1-3 Une structure complexe : la cellule vivante

Dans le monde, la matière s’organise en structure d’ordre supérieur à l’échelle moléculaire. Un exemple est ici proposé : la structure cellulaire.

Livre p48-49

Matériel : microscope, loupe binoculaire, morceau de liège.

La découverte de l’unité cellulaire est liée à l’invention du microscope.

Explications sur le microscope de Hooke (2’34 ») et de Leeuwenhoeck (2’42 »).

microscope original, musée de Leyden

Compléter le tableau p3 : les objets observables avec chaque microscope.

TP Cellules, organites et échelles

  • Pour mesurer un objet sur une micrographie avec une barre d’échelle, on utilise la formule suivante :

(longueur mesurée sur la micrographie / longueur de l’échelle) x valeur indiquée sur l’échelle = longueur réelle de l’objet

  • Pour mesurer un objet sur une micrographie avec un grossissement, on utilise la formule suivante :

longueur mesurée sur la micrographie / grossissement = longueur réelle de l’objet

Livre p50-51

Prendre connaissance de l’expérience de Pasteur, puis compléter le tableau.

Quelle est la problématique que l’on souhaite traiter ?
Quelles sont les hypothèses que l’on teste ?
Quels seraient les résultats attendus si chaque hypothèse était vraie (conséquences vérifiables) ?
Finalement, les résultats obtenus montrent que ?

Après listage des 6 critères exposés par G. Lecointre, reprendre chaque critère et vérifier s’il a bien été respecté dans l’expérience de Pasteur.

Liste des 6 critères du doc 3p51 Mise en œuvre dans l’expérience du doc 2p50

L’observation de structures semblables dans de très nombreux organismes a conduit à énoncer le concept général de cellule et à construire la théorie cellulaire. (histoire expliquée dans la vidéo suivante).

Quels arguments (document page 4 et 5 page 51) montrent que la théorie cellulaire fait encore débat aujourd’hui ?

– syncitium (muscle/placenta/blob)

– plasmodesme : les cellules sont connectées entres elles : pas d’unité structurale.

Une émission de radio à écouter sur la théorie cellulaire

Livre p52-5354-55

Plus récemment, l’invention du microscope électronique a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle moléculaire et cellulaire.

  • Trouver le rôle des différents organites cellulaires dans cette fiche pour remplir le tableau du livret p15.
  • Visualiser ces organites et explorer l’infrastructure des cellules avec le Histology Guide (choisir Greyscale ou Color à droite pour faire ressortir les détails)
  • Un film XXS tourné sous microscope à balayage : Stardust Odyssey

exercice 6p62 : L’autoradiographie

Livre p56-57

organisation de la membrane plasmique

La cellule est un milieu réactionnel aqueux séparé de l’extérieur par une membrane plasmique.

Cette membrane est constituée d’une bicouche lipidique et de protéines transmembranaires.

TP Membrane plasmique

Livre p56-57

Explorer cette membrane au MEB sur Histology Guide

exercice 4p61 : GFP et GLUT

Le fonctionnement cellulaire nécessite un apport en énergie. La cellule est donc en interaction permanente avec son environnement avec lequel elle réalise de nombreux échanges.

Pour approfondir sur la méthode scientifique et l’esprit critique, un thread tiré de X/twitter

Antonin Atger @AntoninAtger
Il y a un préjugé envers les scientifiques : Ils ne croient « que » les études scientifiques. Ils sont donc fermés d’esprit, et ne font pas preuves d’esprit critique (puisqu’ils ne mettent pas en question « la science »). Il est important d’expliquer pourquoi c’est faux :
Déjà, faire preuve d’esprit critique, ce n’est pas QUE remettre en question ce que l’on nous dit. C’est aussi accepter qu’une source soit plus fiable qu’une autre, même si nous sommes en désaccord.
Faire preuve d’esprit critique, c’est pouvoir faire un tri dans les sources en fonction de leur pertinence, aux dépends de nos préjugés. Or, sur beaucoup de sujets (pas tous), la science, c’est pas déconnant. Car leurs méthodes sont précisément affûtées pour limiter les biais.
Mettez que sur un sujet précis, vous ayez le consensus scientifique qui dise A, et un document bien foutu qui dit B. Avoir de l’esprit critique, ce n’est pas se dire que « A et B sont pertinents ». C’est prendre conscience qu’une source a davantage de chance d’être valide.
En gros, les scientifiques ne font pas confiance en « la science » parce que c’est « la science », mais parce que, malgré tout ses défauts, c’est la méthode la plus robuste pour accéder à la connaissance.
Il en va de même avec « l’ouverture d’esprit ». L’ouverture d’esprit, ce n’est pas accepter toutes les hypothèses sans preuves. C’est accepter de changer d’avis sur un sujet SI nous avons un niveau de preuve suffisant.
Il est toujours cocasse de voir des tenants de pseudos sciences, mettons de la lithothérapie, nous trouver « fermés d’esprit » car on ne croit pas que les pierres possèdent des pouvoirs magiques… Sauf que si on en a la preuve, si, on l’acceptera.
Et que « moi j’y crois », ce n’est pas une preuve, désolé. Et surtout, pourquoi ça n’irait pas dans les deux sens. « Est-ce que tu accepterais de changer d’avis et de penser que les pierres ne sont PAS magiques » ? Généralement, la réponse sera un non absolu. Fermeture d’esprit ?
Enfin, il faut rappeler que BIEN SÛR, beaucoup de scientifiques estiment que la science n’a pas réponse à tout, et que la recherche possède plein de problèmes (biais de publication problème de peer reviewing, etc.). Les critiques sont nombreuses et connues.
MAIS malgré tout ses défauts, on considère que la plupart du temps, ce que nous apprend la science, c’est pas déconnant.
Comme Churchill qui dit que la démocratie est le pire système politique après tous les autres, on peut dire que la recherche scientifique est le pire système d’accéder à la connaissance… après tous les autres.

 

Savoir

La découverte de l’unité cellulaire est liée à l’invention du microscope.
L’observation de structures semblables dans de très nombreux organismes a conduit à énoncer le concept général de cellule et à
construire la théorie cellulaire. Plus récemment, l’invention du microscope électronique a permis l’exploration de l’intérieur de la cellule et la compréhension du lien entre échelle moléculaire et cellulaire.

La cellule, unité fondamentale du vivant, est un milieu réactionnel aqueux séparé de l’extérieur par la membrane plasmique. Le fonctionnement cellulaire nécessite un apport en énergie, la cellule est donc en interaction permanente avec son environnement avec lequel elle réalise de nombreux échanges.

Savoir faire

  • Analyser et interpréter des documents historiques relatifs à la théorie cellulaire.
  • Situer les ordres de grandeur de taille : atome, molécule, organite, cellule, organisme.
  • Relier l’échelle de la cellule, de ses organites et des molécules qui la constituent.
  • Mettre en évidence des échanges au travers de la membrane plasmique.
  • Discuter du statut des virus : vivants ou non vivants.
  • Relier la présence de molécules exogènes avec le bon fonctionnement cellulaire, mais également avec des dysfonctionnements.