La théorie cellulaire

Physiologie Étude du fonctionnement des organismes vivants. Anatomie Étude des structures constituant les organismes vivants.

Conception ancienne du vivant : vitalisme Vie = matière + principe vital (énergie vitale, vis vitalis, fluide vital, souffle vital, entéléchie, archée, khi, etc.) Conception moderne : matérialisme Vie = structures matérielles obéissant aux mêmes lois de la nature que la matière inerte. = structures pouvant s’auto-réparer et se reproduire en puisant des matériaux et de l’énergie dans leur environnement La vie n'est que l'état de la matière à un certain niveau d'organisation et non un principe surajouté qui tombe tout cru d'on ne sait quels cieux . Ernest Kahane La vie n’existe pas

La théorie cellulaire Mince tranche de liège Robert Hooke 1665

Surface de la peau (grenouille) Tous les tissus végétaux ou animaux sont faits de petites unités: les cellules Surface de la peau (grenouille) cellule On connaît près de 200 types différents de cellules dans le corps humain. Chaque type remplit une fonction précise.

Feuille d'Élodée (petite plante aquatique)

Feuille vue en coupe

Neurones

Qu’est-ce que c’est? Autres structures de la cellule Sac rempli de gras

Mêmes des structures dures comme les dents ou les os sont faites de cellules Protéines et sels minéraux

La théorie cellulaire (p. I-7) : Tous les êtres vivants sont faits de cellules (au moins une cellule). La cellule est l'unité de base du vivant. Toute cellule provient d'une autre cellule Un être humain contient quelque chose comme 100 000 milliards de cellules (1014). Chacune de ces cellules est un être vivant. « Tant que la biologie n’avait pas acquis la notion de cellule, elle ne pouvait prétendre qu’à une figuration extrêmement grossière des phénomènes vitaux, quels qu’ils soient. Une pièce maîtresse lui faisait défaut, à quoi ne pouvait suppléer aucune ressource de l’imagination ou du raisonnement .» Jean Rostand (1894-1977), Esquisse d’une histoire de la biologie

Certains êtres vivants ne sont faits que d'une seule cellule. Ex. l'amibe

Trois concepts découlent de la théorie cellulaire: 1. Unité du vivant 2. Homéostasie 3. Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort

1. Unité du vivant Les cellules de tous les êtres vivants sont très semblables les unes par rapport aux autres. Au niveau microscopique, il n'y a que très peu de différences entre les espèces. Le fonctionnement des cellules change peu d'une espèce à l'autre.

2. Homéostasie Les cellules ne peuvent survivre que si le milieu dans lequel elles baignent demeure stable. Elles ne tolèrent que très peu de changement (sauf rares exceptions). Demeurer en vie = maintenir son homéostasie. Homéostasie = Propriété des êtres vivants à maintenir leur milieu interne STABLE

Doit demeurer le plus constant possible

3. Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort La vie se définit au niveau cellulaire. Qu'est-ce qu'une cellule vivante? À quel moment peut-on dire qu'un pluricellulaire est mort?

p. 1-13 On reconnaît deux grands types de cellules: Cellules procaryotes (= bactéries) Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules) Cellules procaryotes: 1 µm = 1/1000 mm p. 1-15 1 à 3 µm en général pas d'organites présents (sauf ribosomes) matériel génétique non enfermé dans un noyau délimité

Zoom sur une épingle X 50

X 1250

X 6000

X 30 000

Les bactéries se reproduisent très rapidement Nombre estimé de bactéries sur Terre (W. Whitman, Un. de Georgia) = 5 x 1030 = 5 millions de fois le nombre total de flocons de neige qui tombent sur tout le Canada au cours de l’hiver En les regroupant, on formerait un cube de 11 Km de côté (le total de l’humanité formerait un cube de 700 m de côté).

p. 1-15 Cellules eucaryotes: 10 à 100 µm en général (20 µm en moyenne) Nombreux organites internes faits de membranes. Matériel génétique délimité par une membrane = noyau

4. Atomes et molécules (I-16) 1 atome d’oxygène La molécule d’eau : H2O 2 atomes d’hydrogènes

L’univers est formé d’atomes

Un atome diffère d’un autre atome par son nombre de protons. Les atomes sont constitués d’un noyau très compact entouré d’un nuage d’électrons. Le noyau, minuscule, est formé de particules électriquement positives, les protons et de particules sans charge électrique, les neutrons. Le noyau est entouré d’un nuage de particules électriquement négatives, les électrons. Un atome diffère d’un autre atome par son nombre de protons.

La charge électrique négative d’un électron annule la charge positive d’un proton. Si le nombre d’électrons = nombre de protons du noyau, alors l’atome est électriquement neutre. S’il y a un déficit ou un excès d’électrons par rapport au nombre de protons, alors l’atome porte une charge électrique. On l’appelle alors ION.

Les molécules de la vie (p. I-18) Éléments essentiels à la vie: La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques présents à l'état naturel. De ces 25, quatre sont particulièrement importants : Carbone (C) : peut former 4 liaisons chimiques Hydrogène (H) : ne forme qu'une liaison Oxygène (O) : peut former 2 liaisons Azote (N) : peut former 3 liaisons

Avec ces 4 éléments on peut former un nombre astronomique de molécules différentes, des plus simples aux plus complexes. Exemples: CH4 (méthane)

Ex. Le méthanol CH3OH

Ex. L'éthanol CH3-CH2OH Pourquoi ne pas écrire tout simplement C2H6O ?

Les mêmes atomes peuvent former des molécules différentes: Exemple : = Isomères

Les liaisons peuvent être simples, doubles ou triples Éthane Éthylène Acétylène CH3 - CH3 CH2 = CH2 CH ≡ CH

Presque toutes les molécules des êtres vivants sont formées d'atomes de carbones reliés les uns aux autres. Chaînes linéaires Chaînes ramifiées Cycles

Chimie des molécules contenant du carbone = chimie organique Matière organique = matière formée de molécules contenant du carbone et de l’hydrogène Carbone = le seul atome pouvant se lier à lui-même de nombreuses fois. Permet de construire des molécules : Complexes (peuvent contenir des milliers d'atomes) Variées Ex. On peut imaginer 62,5 millions de molécules différentes de la formule C40H82

Si une cellule animale avait la taille d'un immeuble de six logements 1 µm = 1/1000 mm 1 nm = 1/1000 µm Virus (50 à 100 nm) Protéine ~ 3 nm Bactérie (2 µm)

FIN