
* la phagocytose qui permet de faire entrer une cellule usagée, une bactérie ou un virus.

Question 43

Faire des liens avec le cours sur le sang (globules blancs)

Answer 43

Les processus de migration, d’interaction avec les cellules endothéliales, de chimiotactisme et de phagocytose des globules blancs impliquent des mécanismes de transport membranaire, de reconnaissance cellulaire et de signalisation, qui sont essentiels pour la fonction immunitaire et la réponse inflammatoire du corps.

Question 44

Faire le lien entre calcium et exocytose.

Answer 44

Signalisation de l’exocytose : L’augmentation de la concentration de calcium intracellulaire est un signal clé pour déclencher l’exocytose. Dans de nombreuses cellules, des stimuli externes, tels que des signaux électriques ou chimiques, provoquent l’ouverture des canaux calciques présents dans la membrane plasmique, ce qui permet l’entrée de calcium dans la cellule depuis le milieu extracellulaire.
Ex : la transmission nerveuse