Objectifs

• Savoir que la cellule est la plus petite unité vivante et que tout être vivant en est constitué.
• Connaître les parties d'une cellule (membrane, cytoplasme, noyau) et leur rôle.
• Distinguer une cellule animale, une cellule végétale et une bactérie.
• Comprendre ce que fait une cellule : se nourrir, respirer, fabriquer, se diviser.
• Situer la cellule dans l'organisation d'un être vivant : cellule, tissu, organe, appareil, organisme.

1. La cellule, brique de la vie

Notions clés

Une cellule est la plus petite unité capable de vivre seule : elle se nourrit, produit de l'énergie, rejette des déchets, réagit à son milieu et peut se reproduire.

• Certains êtres vivants ne sont faits que d'une seule cellule : on les dit unicellulaires (bactéries, levures du pain, paramécies de l'eau des mares).
• D'autres sont faits de très nombreuses cellules : on les dit pluricellulaires (l'être humain, le manguier, le poisson capitaine).
• La plupart des cellules sont invisibles à l'œil nu : elles mesurent en général quelques centièmes de millimètre. On les observe au microscope.

La découverte s'est faite grâce au microscope : en 1665, le savant anglais Robert Hooke observe une fine tranche de liège et voit de petites cases qu'il appelle « cellules » (petites chambres). Au XIX^e siècle, des biologistes arrivent à une grande idée : tout être vivant est fait de cellules, et toute cellule vient d'une autre cellule. C'est la théorie cellulaire.

1. 1665Robert Hooke observe des « cellules » dans du liège.
2. vers 1674Antoni van Leeuwenhoek observe des êtres vivants microscopiques dans l'eau.
3. 1838-1839Schleiden et Schwann : plantes et animaux sont faits de cellules.
4. 1855Rudolf Virchow : toute cellule provient d'une autre cellule.

2. Les parties d'une cellule

Notions clés

• La membrane (le mur avec son portail) : une fine enveloppe qui entoure la cellule. Elle laisse entrer ce qui est utile (eau, nourriture, dioxygène) et sortir les déchets. Elle trie, comme un gardien au portail.
• Le cytoplasme (la cour) : un liquide épais qui remplit la cellule. C'est là que se font la plupart des travaux : fabrication, transformation de la nourriture.
• Le noyau (la case du chef) : il contient l'ADN, le « livre des plans » de l'être vivant. Il commande le fonctionnement de la cellule et transmet les plans lors de la division.
• Les mitochondries (les cuisines) : de petits éléments dans le cytoplasme qui fabriquent l'énergie de la cellule à partir de la nourriture et du dioxygène, c'est la respiration cellulaire.

Observe le schéma, puis place toi-même les noms des parties.

Exemple résolu : qui fait quoi ?

Fatou dit : « Si on enlève le noyau d'une cellule, elle continue à vivre normalement pour toujours. » A-t-elle raison ? Cherche d'abord.

3. Cellule animale, cellule végétale, bactérie

Notions clés

La cellule végétale a les mêmes parties que la cellule animale (membrane, cytoplasme, noyau, mitochondries), avec en plus :

• une paroi rigide autour de la membrane, comme une clôture en dur : c'est elle qui rend le bois et les tiges solides ;
• des chloroplastes, petits grains verts qui captent la lumière du soleil pour fabriquer du sucre : c'est la photosynthèse ;
• une grande vacuole, une poche remplie d'eau qui gonfle la cellule (une plante qui manque d'eau se fane, car ses vacuoles se vident).

La bactérie est encore plus simple : elle n'a pas de vrai noyau. Son ADN flotte directement dans le cytoplasme.

Exemple résolu : identifier une cellule

Au microscope, Kossi observe une cellule de forme carrée, entourée d'une épaisse couche rigide, avec des petits grains verts. Est-ce une cellule de sa joue ou d'une feuille ?

4. Ce que fait une cellule

Notions clés

• Se nourrir : la cellule fait entrer par sa membrane l'eau et les nutriments (sucres, etc.) apportés par le sang chez l'animal, par la sève chez la plante.
• Respirer : dans les mitochondries, la cellule « brûle » doucement le sucre avec le dioxygène pour obtenir de l'énergie. Elle rejette du dioxyde de carbone et de l'eau. On peut l'écrire ainsi : \[\text{glucose} + \text{dioxygène} \longrightarrow \text{dioxyde de carbone} + \text{eau} + \text{énergie}\]
• Fabriquer : en suivant les plans de l'ADN, la cellule fabrique ce dont l'organisme a besoin (protéines, hormones, lait, salive…).
• Se diviser : une cellule peut donner deux cellules filles identiques. C'est ainsi qu'on grandit et qu'on répare les tissus abîmés.

Voici comment une cellule se divise en deux (version simplifiée).

Exemple résolu : compter les cellules

Imaginons une bactérie qui se divise en deux toutes les 20 minutes (certaines en sont capables au chaud, avec de la nourriture, par exemple dans un plat laissé à l'air). En partant d'une seule bactérie, combien y en a-t-il au bout de 2 heures ? Cherche d'abord.

5. De la cellule à l'organisme

Notions clés

Chez un être pluricellulaire, les cellules ne sont pas toutes pareilles : cellules nerveuses (neurones) pour transmettre des messages, cellules musculaires pour bouger, globules rouges pour transporter le dioxygène… Elles s'organisent en niveaux :

flowchart LR
  A[Cellule] --> B[Tissu]
  B --> C[Organe]
  C --> D[Appareil]
  D --> E[Organisme]

• Tissu : un groupe de cellules semblables qui font le même travail (tissu musculaire).
• Organe : plusieurs tissus réunis pour une fonction (le cœur, l'estomac, la feuille d'une plante).
• Appareil : plusieurs organes qui coopèrent (appareil digestif : bouche, estomac, intestins…).
• Organisme : l'être vivant entier.

Exemple résolu : ranger dans l'ordre

Range du plus petit au plus grand : estomac, Awa, cellule musculaire, appareil digestif, tissu musculaire.

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