La cellule vivante, une structure complexe : cours de 1re

Un chêne, une bactérie, une levure de boulanger et ton propre corps semblent n'avoir presque rien en commun. Pourtant, quand on les observe au microscope, on retrouve partout la même brique : la cellule. Dans ce chapitre, tu vas comprendre ce qu'est une cellule, comment on a découvert que tout le vivant en était fait, et en quoi une cellule est une structure complexe, malgré sa taille microscopique.

Ce chapitre prolonge ce que tu as vu sur les éléments chimiques et sur les cristaux : on passe maintenant à un niveau d'organisation où la matière s'assemble en une structure capable de vivre.

Pour les cellules eucaryotes comme pour les cellules procaryotes, la cellule constitue l'unité de base du vivant.¹ Étudier sa diversité, sa structure et son fonctionnement occupe une place importante dans les programmes de SVT et d'enseignement scientifique.¹

Cette idée s'applique à tous les groupes d'êtres vivants : animaux, plantes, champignons et micro-organismes.⁴ Le mot vient du latin cellula, qui désignait une petite chambre de moine.⁵ L'image est parlante : une cellule est un petit espace fermé.

La discipline qui étudie les cellules s'appelle la cytologie, ou biologie cellulaire.⁴

Les cellules sont trop petites pour être vues à l'œil nu. Leur découverte dépend donc de l'invention du microscope, et la compréhension de leur rôle a demandé ensuite plusieurs étapes.

La troisième idée a une conséquence historique forte. Si toute cellule vient d'une autre cellule, alors les êtres vivants n'apparaissent pas de rien. Cette conclusion met fin à la théorie de la génération spontanée.⁵

Tu peux retenir le rôle de chacun ainsi : Hooke observe, Schleiden et Schwann généralisent (tout le vivant est cellulaire), Virchow précise l'origine (une cellule vient d'une cellule).

Si la cellule est partout, tous les organismes ne l'utilisent pas de la même manière. On distingue deux grandes situations.

Chez un organisme unicellulaire, l'unique cellule fait tout : elle se nourrit, grandit et se reproduit. C'est pourquoi on dit qu'elle est le plus petit élément capable d'une vie autonome.⁴

Chez un organisme pluricellulaire, les cellules ne sont pas toutes identiques. Ces organismes possèdent jusqu'à plusieurs centaines de types cellulaires différents.³ Les cellules semblables se regroupent en tissus. On peut citer par exemple les tissus épithélial et conjonctif.²

Malgré leur diversité, les cellules partagent un plan d'ensemble. Chacune représente un espace clos, séparé du milieu qui l'entoure par une membrane située à sa périphérie : la membrane plasmique.⁴ Autour de cette membrane, une enveloppe protectrice de structure variable, la paroi cellulaire, peut se trouver.⁴

Toutes les cellules possèdent aussi une information génétique, portée par l'ADN. Cette information est indispensable à leur fonctionnement et se transmet aux cellules suivantes quand la cellule se divise.⁵

Enfin, les cellules peuvent se multiplier. La capacité de croître et de se multiplier est une propriété fondamentale du vivant dont la cellule est l'unité de base.³ La multiplication se fait par des divisions cellulaires successives.³

La cellule étudiée dans le programme se présente sous deux types d'organisation : la cellule procaryote et la cellule eucaryote.² Commençons par la plus simple.

Les procaryotes sont la première forme de vie apparue sur Terre.⁵ Malgré leur simplicité, ils disposent de tous les processus biologiques vitaux.⁵ Leur structure plus simple n'en fait donc pas des êtres « incomplets » : ce sont des cellules entièrement fonctionnelles.

Tous les organismes qui ne sont ni des bactéries ni des archées, unicellulaires ou pluricellulaires, simples ou complexes, ont des cellules de type eucaryote.⁴⁵ Les animaux, les végétaux et les champignons sont donc faits de cellules eucaryotes, tout comme les amibes.⁴

L'intérêt des organites est de séparer les activités : chacun assure une fonction biologique de la cellule.⁴ On peut comparer la cellule à une usine dont les ateliers seraient fermés par des cloisons. Cette comparaison est une image pédagogique, pas un fait de cours.

Une cellule ne se contente pas d'exister : elle fabrique. Elle élabore des molécules complexes, comme les lipides et les protéines, à partir de molécules simples.⁴ On retrouve ici le lien avec l'étude de la matière : la cellule est un lieu où des édifices moléculaires sont construits en permanence.

Cette fabrication fait intervenir de nombreux composés, parmi lesquels l'ARN et diverses protéines.⁴ Pour ton niveau, retiens surtout le principe : l'information est dans le noyau, la fabrication a lieu dans le cytoplasme et se termine dans un organite précis.

Le programme demande d'observer et de comparer la structure des cellules eucaryotes et procaryotes à l'aide de ressources documentaires et d'observations microscopiques.² Voici une démarche utile devant une image ou un schéma.

Comprendre la cellule, c'est comprendre ce qui rassemble tous les vivants. La cellule étant l'unité structurale et fonctionnelle de tous les organismes, uni- ou pluricellulaires, on peut étudier la vie à partir d'elle.¹

À l'échelle de l'histoire de la Terre, les cellules sont apparues très tôt, il y a au moins 3,7 milliards d'années.⁵ Tous les êtres vivants actuels descendent donc de cellules préexistantes, selon la théorie complétée par Virchow.⁵