La théorie cellulaireLa théorie cellulaire

Gilles BourbonnaisCours compensateursUniversité Laval

http://www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/

"Tout ce qui est généralement commun aux végétaux et aux animaux comme toutes les facultés qui sont propres à chacun de ces êtres sans exception, doit constituer l'unique et vaste objet d'une science particulière qui n'est pas encore fondée, qui n'a même pas de nom, et à laquelle je donnerai le nom de biologie."

Jean-Baptiste Monet

Chevalier de Lamarck (1744-1829)

PhysiologieÉtude du fonctionnement des organismes vivants.

AnatomieÉtude 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 KahaneLa vie n’existe pas

La théorie cellulaire

Robert Hooke 1665

Mince tranche de liège

Tous les tissus végétaux ou animaux sont faits de petites unités: les cellules

Surface de la peau (grenouille)

On connaît près de 200 types différents de cellules dans le corps humain. Chaque type remplit une fonction précise.

cellule

Feuille d'Élodée (petite plante aquatique)

Feuille vue en coupe

Neurones

Qu’est-ce que c’est?

Sac rempli de gras

Autres structures de la cellule

Protéines et sels minéraux

Mêmes des structures dures comme les dents ou les os sont faites de cellules

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.

Un être humain contient quelque chose comme 100 000 milliards de cellules (1014). Chacune de

ces cellules est un être vivant.

• Toute cellule provient d'une autre cellule

« 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

3. Il n'y a pas de limite entre la vie et la mort

2. Homéostasie

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

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?

On reconnaît deux grands types de cellules:

• Cellules procaryotes (= bactéries)

• Cellules eucaryotes (= toutes les autres cellules)

• 1 à 3 µm en général

• pas d'organites présents (sauf ribosomes)

• matériel génétique non enfermé dans un noyau délimité

Cellules procaryotes:

1 µm = 1/1000 mm

p. 1-13

p. 1-15

Zoom sur une épingleX 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’hiverEn les regroupant, on formerait un cube de 11 Km de côté (le total de l’humanité formerait un cube de 700 m de côté).

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

p. 1-15

La molécule d’eau : H2O

1 atome d’oxygène

2 atomes d’hydrogènes

4. Atomes et molécules (I-16)

L’univers est formé d’atomes

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:

= Isomères

Exemple :

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

Matière organique = matière formée de molécules contenant du carbone et de l’hydrogène

Chimie des molécules contenant du carbone = chimie organique

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

Bactérie (2 µm)

Virus (50 à 100 nm)

Protéine ~ 3 nm

Si une cellule animale avait la taille d'un immeuble de six logements

1 µm = 1/1000 mm

1 nm = 1/1000 µm

FIN