Fiche de révision : Cellule et membrane plasmique

📋 Plan du Cours

1. Progrès des techniques de microscopie
2. La cellule comme unité du vivant
3. Composition et modèle membranaire
4. Organisation de la bicouche lipidique
5. Échanges et mobilité membranaires

📅 Repères chronologiques

1. 1595Jansen invente le microscope.
2. 1665Hooke observe pour la première fois des « cellules » et définit ce terme.
3. 1674Leeuwenhoek observe des animalcules dans l’eau et des cellules vivantes.
4. 1838/1839Schwann et Schleiden établissent que tout être vivant est formé de cellules.
5. 1859Pasteur démontre expérimentalement que toute cellule provient d’une cellule et rejette la génération spontanée.

📖 1. Progrès des techniques de microscopie

★ À maîtriser

• Le microscope optique a une limite de résolution de 0,35 µm, grossit de 40× à 1500× et permet d’observer le contour cellulaire et le noyau.

• Le microscope électronique à transmission a une résolution de 10 nm à 0,5 nm et peut grossir jusqu’à × 5 000 000, révélant les organites, les membranes et les ultrastructures.

Compléments

• L’œil humain a une limite de résolution de 0,1 mm et permet d’observer les organes et les tissus, sans révéler la notion de cellule.

• Le microscope électronique à balayage a une résolution de 2 nm à 0,2 nm, grossit jusqu’à × 100 000 et permet d’observer la surface en trois dimensions.

• Les microscopes électroniques permettent d’étudier l’organisation cellulaire jusqu’à l’échelle moléculaire, notamment l’organisation des protéines dans le cytoplasme et les organites.

💡 Astuce mémo

L’optique révèle le contour ; l’électronique révèle l’intérieur et la surface.

📖 2. La cellule comme unité du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Fait de la cellule l’unité de base du vivant, à la fois structurale, fonctionnelle et reproductrice.

★ À maîtriser

• La cellule est une unité reproductrice parce qu’elle provient d’une autre cellule par division cellulaire.

Compléments

• La cellule est une unité structurale parce qu’elle est délimitée par une membrane plasmique.

• La cellule est une unité fonctionnelle parce qu’elle réalise certaines fonctions nécessaires et suffisantes à sa vie.

• Au XIXe siècle, la multiplication des observations et la présence de cellules dans de nombreux organismes ont conduit à l’énoncé du concept de cellule et à la construction de la théorie cellulaire.

💡 Astuce mémo

SFR : structurale, fonctionnelle, reproductrice

📖 3. Composition et modèle membranaire

★ À maîtriser

• Les membranes biologiques contiennent des protéines, des lipides et des glucides, dans des proportions qui varient selon la membrane étudiée.

Compléments

• La membrane plasmique observée au microscope électronique à transmission a une épaisseur de 7,5 nm.

• La membrane plasmique du globule rouge humain contient 49 % de protéines, 43 % de lipides et 8 % de glucides.

• En 1924, Gorter et Grendel extraient les lipides des fantômes d’hématies de différentes espèces, les déposent sur l’eau et calculent la surface occupée par ces lipides.

• Dans les échantillons présentés pour l’expérience de Gorter et Grendel, la surface occupée par les lipides est approximativement le double de la surface totale des membranes plasmatiques.

📖 4. Organisation de la bicouche lipidique

🔑 Notions clés & Définitions

• Bicouche lipidique : Une structure membranaire formée de deux couches de lipides, dont les têtes hydrophiles sont orientées vers les milieux aqueux et les queues hydrophobes vers l’intérieur.
• Hydrophilie : La compatibilité d’un composé avec les solutions aqueuses.
• Hydrophobie : L’incompatibilité d’un composé avec les solutions aqueuses.

★ À maîtriser

• Les membranes biologiques sont constituées d’une bicouche lipidique et de protéines.

Compléments

• Le caractère hydrophile des têtes lipidiques et des protéines présentes à la surface contribue à stabiliser la structure membranaire.

💡 Astuce mémo

Imaginez deux rangées de têtes tournées vers l’eau, avec leurs queues face à face au centre.

📖 5. Échanges et mobilité membranaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Aquaporines : Des protéines membranaires qui forment des pores perméables aux molécules d’eau.

★ À maîtriser

• Les aquaporines permettent le passage de l’eau à travers la membrane tout en empêchant les ions de pénétrer dans la cellule.

Compléments

• La méthode FRAP mesure la vitesse de diffusion moléculaire en inhibant irréversiblement, au laser, la fluorescence d’une zone restreinte puis en observant la redistribution des molécules fluorescentes.

• La redistribution des molécules fluorescentes dans la zone blanchie montre que les composants membranaires peuvent se déplacer dans leur milieu.

• En 2009, environ 500 aquaporines avaient été découvertes dans les règnes végétal et animal, notamment chez l’Homme. - Wikipédia

💡 Astuce mémo

La mobilité des molécules entraîne leur redistribution dans la zone blanchie.

📊 Tableaux de synthèse

Techniques d’observation