Antoni van Leeuwenhoek, né le 24 octobre 1632 à Delft et mort le 26 août 1723 dans la même ville, est un commerçant et savant néerlandais, connu pour ses améliorations du microscope et comme l'un des précurseurs de la biologie cellulaire et de la microbiologie.
Le fonctionnement du microscope électronique
Un microscope électronique (ME) est un type de microscope qui utilise un faisceau d'électrons pour illuminer un échantillon et en créer une image très agrandie. Il est inventé en 1931 par des ingénieurs allemands1. Les microscopes électroniques ont un pouvoir de résolution supérieur aux microscopes optiques qui utilisent des rayonnements électromagnétiques visibles. Ils peuvent obtenir des grossissements beaucoup plus élevés allant jusqu'à 5 millions de fois, alors que les meilleurs microscopes optiques sont limités à un grossissement de 2000 fois. Ces deux types de microscopes ont une résolution limitée, imposée par la longueur d'onde du rayonnement qu'ils utilisent. La résolution et le grossissement plus grands du microscope électronique sont dus au fait que la longueur d'onde de De Broglie d’un électron est beaucoup plus petite que la longueur d’onde d'un photon de lumière visible.
La croyance en la génération spontanée fit longtemps partie du sens commun, parce que l’apparition d’êtres vivants là où on n’en voyait pas est un phénomène d’observation courante. On continuait à croire que des souris pouvaient naître spontanément d’un tas de chiffons et des asticots sortir d’un morceau de viande. Les micro-organismes, microbes et levures, semblaient le produit d’une génération spontanée.
Hors de cette compréhension animiste de la génération spontanée, c’est penser que la nature peut spontanément s’organiser pour donner l’existence à une forme de vie qui lui semble opportune.
En 1859, quand éclate la controverse à l’Académie des sciences entre Louis Pasteur et Félix-Archimède Pouchet, auteur d’Hétérogénie ou Traité de la génération spontanée.
Les expériences soigneuses de Pasteur au XIXe siècle ont clairement établi que dans tous les cas supposés de génération spontanée, il y avait en fait des germes, des œufs, à l’origine des êtres vivants apparus, réfutant définitivement cette théorie. Dans un milieu isolé et convenablement stérilisé, la vie n’apparaît pas spontanément, du moins pas aux échelles de temps et d’espace typiques d’un laboratoire. La remise en cause de la génération spontanée a joué un grand rôle dans les mesures d’hygiène et d’asepsie contre le développement des maladies. Pouchet, l’inventeur de l’hétérogénie, est resté convaincu jusqu’à sa mort de sa théorie de la génération spontanée.
L’hypothèse de la génération spontanée a aujourd’hui perdu tout crédit scientifique, y compris dans le cadre des recherches sur l’origine de la vie sur Terre.
La théorie cellulaire est la théorie centrale et principale de la biologie cellulaire et le fondement le plus reconnu de la biologie en général.
Tout organisme vivant est composé d'une ou plusieurs cellules.
La cellule est élémentaire à la vie.
Toute cellule provient d'une autre cellule
Les membranes biologiques sont constituées principalement de phospholipides, dont les molécules, amphiphiles, comprennent une tête polaire et deux queues hydrophobes. Ces molécules, lorsqu'elles se trouvent en milieu aqueux, s'organisent de façon à minimiser les interactions entre les queues aliphatiques et les molécules d'eau, adoptant par auto-assemblage moléculaire une configuration en micelles, liposomes, vésicules ou doubles couches lipidiques, dans lesquelles les têtes polaires sont en contact avec l'eau tandis que les queues aliphatiques se rassemblent pour former un milieu presque totalement anhydre. Les bicouches lipidiques étant très fines et très fragiles, leur étude est délicate et requiert des techniques avancées de microscopie électronique et de microscopie à force atomique.
Partons à la decouverte du granite et différents types de roches, essayons de comprendre comment se sont formées ces roches, quelles sont les implications au niveau de la structure au niveau cristallographique.
Une roche volcanique ou « effusive » est produite par le refroidissement très rapide du liquide magmatique au contact de l'air ou de l'eau (phénomène de trempe donnant une roche hyaline (vitreuse)). Ces roches ne développent en général pas de phénocristaux et présentent des textures microlitiques variées, avec plus ou moins de verre volcaniquec.
Une roche plutonique ou « intrusive » est produite par le refroidissement lent du magma en profondeur. Elle présente de nombreux phénocristaux dans une pâte microlitique (matrice) plus ou moins importante, avec une texture grenue. Certaines de ces roches sont entièrement cristallisées (roche « holocristalline »).
Le granite
Le basalte
Comment la productivité des oceans explique la migration des baleines?
Quels paramètres influencent le bilan radiatif de la terre?
Dans cette experience on cherche à mettre en evidence l'impact de la nature de la surface eclairé sur le bilan thermique.
Plusieurs supports sont éclairés : papier noir, papier aluminium, feuillage vert.
On relève les mesures de températures toutes les 15 minutes, sous le becher et en dehors ( experience temoin)
Interpretation : La nature du support influence le bilan radiatif , le support aluminium est celui qui réflechit la plus la lumière, l'albedo est le plus fort, la chaleur augmente peu. en revnache sur des support plus sombre ( noir ou vert), la chaleur augmente le plus, l'albedo est plus faible, la chaleur produite est donc plus forte.
La présence de la cloche de verre ( bécher) augmente considerablement la température accumulée, la chaleur est un rayonnement de faible energie ( Infra rouge) qui est piégée par la paroi de verre. Ce protocole simule l'effet de serre.
ALBEDO :
Fraction de la lumière que réfléchit ou diffuse un corps non lumineux.
Un corps noir possède un albédo nul.
EFFET DE SERRE :
L'effet de serre est un phénomène thermique bien connu sur les planètes comme la Terre et Vénus, où l'atmosphère laisse passer une partie du rayonnement solaire qui vient frapper le sol. Réchauffé, celui-ci émet un rayonnement infrarouge en partie ou totalement piégé par l'atmosphère rendue « imperméable » par la présence de gaz, dont principalement la vapeur d'eau sur Terre et le CO2 sur Venus. On observe alors une isolation accrue de la planète et un réchauffement global de celle-ci. À noter que l'effet de serre existe aussi sur Mars, bien qu'il soit très faible.
La repartition de la productivité est differente entre les zones emergées et les océans.
Sur les zones emmergées , les plantes sont soumis au facteur limitants de l'eau, donc leur repartitions est directement liées à la disponibilité en eau , les zones les plus productives sont les zones tropicales ( chaleur et humidité sont disponibles)
Dans les océans on constate que la productivité primaire se concentre sur les côtes, à l'embouchure des grands fleuves ainsi qu'aux pôles . Cette répartition s'explique par la disponibilité des sels mineraux, au niveau des pôles, les courants marins ramènent vers la surface les sels mineraux et permet ainsi la photosynthèse y compris dans les zones froides.
Importance des chloroplaste dans la cellule chlorophylienne
Toutes les parties vertes d’une plante, y compris les tiges vertes et les fruits non encore mûrs, comprennent des chloroplastes, mais ce sont généralement les feuilles qui en renferment le plus : on en compte environ un demi-million par millimètre carré de feuille. La couleur des feuilles vient de la chlorophylle, le pigment vert contenu dans les chloroplastes. Celle-ci absorbe l’énergie lumineuse qui alimente la synthèse des molécules organiques
Schéma de la structure d'un chloroplaste: remarquez les nombreux espaces délimités par des membranes. c'est dans ces membranes que se trouvent les pigments chlorophyliens
Les pigments chlorophylliens
Les pigments photosynthétiques ou pigments assimilateurs, sont les composés chimiques permettant la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique chez les organismes effectuant la photosynthèse.
Lorsqu'un photon heurte une molécule de pigment photosynthétique, son énergie excite un atome de cette molécule et la fait passer à un état excité, de niveau énergétique élevé. L'énergie accumulée dans la molécule de pigment est libérée lors du retour à l'état fondamental de la molécule ; il y a trois voies de libération de cette énergie en plus d'un dégagement de chaleur :
Le spectre d'action (activité photosynthétique) correspond à l'intensité de la photosynthèse effectuée par un organisme photosynthétique, en fonction de la longueur d'onde de la lumière qu'il reçoit et de la quantité d'énergie transportée par cette même longueur d'onde.
On utilise un spectrophotomètre qui décompose la lumière blanche en ses différentes radiations selon leur longueur d'onde. le spectre d'absorption des radiations lumineuses caractéristiques de cette substance.
Au cours de l’Histoire, les âges proposés pour la Terre ont varié. Ainsi, pour Aristote, notre planète a toujours existé. Et au xviie siècle, des calculs effectués à partir de la Bible proposent que la naissance du Monde aurait eu lieu autour de 4000 avant J.-C.
xviiie siècle émergent les premières démarches scientifiques, résultant d’observations et d’expériences. Par exemple, Buffon, en se fondant sur des hypothèses (qui se sont avérées inexactes) concernant le refroidissement de la Terre et des mesures expérimentales, évalue l’âge de la Terre à 10 millions d’années.
xixe siècle, les approches scientifiques se développent et conduisent à une controverse scientifique qui oppose Darwin et Kelvin.
Darwin et d’autres « naturalistes » proposent des calculs fondés notamment sur la durée nécessaire à la formation d’ensembles sédimentaires ou à leur érosion, la succession de fossiles dans ces ensembles, et proposent des âges de plusieurs centaines de millions d’années.
Kelvin, physicien reconnu, propose un temps de quelques dizaines de millions d’années, issu de l’application d’un modèle de refroidissement de la Terre. Ses arguments mathématiques semblent impossibles à mettre en défaut. La polémique prend place dans un contexte où Kelvin s’oppose à l’idée de sélection naturelle, proposée par Darwin dans le cadre de sa théorie de l’évolution.
Au début du xxe siècle, la découverte de la radioactivité met fin à la polémique. La chaleur produite par la désintégration radioactive conduit à remettre en cause le raisonnement de Kelvin. La relation entre la quantité d’éléments père et d’éléments fils dans une roche qui les contient étant liée au temps, il est possible de dater sa formation.
La mise au point du spectromètre de masse permet de mesurer précisément ces teneurs. En 1953, l’âge absolu de la Terre a pu être établi à 4,55 milliards d’années, à partir de météorites, objets primitifs du système solaire formés en même temps que la Terre.
L’oreille est organisée en trois parties. L’oreille externe, constituée
du pavillon et du conduit auditif, transmet à l’oreille moyenne
les ondes sonores, en amplifiant l’intensité des ondes dont la
fréquence est située dans la zone conversationnelle. Au niveau de
l’oreille moyenne, ces variations de pression entraînent des vibra
-
tions d’une membrane : le tympan. Celui-ci est relié à une chaîne
d’osselets, qui se mettent en mouvement lorsque le tympan vibre.
Cette chaîne est reliée, à son autre extrémité, à la cochlée. Celle-ci
est située dans l’oreille interne. Les mouvements de la chaîne
d’osselets exercent des variations de pression du liquide contenu
dans la cochlée. Ces variations entraînent des mouvements des
cils vibratiles des récepteurs sensoriels, nommés cellules ciliées.
La stimulation de ces récepteurs génère des messages nerveux
auditifs qui s’acheminent vers les lobes temporaux du cerveau,
où ils seront interprétés en son, musique, langage, etc