Ultrastructure de la cellule cours 4e

Sciences de Base - 4ème année - N. Potvin 2013-2014
BIOLOGIE - THEME I - 1
Biologie 1 : Ultrastructure de la Cellule
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TABLE DES
MATIERES
DEVELOPPEMENTS ATTENDUS
CH 1 : La théorie cellulaire
1) Origine de la théorie cellulaire
2) Les niveaux d’organisation du vivant
3) Les tailles relatives du vivant
4) Unité du vivant
5) La cellule observée au microscope
optique
Définir la cellule et la théorie cellulaire
Pouvoir citer les différents niveaux d’organisation du
vivant + donner un exemple
Connaitre les unités de grandeur
Connaitre le pouvoir de résolution de l’œil et des
microscopes
Pouvoir distinguer sur photo une cellule animale d’une
cellule végétale (et justifier)
Pouvoir décrire à l’aide d’un schéma légendé la cellule
animale et la cellule végétale
Définir : cytoplasme, membrane cytoplasmique,
organite, noyau

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BIOLOGIE - THEME I - 2
CH 2 : La cellule observée au microscope électronique
1) Techniques permettant l’étude de
la cellule
Le microscope optique MO
Le microscope électronique MET
Le microscope à balayage MEB
2) Les organites de la cellule
Distinguer le MET du MEB (principe de
fonctionnement et type d’information fournie)
Distinguer une photo prise à partir d’une observation
faite au MET ou au MEB
Reconnaître sur photographie (ou schéma) d’une
cellule observée au MET, les organites : membrane
cellulaire, noyau, réticulum endoplasmique lisse ou
rugueux, ribosome, appareil de Golgi, lysosome,
cytosquelette, centrosome, mitochondrie,
chloroplaste.
Décrire ces structures, en faire un schéma légendé et
donner leur(s) rôle(s).
Décrire la composition chimique de la membrane (+
définir hydrophile et hydrophobe)
CH 3 : La membrane : lieu d’échanges avec le milieu extérieur
1) Rôles de la membrane
2) Le transport membranaire
A. passif : diffusion simple
diffusion facilitée
osmose
B. actif : pompes transmembranaires
endo- et exo-cytose
3) Le lysosome : lieu de la digestion
cellulaire
Justifier la nécessité des échanges pour la cellule
Pouvoir citer et distinguer les différentes sortes de
transports membranaires et faire le lien avec la
structure moléculaire de la membrane
Définir gradient de concentration
Justifier l’affirmation : la membrane est une structure
semi-perméable
Définir osmose, plasmolyse et turgescence, solution
hyper. hypo. et isotonique
Décrire les mécanismes d’endo et d’exocytose
CH 4 : La mitochondrie et la respiration cellulaire
Connaître le but de la respiration
Connaitre l’équation de transformation de l’ADP en
ATP
Connaitre l’équation bilan de la respiration cellulaire
Préciser les lieux de synthèse de l’ATP, distinguer
glycolyse et respiration
CH 5 : Les chloroplastes et la photosynthèse
Citer l’organite responsable de la photosynthèse
Connaitre le but de la photosynthèse
Distinguer phase claire et phase sombre
Pouvoir écrire l’équation bilan simplifiée de la
photosynthèse et son lien avec la respiration
cellulaire.
SYNTHESE GENERALE : Liens fonctionnels entre les différents organites de la cellule.

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Biologie 1 : Ultrastructure de la Cellule
Chap. 1. La théorie cellulaire
1) Origine de la théorie cellulaire
Dans l’Antiquité, Aristote (~384 - ~322) cherche, dans son traité « De anima », une définition de l'âme. Sa
philosophie identifie l'âme au "principe moteur" des êtres vivants. La vie résulte de la rencontre entre un
principe passif, la matière, inerte et informe et un principe actif, l'âme qui imprime à la matière son
organisation complexe, son mouvement, son énergie, sa vitalité. C’est la théorie vitaliste.
La naissance du christianisme coïncide avec un premier abandon du vitalisme. La science et la philosophie
sont dépossédées de leurs fonctions explicatives et justificatives. Le sens et la destination de l'homme
deviennent des préoccupations purement théologiques, et le vitalisme s'efface donc devant l'idée
dominatrice de la toute-puissance divine.
Une des premières découvertes importantes en biologie passa à peu près inaperçue à l'époque où on la fit.
L'étude de la cellule (ou cytologie) ne commença vraiment qu'au 17ème siècle
avec l'apparition du microscope optique. C'est en 1665 que le botaniste anglais
Robert Hooke (1635-1702) découvrit la cellule (du latin "cellula" = "petite
chambre") à l'aide d'un microscope de sa fabrication. Il observe une fine coupe
d'un bouchon de liège (le liège est l'écorce d'un chêne européen) et découvre
qu’il contient une multitude de petites chambres. Pour les qualifier, il utilise le
terme " cellules ". En réalité, les structures observées par Hooke ne sont que
des parois cellulaires : les cellules constitutives de l'écorce sont des cellules
mortes.
A la même époque, le Hollandais Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723),
améliorant la qualité de la lentille du microscope (50 à 300 x), observait pour la
première fois des cellules animales: entre autres celles des tissus sanguin et
musculaire, les spermatozoïdes, et même les bactéries de sa bouche.
C'est seulement au 18ème siècle que le botaniste allemand Matthias Schleiden
publia sa théorie selon laquelle toutes les plantes étaient composées de cellules.
Un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann émit une théorie semblable
concernant les animaux. Ce que Hooke avait cru être un cas particulier pour le
liège s’avéra être la norme pour tous les tissus vivants : Quel que soit le tissu,
animal ou végétal, on observe toujours qu'il est formé par la réunion de
nombreuses cellules. Plus tard, en observant d’autres échantillons, animaux ou végétaux, on constata que la
matière vivante est toujours ainsi divisée en cellules juxtaposées. Peu de temps après, l'allemand Rudolph
Virchow statua que « chaque cellule provient d'une cellule préexistante ».
C'est finalement au milieu du 19ème siècle qu’on se rendit également compte que les cellules pouvaient se
reproduire. Dans les conditions appropriées, une cellule, même isolée du tissu d'où elle provient, peut se
nourrir, respirer, s'entretenir, se reproduire. Chaque cellule est un être vivant à part entière.

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BIOLOGIE - THEME I - 4
Vers 1839, le monde scientifique admit ce qu'on allait appeler la théorie cellulaire : Tout être vivant, animal
ou végétal, est composé d'éléments autoreproducteurs qu'on appelle cellules.
Les contributions de ces scientifiques ont mené à la théorie cellulaire qui comporte trois grands aspects :
 Tout être vivant est composé de cellules (au moins une cellule).
 La cellule est la plus petite entité vivante.
 Toute cellule provient d'une autre cellule.
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2) Niveaux d’organisation du vivant
Aujourd'hui, on considère que tout être vivant est formé de cellules.
Dans la hiérarchie de l'organisation biologique, la cellule représente le premier niveau capable de vie.
Bien que la plupart des organismes soient formés d'un grand nombre de
types différents de cellules, certains sont constitués d'une seule cellule.
Les biologistes parlent d'organismes unicellulaires (l'illustration ci-contre
représente une amibe, organisme unicellulaire).
Les organismes pluricellulaires, dont les végétaux et les animaux,
comportent plusieurs sortes de cellules spécialisées, organisées en
groupements complexes, comme les tissus et les organes.
L'être humain est formé de milliards de cellules. Parmi elles, on peut distinguer un certain nombre de types
différents :
 certaines nous servent à transporter l'oxygène (l'illustration ci-contre
à gauche présente des …………………………………………………………………….),
 d'autres à nous défendre contre les microbes (l'illustration ci-contre
en-dessous présente un ………………………………………………………………..),
 d'autres à produire les enzymes digestifs,
 d'autres à nous servent à penser
(l'illustration à droite présente une
…………………………………………………………………),

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Dans les organismes pluricellulaires, les cellules sont organisées en tissus. Un tissu est un ensemble de
cellules caractérisées par une structure et une fonction commune.
De l’atome à l’écosystème (étudié l’année passée), nous voyons apparaître des structures de plus en plus
complexes.
(http://www.cafe.rapidus.net)
3) Les tailles relatives du vivant
« Les cellules d'un moustique sont-elles plus petites que celles d'une baleine bleue ? »
atome molécule virus bactérie cellule fourmi bébé
10-10
Å
10-9
nm
10-8
10-7
10-6
μm
10-5
10-4
10-3
mm
10-2
cm
10-1
dm
1
m
101
Angstrœm Micromètre Millimètre Mètre
Nanomètre ou Micron unité SI