La nutrition à l'échelle cellulaire

Thème 2 — Le vivant et son évolution • SVT 3ème

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1. Les cellules ont besoin d'énergie

Chaque cellule de notre corps est une « usine miniature » qui a besoin d'énergie pour fonctionner : se diviser, se contracter (cellule musculaire), transmettre un message (cellule nerveuse)… Cette énergie est produite grâce à une réaction chimique qui se déroule à l'intérieur de chaque cellule.

1.1 La respiration cellulaire

La respiration cellulaire est une réaction chimique qui se produit dans toutes les cellules des êtres vivants. Elle consomme du dioxygène (O₂) et des nutriments (notamment le glucose, un sucre) pour libérer l'énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire. Elle produit aussi des déchets : du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau.

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🔬 Schéma de la respiration cellulaire

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Équation simplifiée de la respiration cellulaire :

Glucose + Dioxygène → Dioxyde de carbone + Eau + Énergie

Exemple : Lors d'un effort physique, les cellules musculaires consomment davantage de glucose et d'O₂ pour produire plus d'énergie. C'est pour cela que l'on respire plus vite et que le cœur bat plus fort.

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2. L'approvisionnement des cellules animales

2.1 Le rôle du sang

Chez les animaux, les cellules ne sont pas directement en contact avec l'extérieur. C'est le sang qui joue le rôle de transporteur :

• Le sang apporte le dioxygène (O₂), récupéré au niveau des poumons (ou des branchies chez les poissons).
• Le sang apporte les nutriments (glucose, acides aminés…), issus de la digestion des aliments dans l'intestin.
• Le sang évacue les déchets produits par les cellules (CO₂ vers les poumons, autres déchets vers les reins).

Les échanges entre le sang et les cellules se font au niveau des capillaires sanguins, de minuscules vaisseaux aux parois très fines.

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3. La nutrition des cellules végétales : la photosynthèse

3.1 Qu'est-ce que la photosynthèse ?

Les végétaux n'ont pas besoin de manger d'autres êtres vivants. Les cellules végétales chlorophylliennes (celles qui contiennent de la chlorophylle, un pigment vert situé dans les chloroplastes) sont capables de fabriquer leur propre matière organique : c'est la photosynthèse.

La photosynthèse est la réaction chimique par laquelle une cellule végétale utilise le CO₂ de l'air, l'eau du sol et l'énergie de la lumière pour produire des glucides (matière organique) et rejeter du dioxygène (O₂).

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🌿 Schéma de la photosynthèse

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Équation simplifiée de la photosynthèse :

Dioxyde de carbone + Eau + Lumière → Glucides + Dioxygène

Exemple : Les feuilles d'un chêne captent la lumière du soleil et le CO₂ de l'atmosphère pour fabriquer du glucose, qui servira ensuite de source d'énergie ou de matière pour la croissance de l'arbre.

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4. Des microorganismes qui aident à la nutrition : la symbiose

4.1 Définitions

Un microorganisme est un être vivant microscopique (bactérie, champignon microscopique, etc.), invisible à l'œil nu.

La symbiose est une association durable entre deux êtres vivants d'espèces différentes, qui est bénéfique pour les deux partenaires.

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4.2 Exemples concrets

• Chez l'Homme : des milliards de bactéries vivent dans notre intestin (le microbiote intestinal). Elles nous aident à digérer certains aliments et fabriquent des vitamines. En échange, elles trouvent nourriture et chaleur dans notre tube digestif.

• Chez les végétaux : les mycorhizes sont des associations entre des champignons microscopiques et les racines des plantes. Le champignon aide la plante à absorber l'eau et les sels minéraux du sol. En retour, la plante fournit au champignon des glucides issus de sa photosynthèse.

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🤝 Schéma de la symbiose mycorhizienne

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📌 À retenir

1. La respiration cellulaire a lieu dans toutes les cellules : elle utilise du glucose et de l'O₂ pour produire l'énergie indispensable au fonctionnement cellulaire, en rejetant du CO₂ et de l'eau.
2. Chez les animaux, c'est le sang qui transporte l'O₂ et les nutriments jusqu'aux cellules, et évacue les déchets.
3. Les cellules végétales chlorophylliennes fabriquent leur propre matière organique grâce à la photosynthèse (CO₂ + eau + lumière → glucides + O₂).
4. La symbiose est une coopération durable et bénéfique entre deux espèces ; des microorganismes participent ainsi à la nutrition des animaux (microbiote) et des végétaux (mycorhizes).