Fiche de révision : Théorie cellulaire et microscopes

📋 Plan du Cours

1. Axiomes de la théorie cellulaire
2. Découverte des cellules
3. Origine des nouvelles cellules
4. Structure de la membrane plasmique
5. Types et performances des microscopes
6. Modèles historiques de l’atome

📖 1. Axiomes de la théorie cellulaire

📝 Points essentiels

• La théorie cellulaire affirme que tous les organismes sont composés d’une ou plusieurs cellules.

• La cellule est l’unité fondamentale de la structure et de l’organisation des organismes.

• Toutes les cellules proviennent de cellules préexistantes.

📖 2. Découverte des cellules

★ À maîtriser

• Robert Hooke, Anglais du XVIIe siècle, est le premier scientifique à avoir décrit des cellules, dans du liège en 1665 ; Anton Van Leeuwenhoek, Hollandais du XVIIe siècle, a ensuite observé des cellules vivantes, notamment des bactéries sur les dents.

• Robert Hooke, Anglais du XVIIe siècle, a inventé le terme « cellules » parce que les structures observées lui rappelaient les chambres des moines.

Compléments

• Les organismes unicellulaires observés par Leeuwenhoek furent d’abord appelés « animalcules » parce qu’ils ressemblaient à des animaux.

• Matthias Schleiden, botaniste allemand du XIXe siècle, a contribué à établir la deuxième règle de la théorie cellulaire en étudiant les plantes.

• Theodor Schwann, scientifique allemand du XIXe siècle, a contribué à établir la deuxième règle de la théorie cellulaire en étudiant les cellules animales et nerveuses.

📖 3. Origine des nouvelles cellules

🔑 Notions clés & Définitions

• Génération spontanée : Théorie selon laquelle des êtres vivants peuvent se former spontanément à partir de matière non vivante.

★ À maîtriser

• De nouvelles cellules se forment à partir de cellules déjà existantes.

Compléments

• Robert Remak, savant juif du XIXe siècle, a démontré que la théorie de la génération spontanée était fausse.

💡 Astuce mémo

Génération spontanée : cellules libres ; théorie cellulaire : cellules préexistantes.

📖 4. Structure de la membrane plasmique

🔑 Notions clés & Définitions

• Membrane plasmique : Structure qui sépare le cytoplasme du milieu extracellulaire et comprend une bicouche lipidique ainsi que des protéines.

★ À maîtriser

• Les lipides de la membrane plasmique sont amphiphiles et possèdent des régions hydrophiles et lipophiles.

Compléments

• La membrane plasmique comprend :
  • des phospholipides
  • des protéines
  • des molécules de cholestérol

💡 Astuce mémo

Imagine une bicouche de lipides avec les régions hydrophiles tournées vers les milieux aqueux.

📖 5. Types et performances des microscopes

★ À maîtriser

• Le microscope optique, inventé en 1595 par Zacharias Janssen et Hans Janssen, utilise un faisceau lumineux, atteint un grossissement de 1 000 à 1 500 fois et permet d’observer notamment des minéraux et des cellules.

• Le microscope électronique en transmission (M.E.T.), inventé en 1931 par Ernst Ruska et Max Knoll, utilise des électrons, atteint un grossissement maximal indiqué de 5 000 000 à 10 000 000 fois et permet d’observer l’ultrastructure cellulaire.

• Le microscope électronique à balayage (M.E.B.), inventé en 1937 par Manfred Von Ardenne, utilise des électrons, atteint un grossissement maximal indiqué de 100 000 à 500 000 fois et permet d’observer la topographie en trois dimensions.

Compléments

• Le microscope à effet tunnel (S.T.M.), inventé en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, n’utilise pas de faisceau et permet d’observer des atomes individuels à l’échelle atomique.

• Le microscope à force atomique (A.F.M.), inventé en 1986 par Gerd Binnig, Calvin Quate et Christoph Gerber, n’utilise pas de faisceau et permet d’observer des reliefs nanométriques, des protéines, des membranes cellulaires vivantes et de l’ADN à l’échelle atomique et nanométrique.

📖 6. Modèles historiques de l’atome

★ À maîtriser

• Démocrite affirme vers 400 avant J.-C. que le monde est composé de minuscules particules de tailles et de formes différentes, séparées par du vide, qu’il nomme atomes.

• En 1913, Niels Bohr précise, à partir du modèle nucléaire de Rutherford, que les électrons tournent autour du noyau selon des niveaux et des distances fixes et peuvent sauter d’une orbitale à une autre.

Compléments

• En 1808, John Dalton défie la théorie d’Aristote et affirme que les substances usuelles se décomposent toujours en mêmes éléments dans les mêmes proportions.

• J. J. Thomson modélise l’atome en 1904 comme une sphère de taille finie de matière positive contenant des électrons négatifs.

• En 1911, Ernest Rutherford propose, à partir d’expériences de diffusion de particules alpha à travers une fine feuille d’or, que l’atome est essentiellement vide et que sa charge positive et presque toute sa masse sont concentrées dans un noyau très petit.

• Werner Heisenberg, physicien allemand, montre au XXe siècle qu’il est impossible de déterminer simultanément avec une précision arbitraire la position et la quantité de mouvement des atomes.

💡 Astuce mémo

Atomes de Démocrite → proportions de Dalton → sphère de Thomson → noyau de Rutherford → orbitales de Bohr.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des microscopes