Fiche de révision : Théorie cellulaire et microscopie

📋 Plan du Cours

1. Découverte historique des cellules
2. Principes de la théorie cellulaire
3. Expériences de Pasteur
4. Le virus à la frontière du vivant
5. Échelles du vivant
6. Microscopie optique et électronique

📅 Repères chronologiques

1. 1665Robert Hooke observe au microscope des espaces cloisonnés dans le liège et les nomme « cellules ».
2. 1837Schleiden affirme que les végétaux et toutes leurs parties sont constitués de cellules.
3. 1837Schwann affirme que les tissus animaux qu’il a observés sont constitués de cellules.
4. 1839Schwann publie une synthèse des travaux de Schleiden et des siens, affirmant les deux premiers principes de la théorie cellulaire.
5. 1858Virchow suggère que toute cellule est issue d’une autre cellule, ce qui fonde le troisième principe de la théorie cellulaire.

📖 1. Découverte historique des cellules

📝 Points essentiels

• En 1673 et après, Antoni van Leeuwenhoek observe des micro-organismes unicellulaires et contribue à révéler la diversité cellulaire.

📖 2. Principes de la théorie cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Théorie cellulaire : Énonce que la cellule est la plus petite entité vivante, que tous les êtres vivants sont constitués de cellules et que toute cellule provient d’une autre cellule.

📖 3. Expériences de Pasteur

★ À maîtriser

• Dans l’expérience du col de cygne, le ballon stérilisé laisse circuler l’air mais piège les micro-organismes dans son col, empêchant leur arrivée au milieu nutritif et l’apparition de micro-organismes dans le ballon. - Pasteur

Compléments

• Pasteur chauffe à ébullition, à environ 100 °C à la pression atmosphérique, un ballon contenant un milieu nutritif afin d’éliminer les êtres vivants et les micro-organismes.

📌 Dans les témoins positifs, le ballon ouvert se trouble après colonisation par des micro-organismes présents dans l’air, tandis que le ballon fermé et stérilisé ne présente aucun développement microbien. - Pasteur

💡 Astuce mémo

Le col de cygne piège les microbes → le milieu reste stérile.

📖 4. Le virus à la frontière du vivant

★ À maîtriser

• Le SARS-CoV-2 mesure environ 70 nm, contre environ 70 µm pour une cellule animale eucaryote et 1 µm pour une bactérie.

• Le SARS-CoV-2 pénètre dans un pneumocyte lorsque sa protéine Spike interagit avec la protéine ACE2 de la membrane cellulaire.

• Le virus se multiplie dans la cellule hôte en utilisant sa machinerie moléculaire et l’énergie fournie par l’hôte, car il n’a pas de métabolisme propre et ne peut croître hors du contexte cellulaire.

Compléments

• Un virus est délimité par une membrane contenant des protéines comme Spike et possède une molécule portant son information génétique.

📌 Le virus n’est pas directement issu d’une particule virale par division cellulaire ; il met donc en défaut le troisième principe de la théorie cellulaire.

• L’absence d’autonomie des virus dans leur multiplication les place à la frontière du vivant.

📖 5. Échelles du vivant

★ À maîtriser

• L’ordre des niveaux d’organisation est :
  • organisme
  • appareil
  • organe
  • tissu
  • cellule
  • organite
  • molécule
  • atome

Compléments

• Une cellule animale mesure environ 10 à 30 µm, tandis qu’une cellule végétale mesure environ 10 à 100 µm.

• Les organites représentés dans les cellules animales et végétales comprennent le réticulum endoplasmique, le noyau, l’appareil de Golgi et les mitochondries ; la cellule végétale présente aussi des chloroplastes, une paroi et une vacuole.

💡 Astuce mémo

Organisme → appareil → organe → tissu → cellule → organite → molécule → atome.

📖 6. Microscopie optique et électronique

★ À maîtriser

📌 Le microscope optique a une résolution maximale de 200 nm et un grossissement de ×1 000 à ×2 000, tandis que le microscope électronique atteint 0,2 nm et ×2 000 000.

📌 Le microscope électronique à transmission révèle l’intérieur détaillé de la cellule et ses organites, tandis que le microscope électronique à balayage produit une image en relief de sa surface.

Compléments

📌 Le microscope optique utilise des lentilles en verre traversées par la lumière, tandis que le microscope électronique utilise des lentilles électromagnétiques traversées par un faisceau d’électrons.

📌 Le microscope optique permet d’observer des échantillons vivants entre lame et lamelle, tandis que le microscope électronique exige des échantillons morts, finement découpés et traités chimiquement.

📐 Formule - La taille réelle se calcule en multipliant la taille mesurée sur l’image par la valeur réelle correspondant à une unité de l’image, puis en divisant par cette unité : $L_{réelle}=\frac{L_{image}\times échelle_{réelle}}{échelle_{image}}$.

• La microscopie électronique a permis de découvrir l’ultrastructure cellulaire, notamment les organites et les molécules associées.

💡 Astuce mémo

L’optique montre des échantillons vivants ; l’électronique révèle l’ultrastructure sur des échantillons morts.

📊 Tableaux de synthèse

Microscopie optique et électronique