Activité 1ère enseignement scientifique : L'émergence de la théorie cellulaire

Enseignement scientifique 1 ère : Séance 1 La théorie cellulaire
Consignes : à partir des documents proposés, construire un schéma bilan relatant les
grandes étapes de construction de la théorie cellulaire, puis rédiger un texte de
conclusion montrant l’importance des moyens techniques mais aussi de l’évolution des
mentalités dans l’émergence de la théorie cellulaire.
Doc 1 : une brève histoire de la microscopie
En 1595, Zacharias Jansen, opticien a l’idée de superposer deux lentilles
convergentes dans des tubes coulissants.
Ce premier microscope qui s’apparente plus à une lunette permet un
grossissement x10.
En 1609, Galilée conçoit un « occhiolino », autre ancêtre du microscope, constitué
d’une lentille convergente et d’une lentille divergente. Il qualifie de « lunette à
puce » son invention qui permet d’atteindre un grossissement x30.
Grâce à l’utilisation d’une seule lentille de forte résolution, le
néerlandais Antoni Van Leeuwenhoek fabrique en 1668 un microscope
10 fois plus puissant que celui de Galilée. Ce microscope lui permet
d’observer pour la première fois des cellules sans toutefois les
nommer. Beaucoup le considèrent comme le réel inventeur du
microscope.
Depuis, l’invention du microscope n’a eu de cesse d’être améliorée pour
aboutir au microscope actuel qui repose sur le même principe que celui
de Jansen. Aujourd’hui, nos microscopes optiques permettent un
grossissement x1000
Doc 2 : L’évolution de la théorie cellulaire
La découverte de la cellule
Dès l'Antiquité, le philosophe Aristote était parvenu à la conclusion que les
animaux et les plantes, si complexes soient-ils, sont formés de peu d'éléments qui se
répètent dans chacun d'entre eux.
C'est Robert Hooke qui découvrit la cellule, en 1665, au
moyen d'un microscope rudimentaire. Ce savant anglais,
observant un morceau de liège, observa des cavités
délimitées par des parois de cellulose et de suber. Dans
son ouvrage intitulé "Micrographia", daté de 1667, il
nomma "cellules" les plus petites unités structurelles de
la vie. La découverte de Hooke marqua le début de la
théorie cellulaire, selon laquelle tous les êtres vivants
sont formés de cellules.
Coupe de liège dessinée par Robert
Hooke, extrait du traité Micrographia
paru en 1665
Une description plus détaillée des micro-organismes fut
donnée par Antoni Van Leeuwenhoeck, marchand
hollandais et chercheur amateur, inventeur du premier
microscope. A partir de 1673, Leeuwenhoeck dessina de
manière très détaillée de nombreux micro-organismes
qu'il avait observés dans l'eau de pluie ou dans d'autres
échantillons. Malgré la qualité de ses travaux,
Leeuwenhoeck n’est pas pris au sérieux par la
communauté scientifique à cause du caractère amateur
de ses recherches. Ne parlant ni anglais ni latin, ses
Dessin de spermatozoïdes de coq observés travaux ne sont que peu diffusés à l’étranger.
par Leeuwenhoeck
En 1837, le botaniste Matthias Schleiden fait part à son
collègue zoologiste Theodor Schwann qu’il a observé
des structures semblables aux cellules décrites par
Hooke dans les tissus végétaux. Schwann ayant fait le
même constat pour les tissus animaux, ils établirent en
1839 le premier principe de la théorie cellulaire, selon
laquelle tous les organismes - qu'ils soient simples
comme les Bactéries ou complexes comme les plantes et
les animaux supérieurs sont formés de cellules et de Extrait de Recherches microscopiques sur la
produits cellulaires. Certains d'entre eux sont formés similarité de structure et de développement des
d'une unique cellule autonome (ce sont les organismes cellules animales et végétales, Schwann (1839)
unicellulaires), tandis que d'autres sont formés de plusieurs cellules différenciées du
point de vue de la forme et des fonctions (ce sont les organismes pluricellulaires).
En 1855 Virchow, médecin pathologiste pose le second
principe de la théorie cellulaire : toute cellule provient d’une
cellule préexistante qui s’est divisé. Ce principe s’oppose à une
théorie très répandue à l’époque qui est la théorie de la
génération spontanée.
Cellule de levure en division
observée
au
microscope
électronique
Selon cette théorie, certains organismes comme les insectes ou les grenouilles pouvaient
se former d’eux même dans un milieu humide et les mouches naissaient spontanément de
la viande en putréfaction. Malgré de nombreuses expériences venant démentir la théorie
de la génération spontanée, la controverse entre philosophes et savants se poursuit
durant la deuxième moitié du XIXè siècle.
En 1861, Louis Pasteur montra
que rien ne peut croître
spontanément. Les Bactéries
sont dans l'air, et leur croissance
dans des solutions considérées
comme stériles montre qu'il s'est
produit une contamination.
Schéma de l'expérience de Pasteur