Chapitre 3 : Une structure complexe : la cellule.

« Chapitre 3 : Une structure complexe : la cellule. Introduction : La matière vivante est constituée d’atomes qui peuvent s’associer pour former des molécules.

Les molécules organiques sont composées d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène.

Ces molécules organiques (lipides, protéines, glucides…) sont produites par les cellules des êtres vivants.

La découverte des cellules comme constituants unitaires des êtres vivants est liée à l’invention du microscope.

Dans une première partie, on présentera la théorie cellulaire et comment l’utilisation du microscope a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule.

Et enfin, on présentera l’importance de la membrane plasmique pour le fonctionnement de la cellule. 1) La microscopie a permis d’observer la structure des cellules. L’invention du microscope optique (ou photonique) au 17ème siècle, a permis la découverte des cellules.

Les cellules ont pu être observées et nommées grâce au microscope, mais du fait de leur diversité il était difficile de définir la cellule comme unité structurale.

La multiplication des observations et des travaux par différents scientifiques (dont Pasteur) a permis de construire la théorie cellulaire.

Les trois principes majeurs de la théorie cellulaire sont : a) Tous les êtres vivants sont constitués de cellules ; b) La cellule est l'unité de structure et de fonction du vivant ; c) Toute cellule provient d’une autre cellule par division cellulaire.

La cellule est donc l’unité structurale, fonctionnelle et reproductrice du vivant.

Ce sont les progrès de la microscopie et des techniques (immunofluorescence, bio-informatique…) qui ont permis d’accéder à la compréhension de l’organisation interne des cellules et de leur fonctionnement.

Les microscopes photoniques ou optiques ont un pouvoir de résolution limité à 200 nm et ne permettent pas d’accéder au niveau moléculaire.

Dans les années 1950, la mise au point du microscope électronique a permis des observations détaillées des organites et de macromolécules.

Les microscopes électroniques ont une plus forte résolution que le microscope optique (1 ou 0,1 nm soit 10-9 m). Toutes les cellules présentent une membrane qui les délimite, du cytoplasme et de l’ADN.

L'ADN peut être sous forme libre ou stocké dans les chromosomes du noyau.

On distingue les cellules procaryotes, sans noyau ni organites et les cellules eucaryotes avec des organites dont un noyau (mitochondrie, chloroplastes dans les cellules chlorophylliennes...).

Une cellule eucaryote mesure entre 40 et 100 µm.

Une cellule procaryote (bactéries ou archées) mesure environ 2 µm, tout comme certains organites de la cellule eucaryotes : exemple de la mitochondrie.

Les virus ont une taille d’environ 100 nm et contiennent des éléments mobiles injectant un programme dans les cellules vivantes qu’ils parasitent.

Les molécules de glucides, lipides, protéines et acides nucléiques ont une taille dans le domaine du nanomètre et certaines peuvent être visibles en microscopie, comme l’ADN. 2) La membrane plasmique est une mosaïque fluide délimitant les cellules. La cellule est un espace fermé séparé de l’extérieur par une membrane plasmique qui apparaît sous forme d’un simple trait au microscope.

La membrane plasmique mesure 7 nm d’épaisseur et constitue une limite entre le milieu extérieur et le cytoplasme.

La membrane plasmique est constituée d’un assemblage de lipides (phospholipides, cholestérol), et de protéines.

Les lipides, comme les protéines, représentent environ 40 % de la masse de la membrane plasmique, soit 1 protéine pour 100 lipides en nombre.

Les phospholipides s’associent en une bicouche fluide au sein des membranes.

Les molécules de phospholipides sont constituées de deux parties : une tête hydrophile (pouvant établir des liaisons avec l’eau) et une queue hydrophobe (ou lipophile), au cœur des membranes.

Une molécule qui possède à la fois un groupement hydrophile et un groupement hydrophobe (ou lipophile) est qualifiée d’amphiphile.

Dans son environnement aqueux, les régions lipophiles des lipides se regroupent, ce qui stabilise la membrane qui reste souple et déformable.

Des protéines sont intégrées à la double couche de lipides par leurs régions hydrophobes.

Les protéines membranaires, en se déformant permettent échanges et communication entre l’intérieur de la cellule et son environnement (milieu extracellulaire, autres cellules). Les différents constituants membranaires (lipides, protéines) sont mobiles : la membrane plasmique est donc une mosaïque fluide, flexible tout en constituant une barrière et assurant la stabilité de la composition du milieu intérieur. Bilan du chapitre 3 : Une structure complexe, la cellule. La découverte de l’unité cellulaire est liée à l’invention du microscope.

L’observation de structures semblables dans de très nombreux organismes a conduit à énoncer le concept général de cellule et à construire la théorie cellulaire : tous les êtres vivants sont constitués de cellules ; La cellule est l’unité de structure et de fonction des êtres vivants ; Toute cellule provient d’une autre cellule.

L’invention du microscope électronique a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle moléculaire et cellulaire.

La cellule est un espace séparé de l’extérieur par une membrane plasmique.

Cette membrane est constituée d’une bicouche lipidique et de protéines.

La structure membranaire est stabilisée par le caractère hydrophile ou lipophile de certaines parties des molécules constitutives.

La membrane plasmique assure les échanges et grâce aux phospholipides, elle est déformable et fluide. Chapitre 3 : Une structure complexe : la cellule. Introduction : La matière vivante est constituée d’atomes qui peuvent s’associer pour former des molécules.

Les molécules organiques sont composées d’atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène.

Ces molécules organiques (lipides, protéines, glucides…) sont produites par les cellules des êtres vivants.

La découverte des cellules comme constituants unitaires des êtres vivants est liée à l’invention du microscope.

Dans une première partie, on présentera la théorie cellulaire et comment l’utilisation du microscope a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule.

Et enfin, on présentera l’importance de la membrane plasmique pour le fonctionnement de la cellule. 1) La microscopie a permis d’observer la structure des cellules. L’invention du microscope optique (ou photonique) au 17ème siècle, a permis la découverte des cellules. Les cellules ont pu être observées et nommées grâce au microscope, mais du fait de leur diversité il était difficile de définir la cellule comme unité structurale.

La multiplication des observations et des travaux par différents scientifiques (dont Pasteur) a permis de construire la théorie cellulaire.

Les trois principes majeurs de la théorie cellulaire sont : a) Tous les êtres vivants sont constitués de cellules ; b) la cellule est l'unité de structure et de fonction du vivant ; c) Toute cellule provient d’une autre cellule par division cellulaire. génération spontanée. Si la paternité du microscope n’est pas certaine avec Jansen en 1595, en revanche l’origine du mot cellule vient bien de l’observation du liège d’une plante par Hooke en 1665.

Mais ce sont les observations de Schwann en 1839 qui vont permettre la naissance de la théorie cellulaire et du premier principe : « Tous les êtres vivants sont constitués de cellules ». Très vite derrière, en 1855, Vircow montre que « chaque cellule est issue d’une autre cellule » et Pasteur, en 1861, réfute définitivement la Louis Pasteur a abordé le problème de la génération spontanée par le biais de sa méthode expérimentale.

La théorie de la génération spontanée disait que les êtres vivants apparaissaient spontanément à partir de la matière inorganique.

Pasteur, par l’expérience des ballons à col de cygne, a réfuté cette théorie.

Pour cela Pasteur a utilisé des ballons à col de cygne portés à ébullition pendant quelques minutes jusqu’à ce que la vapeur d’eau sorte par l’extrémité du col.

Pendant le refroidissement, l’air aspiré dépose les poussières et leurs germes sur la première courbure : le liquide, bien qu’en contact avec l’air extérieur, reste inaltéré parce que les germes ne peuvent pas y pénétrer.

A partir d’un bouillon stérile, isolé de l’air et donc de ses agents contaminants, il n’y a pas de développement de microorganismes.

Ainsi, la vie ne peut pas apparaître spontanément.

La génération spontanée est impossible. La cellule est donc l’unité structurale, fonctionnelle et reproductrice du vivant.

Ce sont les progrès de la microscopie et des techniques (immunofluorescence, bio-informatique…) qui ont permis d’accéder à la compréhension de l’organisation interne des cellules et de leur fonctionnement.

Les microscopes photoniques ou optiques ont un pouvoir de résolution limité à 200 nm et ne permettent pas d’accéder au niveau moléculaire. Les microscopes photoniques ou optiques fonctionnent grâce à un flux de photons (= lumière.

L’objet à observer est grossi grâce à l’oculaire et aux différents objectifs.

L’objet est placé sur une lame positionnée sur une platine dont la hauteur est réglable..... »