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Chapitre 2 : La structure complexe du vivant, la cellule

La cellule : Unité structurale et fonctionnelle de base

  • La cellule est l'unité de base du vivant, composée de :

    • Noyau

    • Cytoplasme

    • Membrane plasmique

  • Chez les eucaryotes, l'ADN se trouve dans le noyau sous forme de chromosomes.

  • Développement embryonnaire :

    • Commence avec une cellule œuf unique qui se divise et se différencie pour former des tissus et des organes.

I) La naissance du concept de la cellule

Activité 1 : L’évolution des concepts et technologies

  • L'observation du micro est tardive dans l'histoire humaine.

    • Microscope de Janssen: Invention en 1595.

    • Robert Hooke: Observation de cellules de liège en 1665, premier à nommer les "cellules".

    • Leeuwenhoek (1674): Observation de spermatozoïdes (animalcules) dans un milieu liquide.

  • En 19e siècle, Schwann et Schleiden affirment que :

  • Tous les êtres vivants sont constitués de cellules.

  • La cellule est l’unité de base structurale de la vie.

  • Théorie de la génération spontanée, réfutée par Pasteur et Miller :

    • Expériences montrant que les cellules proviennent d'autres cellules.

  • Émergence de la théorie cellulaire :

    • Tous les organismes sont constitués d’une ou plusieurs cellules.

    • La cellule est la plus petite unité structurale du vivant.

    • Toute cellule provient d’une autre cellule (Virchow).

II) La microscopie électronique et l’exploration du domaine cellulaire

Activité 2 : Exploration des cellules grâce au développement de la microscopie

  • Développement de microscopes performants permettant :

    • Observation détaillée des organites cellulaires (mitochondries, chloroplastes).

  • Années 1940: redécouverte de la cellule grâce à la microscopie électronique.

  • 2018: Développement du Titan Krios à l'institut Pasteur, un microscope aux capacités inégalées.

III) La membrane plasmique ; délimitation et interface d’échanges de la cellule

Activité 3 : La membrane plasmique

  • La membrane plasmique est étudiée en détail grâce aux microscopes.

  • Composition de la membrane :

    • Lipides (phospholipides et cholestérol), formant une bicouche lipidique.

    • Protéines intégrées pour les échanges de molécules (ex : aquaporine, canal à glucose).

    • Propriétés de barrière sélective.

  • Glucides membranaires également présents.

  • Propriétés chimiques des lipides :

    • Amphiphiles : tête hydrophile, queue lipophile/hydrophobe.

Comparaison des techniques de microscopie

  • Microscope optique (MO) :

    • Rapide, vivant ou mort, lumière, résolution faible (0,35 um).

  • Microscope électronique à transmission (MET) :

    • Examen de coupes minces, mort et déshydraté, haute résolution (10 nm à 0,5 nm).

  • Microscope électronique à balayage (MEB) :

    • Observation 3D, mort et déshydraté, haute résolution (2 nm à 0,2 nm).