Lycée · 2ⁿᵈᵉ · SVT (2nde)
La cellule, unité du vivant
Structure, diversité et fonctionnement de la cellule — programme officiel de SVT de Seconde (lycée général)
À propos de cette page
La théorie cellulaire
La théorie cellulaire est l'un des piliers de la biologie moderne. Elle s'est construite progressivement aux XVIIe et XIXe siècles grâce à l'invention du microscope et aux travaux de nombreux scientifiques.
- Tout être vivant est constitué d'une ou plusieurs cellules.
- La cellule est l'unité structurale et fonctionnelle du vivant.
- Toute cellule provient d'une cellule préexistante (omnis cellula e cellula).
Robert Hooke observe en 1665 des cellules mortes de liège au microscope et leur donne le nom de cellulae (petites pièces). C'est Antoine van Leeuwenhoek qui observe les premières cellules vivantes (bactéries, globules rouges) grâce à des microscopes artisanaux de grande précision.
Structure générale de la cellule
Quelle que soit sa taille (de quelques µm à quelques dizaines de µm), une cellule possède des éléments communs essentiels :
| Composant | Description |
|---|---|
| Membrane plasmique | Enveloppe lipidique qui délimite la cellule et contrôle les échanges |
| Cytoplasme | Milieu aqueux (cytosol) contenant les organites et les molécules nécessaires au métabolisme |
| Matériel génétique (ADN) | Supporte l'information héréditaire ; localisé dans le noyau (eucaryotes) ou libre (procaryotes) |
Les dimensions cellulaires s'expriment en micromètres ($1\ \mu m = 10^{-6}\ m$) voire en nanomètres ($1\ nm = 10^{-9}\ m$) pour les structures subcellulaires.
Cellules procaryotes et eucaryotes
On distingue deux grands types cellulaires selon la présence ou non d'un noyau délimité :
Schéma comparatif des deux grands types cellulaires.
| Caractère | Procaryote | Eucaryote |
|---|---|---|
| Noyau membranaire | Absent | Présent |
| ADN | Circulaire, nu | Linéaire, associé à des histones |
| Organites membranaires | Absents | Présents |
| Taille typique | 1–10 µm | 10–100 µm |
| Exemples | Bactéries, Archées | Animaux, végétaux, champignons |
La membrane plasmique
La membrane plasmique (ou plasmalemme) est une barrière sélective qui délimite toute cellule vivante. Sa structure est décrite par le modèle de la mosaïque fluide (Singer & Nicolson, 1972).
Les fonctions de la membrane plasmique sont :
- Délimitation : sépare le milieu intracellulaire du milieu extracellulaire.
- Perméabilité sélective : laisse passer certaines molécules (eau, O₂, CO₂) et bloque d'autres.
- Communication : récepteurs membranaires qui reconnaissent des signaux chimiques (hormones, neurotransmetteurs).
- Adhésion cellulaire : protéines de jonction entre cellules adjacentes.
Les organites de la cellule eucaryote
Le cytoplasme des cellules eucaryotes contient de nombreux organites, chacun spécialisé dans une fonction précise :
| Organite | Structure | Fonction principale |
|---|---|---|
| Noyau | Enveloppe à 2 membranes + pores nucléaires | Conservation et lecture de l'information génétique (ADN) |
| Mitochondrie | Double membrane ; membrane interne plissée (crêtes) | Respiration cellulaire → production d'ATP |
| Réticulum endoplasmique rugueux (RER) | Réseau de membranes + ribosomes | Synthèse et transit des protéines |
| Réticulum endoplasmique lisse (REL) | Réseau de membranes sans ribosomes | Synthèse de lipides, détoxification |
| Appareil de Golgi | Empilement de citernes membranaires | Tri, modification et expédition des protéines |
| Lysosomes | Vésicule à membrane | Digestion intracellulaire (enzymes hydrolytiques) |
| Ribosomes | Complexe ARNr + protéines (non membranaire) | Traduction : synthèse des protéines |
Circuit de production et d'exportation des protéines dans une cellule eucaryote.
Spécificités de la cellule végétale
La cellule végétale est une cellule eucaryote qui possède, en plus des organites communs, des structures spécifiques :
| Structure | Cellule animale | Cellule végétale |
|---|---|---|
| Paroi cellulosique | Absente | Présente |
| Chloroplastes | Absents | Présents (cellules chlorophylliennes) |
| Vacuole centrale | Petites vacuoles ou absente | Grande vacuole centrale |
| Centrosome | Présent | Absent (chez la plupart) |
Ordre de grandeur des principaux organites cellulaires (valeurs approximatives).
Diversité et unité cellulaire
Bien qu'il existe une immense diversité cellulaire (environ 200 types de cellules différentes chez l'être humain), toutes partagent des caractères fondamentaux communs qui témoignent de l'unité du vivant.
Les exemples de diversité illustrent les adaptations fonctionnelles :
- Le neurone : cellule très allongée avec des prolongements (axone, dendrites) pour transmettre l'information nerveuse sur de grandes distances.
- Le globule rouge (hématie) : cellule anucléée chez les mammifères, riche en hémoglobine, spécialisée dans le transport de l'O₂.
- La cellule musculaire (fibre musculaire) : très longue, plurinucléée, riche en mitochondries et en filaments contractiles (actine/myosine).
- La cellule végétale chlorophyllienne : gorgée de chloroplastes pour la photosynthèse.
La biologie cellulaire est indissociable de la théorie de l'évolution : la ressemblance universelle des cellules est la preuve d'une ascendance commune à tous les vivants.
- La cellule est l'unité structurale et fonctionnelle de tout être vivant (théorie cellulaire).
- On distingue procaryotes (sans noyau membranaire : bactéries) et eucaryotes (avec noyau : animaux, végétaux, champignons).
- La membrane plasmique (bicouche de phospholipides + protéines) délimite toute cellule et contrôle les échanges.
- Les organites eucaryotes (mitochondrie, chloroplaste, Golgi, RER…) sont des compartiments spécialisés.
- La cellule végétale se distingue par sa paroi cellulosique, ses chloroplastes et sa vacuole centrale.
- L'unité du vivant (ADN, ribosomes, code génétique) témoigne d'une origine commune (LUCA).
Cours particuliers de svt (2nde) à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.
Prof de SVT à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs