L'Exploration de la Vie - Campbell, ch. 1 PDF

# 1. L'Exploration de la Vie ## Campbell, ch. 1 ### 1.1 Origine de la Vie #### 1.1. Origine de la Vie Les géologues considèrent que le système solaire, et donc la Terre, s’est formé par la condensation d’un gigantesque nuage de gaz et de poussières il y a près de 4,5 milliards d’années. L’atmosph...

# 1. L'Exploration de la Vie ## Campbell, ch. 1 ### 1.1 Origine de la Vie #### 1.1. Origine de la Vie Les géologues considèrent que le système solaire, et donc la Terre, s’est formé par la condensation d’un gigantesque nuage de gaz et de poussières il y a près de 4,5 milliards d’années. L’atmosphère de la Terre primitive contenait déjà les principaux éléments à l’origine des molécules du vivant. Pouvez-vous nommer les principaux éléments chimiques constituants les organismes vivants? - Carbone - Azote - Hydrogène - Oxygène - Phosphore - Soufre **CHONPS** Les radiations UV venant du soleil brisent alors les molécules simples de l’atmosphère primitive et libèrent des réactifs qui se combinent rapidement pour former des molécules plus grosses, plus complexes et plus lourdes. La foudre et les volcans auraient aussi fourni une source d’énergie supplémentaire. **L’Expérience de Miller et Urey** en 1953, deux chimistes de la University of Chicago recréèrent en laboratoire les conditions de la Terre primitive et produisirent ainsi, en quelques jours seulement, différents composés organiques présents dans les organismes vivants. Sur la Terre primitive, les mêmes molécules auraient été produites et se seraient déposées sur la Terre par la pluie, s’accumulant ainsi dans les océans. La vie serait donc d’abord apparue dans l’eau. ## 1.2 L’Évolution de la Vie ### Les Procaryotes Les premières cellules étaient des procaryotes, des cellules sans noyau. Les premiers procaryotes étaient probablement hétérotrophes, utilisant des molécules de l’environnement comme source d’énergie. Par exemple, certains procaryotes des sources hydrothermales peuvent oxydaient le soufre alors que d’autres fermentaient probablement le glucose. Rapidement sont apparus les procaryotes autotrophes, capables de photosynthèse. **Définir les termes suivants :** - **Hétérotrophe:** Animaux et insectes. Organisme qui obtient son énergie en dégradant les molécules organiques de son environnement - **Autotrophe:** Végétaux. Organisme capable de synthétiser, en utilisant l’énergie du soleil et à partir de molécules inorganiques simples, toutes les molécules dont il a besoin et qu’il dégradera pour en tirer l'énergie **Quelle est l’équation chimique du processus de la photosynthèse :** CO2 + H2O + Énergie lumineuse → C₆H₁₂O₆ + O2 S’en est suivi une accumulation importante d’oxygène dans l’atmosphère. Apparaît alors une nouvelle forme d’utilisation de l’énergie : la respiration cellulaire aérobie. **Quelle est l’équation chimique du processus de la respiration cellulaire :** C₆H₁₂O₆ + O2 → CO2 + H2O + Énergie ### Les Eucaryotes Unicellulaires Beaucoup plus complexes que les procaryotes, les cellules eucaryotes sont caractérisées par la présence d’un noyau contenant tout le matériel génétique. Elles présentent également un système membranaire interne qui divise la cellule en compartiments fonctionnels, nommés les organites. On croit que la cellule eucaryote dériverait en fait d’une cellule ancestrale dont la membrane se serait invaginée pour créer le noyau. Aussi, elle aurait absorbé des procaryotes hétérotrophes et autotrophes, à l’origine des mitochondries et des chloroplastes respectivement. - Invagination de la membrane = noyau - Bactérie autotrophe = chloroplastes - Bactérie hétérotrophe = mitochondries ### Les Eucaryotes Pluricellulaires Certains procaryotes ont adopté des modes de vie en colonie, c’est-à-dire des regroupements cellulaires mais où chaque organisme constitue un unicellulaire indépendant des autres. Les premiers véritables regroupements multicellulaires ont été réalisés par les eucaryotes. Ceux-ci ont connu une spécialisation cellulaire, où chaque cellule est spécifique à une fonction et le tout forme un organisme multicellulaire présentant de nombreux types de cellules spécialisées. L’état multicellulaire s’est modifié à maintes reprises au cours de l’évolution, engendrant différentes lignées d’algues, de mycètes, de végétaux terrestres et d’animaux. ### Qu’est-ce qu’Une Molécule Organique? Nécessité de C et de H Pouvez-vous nommer les molécules organiques composant les êtres vivants? - Lipides - Protéines - Glucides - ADN ### Les Premières Cellules La première structure à s’apparenter à des cellules vivantes était des gouttelettes délimitées par une membrane lipidique au sein de laquelle les premières molécules organiques simples (monomères) auraient formé des molécules organiques plus complexes (polymères). Certaines réactions chimiques apparentées au vivant, comme la fermentation, se serait déroulées dans ces gouttelettes. Puis, un évènement bio-chimiquement remarquable s’est déroulé au sein de ces gouttelettes : l’apparition d’une molécule ayant la capacité de se dédoubler et de créer sa copie exacte: la molécule d’ADN. Grâce à cette molécule auto-réplicante, les gouttelettes furent alors capables de se reproduire, c’est-à-dire engendrer une descendance à leur image. Elles devinrent alors les premières cellules vivantes. La vie est donc caractérisée par trois grandes propriétés, qui peuvent chacune être associée aux rôles accomplis par une catégorie spécifique de molécules organiques : **1- Le Métabolisme:** La capacité d’assimiler l’énergie et de l’utiliser pour effectuer un travail. - Glucides: Source d’énergie + rôles structuraux - Protéines: Pour accélérer les réactions chimiques du métabolisme **2- L’Héritabilité:** La Capacité de stocker l’information génétique et de la reproduire. - ADN: Information génétique **3- La Régulation:** La capacité de maintenir un environnement interne différent de l’environnement externe. - Lipides: Délimitent les cellules