1.3 : Une structure complexe : la cellule vivante

« Avec la cellule, la biologie a découvert son atome » citation de François Jacob, biologiste français et prix Nobel de médecine en 1965.

Au XVIIè siècle, Van Leeuwenhoek et Hooke sont les premiers à observer et utiliser le terme de cellule. Deux siècles plus tard les travaux de Schleiden et Schwann, Virchow et Pasteur, permettent dénoncer la théorie cellulaire :

· La cellule est l’unité fondamentale d’organisation du vivant.

· Tout organisme se compose de cellules.

· Les nouvelles cellules sont produites à partir de cellules existantes.

Au XXème siècle, l’invention du microscope électronique qui a un pouvoir de résolution 10 000 fois plus important que les microscopes optiques, a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle cellulaire et moléculaire. On a observé par exemple les organites et certaines molécules présentes dans ceux-ci.

La membrane plasmique d’une cellule joue des rôles très importants :

- Elle délimite un volume dans lequel se concentrent des molécules et des organites indispensables au fonctionnement de la cellule (si elle est percée cela entraîne la mort de la cellule).

- Elle permet des échanges entre l’extérieur de la cellule et le cytoplasme.

La membrane plasmique est constituée d’une double couche de lipides (= bicouche lipidique) parsemée de nombreuses protéines. Ces 2 types de molécules possèdent des parties hydrophiles (lipophobes) et des parties hydrophobes (lipophiles).

Les parties hydrophiles se retrouvent en contact avec le cytoplasme et l’extérieur de la cellule qui sont riches en eau alors que les parties hydrophobes se retrouvent au cœur de la membrane.

Les protéines contiennent une région hydrophobe qui permettent leur insertion dans les membranes.

Certaines des protéines se comportent comme des canaux permettant ainsi à certaines substances de traverser la membrane.

(Act 3 SVT)

Les minéraux, caractérisés par leur formule chimique peuvent s’organiser dans l’espace et formés ainsi des cristaux. Un composé de même formule chimique peut cristalliser sous différents types de structures.

Ex d’un minéral à base de Carbone pur : graphite / diamant doc a p.50

Les êtres vivants peuvent aussi posséder des cristaux qui jouent des rôles variés : coquille, squelette, défense… Ce sont les êtres vivants qui fabriquent ces cristaux.

Une roche est formée de l'association de minéraux. Dans certaines roches, les minéraux sont entièrement cristallisés (la roche a une structure cristalline). Dans d’autres roches on trouve des minéraux entourés d'un verre. Dans le verre, les minéraux ne sont pas sous la forme de cristaux, c'est-à-dire qu’ils n’ont pas d'arrangements géométriques réguliers et répétés : c’est un solide amorphe (a = sans, morphe = forme).

Les roches magmatiques se forment par refroidissement d’un magma. Si la lave se refroidit très rapidement alors les minéraux n’ont pas le temps de cristalliser et la roche contient du verre. Si la lave se refroidit très lentement les minéraux ont le temps de cristalliser. (act 4)

Certains cristaux se forment aussi par précipitation : c’est le cas dans de l’eau chaude et peu profonde (principalement dans des climats tropicaux ou équatoriaux).

Schéma bilan p.57