3. Le noyau cellulaire.

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Étude de la
cellule vivante.
Tu dois devenir capable de :
Savoir
1. expliquer la structure des différents organites cités dans
ces pages ;
2. explique le rôle de chacun des organites cellulaire pré-
sentés dans ces pages ;
3. expliquer l’intérêt du phénomène de mitose ;
4. citer et commenter les étapes de la mitose en dessinant
des schémas ;
Savoir faire
1. reconnaître chacun des organites présentés dans
cette page à partir de photos faites au microscope
électronique et en justifiant ;
2. Comparer la mitochondrie au chloroplaste ;
3. reconnaître les différentes étapes de la mitose à partir
des schémas correspondants.
membrane cytoplasmique
cytoplasme
noyau cellulaire
transport passif
transport actif
endocytose
phagocytose
pinocytose
pompe à ions
réticulum endoplasmique
corps de Golgi
ditctyosome
lysosome
mitochondrie
chloroplaste
centrioles
centrosome
pore nucléaire
interphase
prophase
métaphase
anaphase
télophase
plaque métaphasique
caryotype
chromosome

Étude de la cellule
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Vue au microscope optique, la cellule vivant semble être
subdivisée en trois compartiments essentiels :
 la membrane cytoplasmique ;
 le cytoplasme avec tous les organites qu’il con-
tient ;
 le noyau cellulaire.
Le microscope électronique permet d’affiner cette percep-
tion en mettant en évidence toutes sortes d’organites
invisibles au microscope optique.
1. La membrane cellulaire.
1.1. Structure.
Vue au microscope électronique, la membrane cytoplasmique
semble formée d’une structure en deux couches.
L’analyse chimique des membranes montre qu’elles sont
essentiellement formées de molécules de lipides et de molé-
cules de protides. Quelques substances annexes sont
également détectées (des glucides).
Tout au long de l’histoire de la cytologie, différents modèles ont
été proposés pour la membrane cytoplasmique. Le modèle le
plus communément accepté actuellement fait état d’une double
couche de molécules de lipides, disposées tête-bêches, dans
lesquelles viennent s’enchâsser des molécules de protides.
Ce modèle a été proposé par Singer et
Nicholson en 1972 et reste générale-
ment accepté aujourd’hui.
1.2. Rôles.
La membrane cytoplasmique joue
différents rôles. Nous citerons :
1. limite physique de la cellule ;
2. le transport passif de subs-
tances de part et d’autres de
la membrane ;
3. le transport actif de subs-
tances ;
4. l’absorption et la résorption d’objets volumineux ;
5. carte d’identité de la cellule ;
6. récepteur de signaux.

Étude de la cellule
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Avant
Après
Membrane
Membrane
1.2.1. Transport passif de substances.
Ce rôle a déjà été évoqué lors de l’étude de
l’assimilation des aliments.
La nature « n’aime pas » les déséquilibres.
Lorsque l’extérieur d’une cellule connaît une
concentration plus grande en une certaine
substance que l’extérieur, ces concentrations
tendent à s’équilibrer autour d’une valeur
commune.
Ce phénomène baptisé « osmose » se dé-
roule sans aucune intervention de la cellule.
C’est la raison pour laquelle on parle de
transport passif.
1.2.2. Transport actif de substances.
Ce rôle a déjà été évoqué lors de l’étude de l’assimilation des
aliments.
La membrane cytoplasmique est capable de choisir sélectivement
certaines substances et leur faire traverser la double couche de
lipides. Il existe, pour ce faire, des molécules de protéines qui
jouent le rôle de « pompes » dans la membrane.
En faisant entrer ou en faisant sortir des substances dans/de la
cellule, la membrane agit contre la tendance naturelle à l’équilibre.
Elle doit donc dépenser de l’énergie qui lui est fourni par
l’intermédiaire de l’ATP (adénosine triphosphate), molécule éner-
gétique disponible dans la cellule.
Puisque ce mécanisme de transport
demande une dépense d’énergie, on
parle de transport actif.
Les pompes à ions, présentes dans la
membrane cellulaire, sont respon-
sables du maintien d’un excès de
concentration en ions K+ à l’intérieur
de la cellule et d’un excès d’ions Na+ à
l’extérieur de la cellule.
Le cours de biologie de cinquième
montrera l’importance des pompes à
ions dans la conduction de l’influx
nerveux par les cellules du système
nerveux.
Si la cellule ne dispose plus d’énergie
pour faire fonctionner les pompes
responsables du transport actif, ces
pompes s’arrêtent et la cellule meurt.
1.2.3. Absorption de corps volumineux : l’endocytose.
Les transports actifs et passifs permettent le passage de molécules ou d’ions, un à un, au travers de
la membrane.

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Dans certains cas, les cellules absorbent des corps plus volumineux : gouttelettes de liquide, objets
solides. Dans ce cas, le mécanisme d’entrée dans la cellule est différent. On parle alors d’endocytose.
L’illustration ci-contre
présente un globule
blanc ingérant une
bactérie (bâtonnet à
gauche de l’image).
On remarque la
déformation extrême
de la membrane
autour de la bactérie.
Les différentes
étapes du processus
sont illustrées sur les
schémas ci-dessous.
On voit la membrane
cytoplasmique se
déformer progressivement, jusqu’à englober la bactérie.
A la fin, la bactérie se trouve prise dans une vésicule dont la membrane est formée d’un fragment de
la membrane cytoplasmique ; il s’agit d’une vacuole digestive, dans laquelle le corps étranger va être
digéré.
Le phénomène d’endocytose peut concerner
 les substances solides ; on parle alors de phagocytose
 les substances liquides ; on parle alors de pinocytose.
1.2.4. Le rejet de corps volumineux de la cellule : l’exocytose.
L’exocytose ne se produit pas exactement comme une endocytose à l’envers, mais, dans une certaine
mesure, les deux phénomènes sont effectivement inverses.
Lors de l’exocytose, une vacuole rejoint la membrane cytoplasmique, fusionne avec cette membrane
et rejette son contenu à l’extérieur de la cellule.
1.2.5. Carte d’identité cellulaire.
Chaque cellule présente sur sa membrane cytoplasmique certaines molécules qui
lui sont caractéristiques : ce sont essentiellement les protéines et les glycopro-
téines disposées à la surface.
Ainsi, le globules rouges présentent à leur surface des molécules relativement
caractéristiques. On connaît par exemple, assez bien, les molécules qui confèrent
à leur porteur le groupe sanguin A. Une autre molécule, un peu différente, confère
le groupe sanguin B. Les personnes qui portent les deux molécules sont alors du
groupe sanguin AB. Celles qui ne portent ni l’une, ni l’autre est de groupe sanguin
O.
Un grand nombre d’autres molécules caractéristiques existent encore. Au total,

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elles permettent à chaque individu de reconnaître les cellules qui lui appartiennent de celles qui ne lui
appartiennent pas. Ce mécanisme est très important dans la lutte contre les microbes, par exemple.
1.2.6. Récepteur des signaux extérieurs.
La membrane cytoplasmique porte des « récepteurs »
spécifiques de certaines molécules signaux.
La fixation de la molécule « signal » sur le récepteur, pro-
voque des événements particuliers dans la cellule : fabrica-
tion d’une substance, sécrétion d’une substance, etc.
Les molécules « signal » sont très spécifiques : chaque récepteur a son signal comme
une clef s’adapte (en principe) à une seule serrure.
Les hormones constituent un type de signal susceptible de provoquer différentes
actions dans les cellules qui les reçoivent.
2. Les organites du cytoplasme.
Le cytoplasme contient un grand nombre d’organites qui participent à la vie de la
cellule.
2.1. Le réticulum endoplasmique.
2.1.1. Structure.
Le réticulum endoplasmique
(RE) est formé d’un réseau de
tubules et de saccules qui
s’étend de la membrane
nucléaire à l’ensemble du
cytoplasme.
La photo ci-contre présente un
noyau cellulaire et une partie
du réticulum endoplasmique
qui l’entoure.
Le schéma ci-dessous nous
rappelle que le RE est une
structure en trois dimensions
qui ne présente l’aspect d’un
labyrinthe que parce qu’il a subi une coupe pour permettre l’observation.
Comme le montre le croquis, certaines parties du
réticulum endoplasmique sont lisses et d’autres sont
recouvertes de granules, les ribosomes, qui lui confè-
rent un aspect granuleux. On distinguera donc :
 le réticulum endoplasmique lisse (REL) et
 le réticulum endoplasmique rugueux (RER).
2.1.2. Rôles.
Le REL joue un rôle dans la synthèse des lipides, et
dans le catabolisme des glucides complexes.
Grâce aux ribosomes qu’il porte, le RER est le siège
de la synthèse des protéines par la cellule. Ces protéines sont « emballées » dans des petites vé-