Partie 1 : Structure, fonction et métabolisme de la cellule

A. Les niveaux d'organisation du vivant

Les molécules sont les constituants de base, qui une fois organisés, forment un être vivant. L'organisation d'un être vivant peut-être définie à différentes échelles ; de l'organisme à celle de la molécule :

  • un être vivant est constitué d'un certain nombre d'organes spécialisés (ex : foie)

  • les organes sont tous constitués de cellules (ex : hépatocytes)

  • les cellules contiennent des molécules nécessaires à l'organisation et au fonctionnement de l'être vivant (ex : glucose, glycogène)

Document 1 : Observation au microscope optique (à gauche) d'une lamelle d'écorce (à droite)

C'est à l'aide d'un microscope optique (ou photonique, utilisant la lumière naturelle) que le terme de « cellule » a été défini en 1667 par l'Anglais Hooke observant une lamelle de liège (Doc. 1). Les progrès techniques réalisés en physique dans le domaine de l'optique permettent alors de découvrir, grâce à l'aide de lentilles grossissantes, des détails jusqu'alors inaccessibles à l'œil nu.

Remarque

L'étude de la structure d'un organisme réalisée grâce à un microscope optique grossit jusqu'à environ 1000 fois l'objet observé au maximum.

Au XXème siècle, un progrès décisif pour l'observation des cellules est réalisé dans le domaine de la microscopie grâce à la microscopie électronique. Le microscope électronique (ME) fonctionne sous vide par envoi d'un faisceau d'électrons sur la cellule à observer. Il offre un grossissement beaucoup plus élevé (pouvant aller jusqu'à 800.000 fois) et par conséquent permet d'accéder à un degré de précision (de détails) dans la visualisation des constituants cellulaires.

Document 2 : Globules rouges visibles au ME

La cellule est la plus petite unité à laquelle se manifeste la vie. Tous les êtres vivants sont constitués de cellules. Cependant, l'observation microscopique des êtres vivants révèle toujours une organisation cellulaire plus ou moins complexe.

Un organisme, lorsqu'il est constitué d'une seule cellule, est dit unicellulaire. Cette seule cellule assure à elle seule toutes les fonctions (nutrition, reproduction, déplacement) de l'organisme, elle est dite généraliste. Ces organismes unicellulaires peuvent coloniser des milieux très variés, entre autres grâce à leurs dimensions restreintes (par exemple : bactéries, levures, protozoaire...) (Doc. 3).

Document 3 : Un protozoaireInformationsInformations[1]

Un organisme, lorsqu'il est constitué de plusieurs cellules, est dit pluricellulaire.

  • Certains organismes sont formés d'un grand nombre de cellules accolées les unes aux autres mais pouvant être toutes identiques entre elles (par exemple : champignons pluricellulaires, algues pluricellulaires) (Doc. 4).

Document 4 : une algue filamenteuse
  • D'autres sont pluricellulaires mais on y observe une différentiation, c'est-à-dire qu'il y existe plusieurs sortes de cellules, différentes de part leur forme, leur taille, leur structure et leur fonction (par exemple : plantes, animaux) ; ces cellules sont dites différenciées (Doc. 5).

Document 5 : un roctifère (animal)InformationsInformations[2]
  1. © - Sébastien Maugenest, Université d'Angers

  2. © - Sébastien Maugenest, Université d'Angers

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