cellule

La théorie cellulaire
http://www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/
Gilles Bourbonnais
Cours compensateurs
Université Laval
"Tout ce qui est généralement
commun aux végétaux et aux
animaux comme toutes les
facultés qui sont propres à
chacun de ces êtres sans
exception, doit constituer
l'unique et vaste objet d'une
science particulière qui n'est
pas encore fondée, qui n'a
même pas de nom, et à
laquelle je donnerai le nom de
biologie."
Jean-Baptiste Monet
Chevalier de Lamarck
(1744-1829)
Physiologie
Étude du fonctionnement des organismes vivants.
Anatomie
Étude des structures constituant les organismes
vivants.
Conception ancienne du vivant : vitalisme
Vie = matière + principe vital (énergie vitale, vis
vitalis, fluide vital, souffle vital, entéléchie, archée,
khi, etc.)
Conception moderne : matérialisme
Vie = structures matérielles obéissant aux
mêmes lois de la nature que la matière inerte.
= structures pouvant s’auto-réparer et se
reproduire en puisant des matériaux et de
l’énergie dans leur environnement
La vie n'est que l'état de la matière à un certain niveau d'organisation et non un
principe surajouté qui tombe tout cru d'on ne sait quels cieux .
Ernest Kahane
La vie n’existe pas
La théorie cellulaire
Robert Hooke 1665
Mince tranche de liège
Tous les tissus végétaux ou animaux sont faits de petites
unités: les cellules
cellule
Surface de la peau (grenouille)
On connaît près de 200 types différents de cellules
dans le corps humain. Chaque type remplit une fonction
précise.
Feuille d'Élodée (petite plante aquatique)
Feuille vue en coupe
Neurones
Qu’est-ce que c’est?
Autres structures de la cellule
Sac rempli de gras
Mêmes des structures dures
comme les dents ou les os sont
faites de cellules
Protéines et sels minéraux
La théorie cellulaire (p. I-7) :
• Tous les êtres vivants sont faits de cellules (au
moins une cellule).
• La cellule est l'unité de base du vivant.
• Toute cellule provient d'une autre cellule
Un être humain contient quelque chose comme
100 000 milliards de cellules (1014). Chacune de
ces cellules est un être vivant.
« Tant que la biologie n’avait pas acquis la notion de cellule, elle ne pouvait
prétendre qu’à une figuration extrêmement grossière des phénomènes vitaux,
quels qu’ils soient. Une pièce maîtresse lui faisait défaut, à quoi ne pouvait
suppléer aucune ressource de l’imagination ou du raisonnement .»
Jean Rostand (1894-1977), Esquisse d’une histoire de la biologie
Certains
êtres vivants
ne sont faits
que d'une
seule cellule.
Ex. l'amibe
Trois concepts découlent de la théorie cellulaire:
1. Unité du vivant
2. Homéostasie
3. Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort
1. Unité du vivant
Les cellules de tous les êtres vivants sont très
semblables les unes par rapport aux autres.
Au niveau microscopique, il n'y a que très peu de
différences entre les espèces.
Le fonctionnement des cellules change peu d'une
espèce à l'autre.
2. Homéostasie
Les cellules ne peuvent survivre que si le milieu dans
lequel elles baignent demeure stable. Elles ne
tolèrent que très peu de changement (sauf rares
exceptions).
Demeurer en vie = maintenir son homéostasie.
Homéostasie
=
Propriété des êtres vivants à maintenir leur
milieu interne STABLE
Doit demeurer le plus constant possible
3. Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort
La vie se définit au niveau cellulaire.
Qu'est-ce qu'une cellule vivante?
À quel moment peut-on dire qu'un pluricellulaire est
mort?
p. 1-13
On reconnaît deux grands types de cellules:
• Cellules procaryotes (= bactéries)
• Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules)
Cellules procaryotes:
• 1 à 3 µm en général
p. 1-15
• pas d'organites présents (sauf
ribosomes)
• matériel génétique non enfermé
dans un noyau délimité
1 µm = 1/1000 mm
X 50
Zoom sur une épingle
X 1250
X 6000
X 30 000
Les bactéries se reproduisent très rapidement
Nombre estimé de bactéries sur Terre (W. Whitman, Un. de Georgia)
= 5 x 1030
= 5 millions de fois le nombre total de flocons de neige qui
tombent sur tout le Canada au cours de l’hiver
En les regroupant, on formerait un cube de 11 Km de côté (le total
de l’humanité formerait un cube de 700 m de côté).
Cellules eucaryotes:
p. 1-15
• 10 à 100 µm en général (20 µm en moyenne)
• Nombreux organites internes faits de membranes.
• Matériel génétique délimité par une membrane =
noyau
4. Atomes et molécules (I-16)
1 atome d’oxygène
La molécule d’eau : H2O
2 atomes d’hydrogènes
L’univers est formé d’atomes
Les atomes sont constitués d’un noyau très compact
entouré d’un nuage d’électrons.
Le noyau, minuscule, est
formé de particules
électriquement positives,
les protons et de
particules sans charge
électrique, les neutrons.
Le noyau est entouré d’un
nuage de particules
électriquement négatives,
les électrons.
Un atome diffère d’un autre atome par son nombre de
protons.
La charge électrique négative d’un électron annule la
charge positive d’un proton.
Si le nombre d’électrons = nombre de protons du
noyau, alors l’atome est électriquement neutre.
S’il y a un déficit
ou un excès
d’électrons par
rapport au
nombre de
protons, alors
l’atome porte
une charge
électrique. On
l’appelle alors
ION.
Les molécules de la vie (p. I-18)
Éléments essentiels à la vie:
La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques
présents à l'état naturel.
De ces 25, quatre sont particulièrement importants :
• Carbone (C) : peut former 4 liaisons chimiques
• Hydrogène (H) : ne forme qu'une liaison
• Oxygène (O) : peut former 2 liaisons
• Azote (N) : peut former 3 liaisons
Avec ces 4 éléments on peut former un nombre
astronomique de molécules différentes, des plus simples
aux plus complexes.
Exemples:
CH4 (méthane)
Ex. Le méthanol
CH3OH
Ex. L'éthanol
CH3-CH2OH
Pourquoi ne pas écrire tout
simplement C2H6O ?
Les mêmes atomes peuvent former des molécules
différentes:
Exemple :
= Isomères
Les liaisons peuvent être simples, doubles ou triples
Éthane
CH3 - CH3
Éthylène
CH2 = CH2
Acétylène
CH ≡ CH
Presque toutes les molécules des êtres vivants sont
formées d'atomes de carbones reliés les uns aux
autres.
• Chaînes linéaires
• Chaînes ramifiées
• Cycles
Chimie des molécules contenant du carbone = chimie organique
Matière organique = matière formée de molécules
contenant du carbone et de l’hydrogène
Carbone = le seul atome pouvant se lier à lui-même de
nombreuses fois.
Permet de construire des molécules :
• Complexes (peuvent contenir des milliers d'atomes)
• Variées
Ex. On peut imaginer 62,5 millions de molécules
différentes de la formule C40H82
Si une cellule
animale avait
la taille d'un
immeuble de
six logements
1 µm = 1/1000 mm
1 nm = 1/1000 µm
Virus (50 à 100 nm)
Bactérie (2 µm)
Protéine ~ 3 nm
F
I
N