La cellule Objectifs Donner de mémoire la définition d une cellule Définir brièvement les termes : membrane, cytoplasme, noyau et mitochondrie Expliquer brièvement leurs rôles Introduction Recherche de documents à apporter en classe. Travaux de groupe : comparaison des documents. Quiz sur la cellule Un peu d histoire Robert Hooke (1635-1703) est un chimiste, mathématicien, physicien et inventeur anglais. En 1665, il publie Micrographia, un ouvrage dans lequel il décrit un certain nombre d'objets tels qu'il les a observés à l'aide d'un microscope de sa fabrication. Il observe un fragment d'écorce à l'aide d'un microscope et découvre que cette écorce contient une multitude de petites chambres. Pour les qualifier, il utilise le terme " cellules ". C'est donc bien Hooke, l'inventeur du terme " cellule ". Antoine Van Leeuwenhoek (1632-1723) fut un grand explorateur même si son nom n'est guère connu du public. Il vivait à Delft, en Hollande, et son métier, marchand de tissu, ne le prédisposait pas à la gloire scientifique. Il n'avait pas reçu de formation scientifique et fut placé comme apprenti chez un drapier d'amsterdam. Pourtant, il entreprit l'exploration d'un monde encore insoupçonné et les descriptions qu'il en fit lui valurent de devenir membre de la Royal Society de Londres. C'est, dit-on, en utilisant des perles de verre comme compte-fils qu'il eut l'idée de partir à la découverte du monde microscopique caché dans les dépôts entre ses dents, dans l'eau des mares ou dans son sperme. Page 1 sur 11
Cette dernière observation fit sensation dans la bonne société cultivée européenne car personne n'aurait pu imaginer qu'il y a dans la semence des animaux et de l'homme des "animaux semblables à des têtards." l'homuncule de Van Leeuwenhoek L instrument qu'il utilisait était très simple : une lentille formée d'une minuscule bille de verre sertie dans une lame métallique. L'échantillon était placé sur une pointe métallique, solidaire du support et que l'on déplaçait face à la lentille pour en explorer le contenu. L'ensemble était tenu très près de l'œil, face à la lumière, et permettait d'obtenir des grossissements allant jusqu'à trois cents. C'est Theodor Schwann (1810-1882), docteur en médecine et biologiste allemand, qui proposa dans une note de 1839, que tous les êtres vivants sont formés d'un ensemble d'unités de construction de même type, les cellules. Cette idée devait s'avérer des plus fécondes : le fonctionnement de tous les êtres vivants pouvait désormais s'analyser dans les mêmes termes puisque l'unité de construction était commune. Malgré ses nombreuses erreurs et imperfections, notamment sur la formation des cellules, la théorie de Schwann, devait donner naissance à une synthèse unificatrice qui constitue en biologie, au même titre que la théorie atomique en physico-chimie ou celle du big-bang en astrophysique, une des plus solides fondations sur lesquelles repose la science. On peut la résumer ainsi : tous les êtres vivants sont constitués d'unités microscopiques, les cellules et chaque cellule possède les propriétés caractéristiques du vivant. Chez l'homme, on évalue le nombre de cellules à 100 000 milliards (10 14 ) dont 100 milliards pour le seul cerveau! A l'autre extrémité, certains êtres vivants microscopiques sont formés d'une seule cellule (unicellulaires). En 1838, Matthias Schleiden, un botaniste allemand suggère que tous les tissus végétaux sont faits de cellules.un an plus tard, le zoologiste Théodore Schwann en arrive à la même hypothèse au sujet des animaux. En 1855, Rudolf Virchow suggère que toute cellule provient d'une autre cellule, préexistante (" omnis cellula e cellula "). Les contributions de ces trois scientifiques ont mené à la théorie cellulaire qui comporte trois grands aspects. La théorie cellulaire Définition La cellule est la... Tout. Toute Page 2 sur 11
La taille des cellules En moyenne 1 à 100 µm. Mais cette taille ne permet pas de les observer à l'oeil nu puisque l'oeil humain ne peut distinguer les objets en dessous de 100 µm. (On dit que l'oeil humain a une résolution de 100 µm). Les constituants de la cellule végétale Après avoir consulté les pages suivantes, détermine ci dessous le rôle des éléments constitutifs de la cellule (= organites cellulaires) Paroi cellulaire Cytoplasme Cytosquellette Membrane cytoplasmique Noyau Mitochondrie Réticulum endoplasmique Appareil de Golgi Lysosome Peroxysome Centrioles Ribosomes Page 3 sur 11
La paroi cellulaire Dans la cellule végétale, la membrane plasmique s'entoure d'une épaisse paroi cellulaire rigide qui soutient la forme de la cellule. L e cytoplasme C est la région comprise entre le noyau et la membrane plasmique. Il referme : le cytosol (milieu semi-liquide dans lequel baignent les organites), et le cytosquelette (réseau fibreux) L e cytosquelette Description : Dans les cellules eucaryotes 1, le cytoplasme contient une sorte de châssis formé de microtubules et de différents types de filaments et de microfilaments, qui constituent le cytosquelette. Utilité : le cytosquelette est à la fois l ossature de la cellule et l élément moteur de ses mouvements Membrane cytoplasmique Toutes les cellules (procaryotes et eucaryotes) sont séparées de leur milieu par une membrane plasmique. La membrane plasmique est la ligne de démarcation entre la cellule et son environnement (= enveloppe de la cellule). Elle détermine ce qui entre dans la cellule et ce qui en sort. Comme toutes les membranes biologiques, la membrane plasmique présente une perméabilité sélective, autrement dit elle se laisse traverser par certaines substances plus facilement que par d'autres. 1 eucaryote : désigne l ensemble des organismes unicellulaires ou multicellulaires dont les cellules sont dites «eucaryotes». Elles possèdent un noyau et des organites (réticulum endoplasmique, appareil de Golgi, plastes divers, mitochondries, etc.) délimités par des membranes. Les eucaryotes se distinguent des procaryotes (comme les bactéries) qui sont pour leur part dépourvus de ces structures. Page 4 sur 11
L e noyau Le noyau des cellules eucaryotes est le plus visible des éléments d'une cellule (partie sombre). Il est entouré par une enveloppe nucléaire percée de pores permettant le transport de substances entre le noyau et le cytoplasme. Le noyau contient un ou plusieurs nucléoles et un amas diffus de chromosomes appelé chromatine. Utilité : Il est le siège du patrimoine génétique, il contient en effet plus de 95% de l'adn cellulaire. Les mitochondries Organites présents dans les cellules eucaryoptes. La mitochondrie est contituée d'une double membrane, la membrane interne étant repliée en crêtes mitochondriales. Utilité : Les mitochondries sont les organites qui produisent l'énergie de la cellule. Les mitochondries ont donc un rôle de centrale énergétique pour la cellule. Ce sont elles qui effectuent la respiration cellulaire. Toutes les cellules des Eucaryotes contiennent ces générateurs d'énergie extrêmement efficaces Page 5 sur 11
Le réticulum endoplasmiques Organite des eucaryotes qui s'étend dans tout le cytoplasme (comme un labyrinthe). Utilité : Organite qui produit des protéines et joue un rôle capital dans l'élaboration des autres membranes de la cellule L appareil de Golgi Organite des cellules eucaryotes constitué d'un empilement de saccules ("petits sacs") aplatis. Utilité : L'appareil de Golgi reçoit lipides et protéines du réticulum endoplasmique et les réexpédie, après transformation et tri, vers un certain nombre de destinations internes ou externes à la cellule. Les Lysosomes Description : les lysosomes sont des organites des celulles eucaryotes qui contiennent un mélange d'enzymes digestives utilisées pour dégrader les macromolécules. Utilité : Les lysosomes sont considérés comme "l'estomac" de la cellule. Page 6 sur 11
Les ribosomes Les ribosomes sont des organites présent dans les cellules eucaryotes et procaryotes. Utilité : Les ribosomes jouent un rôle extrêment important : ils assemblent les acides aminés pour former les protéines qui vont ensuite dans le réticulum endoplasmique. Les centrioles (centrosome) Dans la cellule animale les centrioles sont des organites des cellules eucaryotes : organites cylindriques et creux, de 0,2 micron de largeur et de 0,4 micron de longueur. Utilité : Les centrioles jouent un rôle important dans la division cellulaire Page 7 sur 11
Schémas Page 8 sur 11
Exercice : Compare la présence des organites cellulaires dans chaque type de cellule Noyau Cytoplasme Cytosquelette Membrane plasmique Paroi cellulaire Mitochondrie Réticulum endoplasmique Appareil de Golgi Lysosomes Peroxysomes Centrioles Ribosomes Vacuoles Chloroplastes Animale Végétale Exercice Identifier les termes suivants sur le schéma (cellule animale) Membrane nucléaire Aster Centrioles - Noyau Membarne cellulaire Cytolplasme Mitochondrie Réticulume endoplasmique Appareil de Golgi Lysosome Centrosome Page 9 sur 11
SYNTHESE Organites Rôle Schéma Page 10 sur 11
Cytosquelette Mitochondrie Réticulum endoplasmique Appareil de Golgi Lysosome Peroxysome Noyau Ribosome Vacuole Centrosome Page 11 sur 11