Un être humain, un chêne ou un papillon sont des organismes pluricellulaires : ils sont formés de très nombreuses cellules. Ces cellules partagent une organisation commune, mais elles sont spécialisées : chacune assure une fonction particulière au sein d’un tissu et d’un organe.
Objectifs
- Situer la cellule parmi les échelles d’organisation du vivant (organisme, organe, tissu, cellule, molécule)
- Connaître la théorie cellulaire et l’organisation commune des cellules eucaryotes
- Comparer une cellule animale et une cellule végétale
- Expliquer ce qu’est une cellule spécialisée et le rôle de la matrice extracellulaire
1. Les échelles d’organisation du vivant
On observe le vivant à plusieurs échelles emboîtées : l’organisme est formé d’organes, eux-mêmes formés de tissus, constitués de cellules, elles-mêmes faites de molécules (eau, protéines, glucides, lipides, ADN…).
| Échelle | Exemple | Ordre de grandeur | Outil d’observation |
|---|---|---|---|
| Organe | Feuille, cœur | Centimètre (10−2 m) | Œil nu, loupe |
| Tissu | Épiderme, muscle | Millimètre (10−3 m) | Loupe, microscope optique |
| Cellule eucaryote | Cellule de l’épiderme d’oignon | 10 à 100 µm environ | Microscope optique |
| Organite | Mitochondrie, chloroplaste | Micromètre (10−6 m) | Microscope électronique |
| Molécule | ADN, protéine | Nanomètre (10−9 m) | Techniques spécialisées |
2. La théorie cellulaire et l’organisation commune des cellules
Théorie cellulaire : Tout être vivant est constitué d’une ou de plusieurs cellules ; la cellule est l’unité de structure et de fonctionnement du vivant ; toute cellule provient d’une cellule préexistante (par division).
Cette théorie s’est construite au XIXe siècle grâce au perfectionnement du microscope (travaux de Schleiden, Schwann puis Virchow). Elle unifie l’ensemble du monde vivant.
- Toute cellule est délimitée par une membrane plasmique qui contrôle les échanges avec le milieu.
- Elle contient un cytoplasme (liquide riche en molécules) où se déroulent de nombreuses réactions chimiques.
- Les cellules eucaryotes (animaux, végétaux, champignons) possèdent un noyau contenant l’ADN et des organites comme les mitochondries.
- Les cellules procaryotes (bactéries) n’ont pas de noyau : leur ADN est libre dans le cytoplasme.
3. Cellule animale et cellule végétale
| Structure | Cellule animale | Cellule végétale chlorophyllienne |
|---|---|---|
| Membrane plasmique, cytoplasme, noyau | Oui | Oui |
| Mitochondries | Oui | Oui |
| Paroi (cellulose) | Non | Oui |
| Chloroplastes | Non | Oui |
| Grande vacuole | Non | Oui |
4. Des cellules spécialisées
Toutes les cellules d’un organisme proviennent d’une cellule unique, la cellule-œuf, et possèdent la même information génétique. Pourtant, elles sont différentes : au cours du développement, elles se différencient et deviennent spécialisées, c’est-à-dire que leur forme et leur contenu sont adaptés à une fonction.
- Cellule musculaire : riche en protéines contractiles, elle se contracte.
- Globule rouge (hématie) : riche en hémoglobine, il transporte le dioxygène ; chez les mammifères, il perd son noyau.
- Neurone : possède de longs prolongements et transmet des messages nerveux.
- Cellule de l’épiderme d’une feuille : forme une couche protectrice ; certaines forment les stomates qui règlent les échanges gazeux.
Pourquoi des cellules identiques génétiquement sont-elles différentes ?
Chaque type cellulaire n’exprime qu’une partie de ses gènes. Un globule rouge en formation exprime le gène de l’hémoglobine, une cellule musculaire celui de protéines contractiles : c’est l’expression différentielle des gènes qui explique la spécialisation.
5. La matrice extracellulaire et la communication entre cellules
Matrice extracellulaire : Ensemble de molécules sécrétées par les cellules et situées entre elles. Elle assure la cohésion des tissus et leurs propriétés mécaniques.
- Chez les animaux, elle est riche en protéines comme le collagène (os, cartilage, tendons, peau).
- Chez les végétaux, la paroi joue ce rôle : la cellulose rigide (renforcée parfois par la lignine dans le bois) assure le soutien de la plante.
- Les cellules d’un organisme communiquent entre elles, notamment par des messagers chimiques comme les hormones, ce qui coordonne le fonctionnement des organes.
À retenir
- Le vivant s’organise en échelles emboîtées : organisme, organe, tissu, cellule, molécule.
- Tous les êtres vivants sont formés de cellules, qui proviennent toutes d’autres cellules.
- Toute cellule possède une membrane plasmique et un cytoplasme ; les eucaryotes ont en plus un noyau.
- Les cellules d’un organisme ont le même ADN mais n’expriment pas les mêmes gènes : elles sont spécialisées.
- La matrice extracellulaire (collagène, paroi végétale) assure la cohésion et la solidité des tissus.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.