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Les cellules, preuve de l'unité du monde vivant

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Objectif(s)

Savoir schématiser les structures des cellules animale et végétales avec ses principaux constituants.
Connaître les fonctions de ces éléments.
Tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules, leur étude structurale prouve-t-elle leur parenté ?

1. Observations de cellules au microscope optique

a. La microscopie optique

Les microscopes optiques (ou photoniques) permettent d’observer certains éléments invisibles à l’œil nu, telles les cellules. Ils peuvent les grossir environ 1500 fois.

Ils permettent d’étudier des cellules animales, végétales ou des cellules de champignons dont la taille se situe entre 10 et 100 micromètres (1 micromètre = 0,1 millimètre)

Toutefois, certaines cellules comme celles des bactéries sont plus petites (environ 1 micromètre) et difficilement observables en microscopie optique. Les virus sont même totalement invisibles (environ 0,1 micromètre = 100 nanomètres).

b. La structure des cellules

Les éléments des cellules visibles en microscopie optique constituent leur structure.

	cellule de l'épithélium buccal humain
	cellule de l'épiderme d'oignon
	cellule de feuille d'élodée

On remarque que les cellules animales et végétales sont entourées par une membrane plasmique. Elles possèdent un noyau et renferment un liquide nommé cytoplasme.

Par contre, les cellules végétales possèdent en plus une paroi, une ou plusieurs vacuoles et des chloroplastes que n’ont pas les cellules animales.

2. Observation de cellules au microscope électronique

a. La microscopie électronique

Les microscopes électroniques permettent d’obtenir des grossissements beaucoup plus importants que les microscopes optiques : jusqu’à un million de fois !

On découvre ainsi dans les cellules de nouveaux éléments qui étaient invisibles au microscope optique, on peut étudier plus en détail les éléments qui étaient déjà observables et on peut observer les bactéries et même les virus.

b. L'ultra-structure des cellules

Les éléments des cellules visibles en microscopie électronique constituent leur ultra-structure.

Chez les cellules animales et végétales, les nouveaux éléments observés sont: les mitochondries, le réticulum endoplasmique granuleux et l’appareil de Golgi.

Tous les éléments qui compartimentent le cytoplasme sont appelés organites.

Ils ont chacun des fonctions précises.

noyau	mitochondrie	réticulum endoplasmique	appareil de Golgi	chloroplaste
renferme le matériel génétique (ADN)	lieu de production de l'énergie cellulaire	fabrication de protéines	fabrication de diverses substances	lieu de la photosynthèse : fabrication de l'amidon

c. Les bactéries

L’étude des bactéries au microscope électronique montre qu’elles ne sont pas compartimentées. Elles n’ont pas d’organites. Elles n’ont même pas de noyau.

Elles sont entourées d’une paroi et d’une membrane plasmique. Leur matériel génétique (chromosome) circule librement dans le cytoplasme.

Une bactérie

d. Conclusion

Grâce à leur ultra-structure, on a pu classer les cellules en deux grandes catégories : les cellules eucaryotes qui présentent un noyau et des organites, et les cellules procaryotes qui n’en ont pas.

Les cellules eucaryotes sont les cellules animales, les cellules végétales, les cellules des champignons et les protozoaires (êtres vivants unicellulaires).

Les cellules procaryotes sont les bactéries et les virus.

L'essentiel

Bien que les cellules semblent très différentes selon les êtres vivants, elles n’en possèdent pas moins une structure globale semblable : elles sont toutes délimitées par une membrane plasmique qui renferme un cytoplasme liquide et du matériel génétique.

Cette unité structurale commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté.

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