À propos de cette page
Ce cours de svt (2nde) en seconde sur « La cellule, unité du vivant » suit le programme officiel de svt (2nde) de seconde. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : La théorie cellulaire, Structure générale de la cellule, Cellules procaryotes et eucaryotes, La membrane plasmique. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de seconde à réussir en svt (2nde).
Au programme
1 · La théorie cellulaire
2 · Structure générale de la cellule
3 · Cellules procaryotes et eucaryotes
4 · La membrane plasmique
5 · Les organites de la cellule eucaryote
6 · Spécificités de la cellule végétale
7 · Diversité et unité cellulaire
1La 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.
Théorie cellulaire (Virchow, Schwann, Schleiden, XIXe s.).- 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.
Astuce. Retiens les trois piliers : toutes cellules → unité structurale → reproduction cellulaire.
2Structure 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.
Exemple. Un globule rouge humain mesure environ $7\ \mu m$ de diamètre. Une bactérie Escherichia coli mesure environ $2\ \mu m$. Une membrane plasmique a une épaisseur d'environ $7\ nm$.
3Cellules procaryotes et eucaryotes
On distingue deux grands types cellulaires selon la présence ou non d'un noyau délimité :
Cellule procaryote. Pas de noyau membranaire ; l'ADN est nu, circulaire, dans une zone appelée nucléoïde. Pas de mitochondries, ni de chloroplastes. Ex. : bactéries, archées.
Cellule eucaryote. Noyau délimité par une enveloppe nucléaire à double membrane. Présence d'organites membranaires (mitochondries, réticulum, etc.). Ex. : cellules animales, végétales, champignons, protistes.
Schéma comparatif des deux grands types cellulaires.
Attention ! Les virus ne sont pas des cellules : ils n'ont pas de membrane plasmique propre ni de métabolisme autonome. Ils ne sont donc pas des êtres vivants selon la théorie cellulaire.
| 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 |
4La 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).
Structure de la membrane plasmique. Double couche (bicouche) de phospholipides dans laquelle sont enchâssées des protéines (intrinsèques ou périphériques). Les têtes polaires (hydrophiles) sont orientées vers l'extérieur ; les queues hydrophobes sont à l'intérieur. Des molécules de cholestérol modulent la fluidité.
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.
Astuce. Mémorise : membrane = 2 feuillets de phospholipides + protéines + cholestérol = mosaïque fluide.
5Les 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.
Exemple. La mitochondrie est souvent appelée « centrale énergétique » car elle produit la majeure partie de l'ATP (via la respiration aérobie). Une cellule musculaire en activité peut contenir des milliers de mitochondries.
6Spécificités de la cellule végétale
La cellule végétale est une cellule eucaryote qui possède, en plus des organites communs, des structures spécifiques :
Paroi cellulaire. Enveloppe rigide externe à la membrane plasmique, composée principalement de cellulose. Elle confère rigidité et protection à la cellule.
Chloroplaste. Organite à double membrane contenant la chlorophylle. Siège de la photosynthèse : conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique (glucides).
Vacuole centrale. Grande vésicule remplie de sève vacuolaire. Assure la turgescence (rigidité de la cellule) et stocke des réserves ou des déchets.
| 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) |
Astuce. Pour mémoriser les 3 spécificités végétales : P-C-V → Paroi, Chloroplaste, Vacuole.
Ordre de grandeur des principaux organites cellulaires (valeurs approximatives).
7Diversité 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.
Unité cellulaire. Tous les êtres vivants partagent : une membrane plasmique, un génome à base d'ADN, des ribosomes, un code génétique universel. Cette unité témoigne d'une origine commune (LUCA — Last Universal Common Ancestor).
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.
Attention ! La diversité des formes et des fonctions ne remet pas en cause l'unité : toutes les cellules sont issues de la même origine évolutive et utilisent le même code génétique.
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.
★À retenir
À retenir :
• 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).