Du microscope optique au microscope électronique : découvre la cellule, brique de base de tous les êtres vivants.
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La cellule au microscope optique et électronique
Module I : Le monde vivantSéquence 1 : Notion de celluleSéances 1-2 : La cellule en microscopie optique et électronique
💡 Idée principale : tous les êtres vivants sont faits de cellules. Au microscope optique, on voit la membrane, le cytoplasme et le noyau (plus la paroi, la vacuole et les chloroplastes chez les végétaux). Le microscope électronique, beaucoup plus puissant, révèle les organites : mitochondries, réticulum, appareil de Golgi, ribosomes…
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Étapes résumées
La cellule est l’unité de structure et de fonctionnement des êtres vivants.
Au microscope optique (× 1 000 au plus) : membrane, cytoplasme, noyau.
La cellule végétale a en plus une paroi, une grande vacuole et souvent des chloroplastes.
Au microscope électronique (× 100 000 et plus) : l’ultrastructure et les organites.
Situation problème
Au laboratoire du lycée de Bertoua, Ndongo observe au microscope un fragment d’épiderme d’oignon et des cellules de sa propre joue. Il voit des « petites boîtes » d’un côté et des formes arrondies de l’autre. Son professeur lui montre ensuite une photographie prise au microscope électronique : on y voit beaucoup plus de détails.
Consignes :
Relève le problème posé.
Quelles différences peut-on voir entre les deux sortes de cellules ?
Pourquoi la photographie au microscope électronique montre-t-elle plus de détails ?
Compétence visée
Sensibiliser sur le rôle des organites cellulaires dans le fonctionnement de l’organisme.
Objectifs de la leçon
Décrire la cellule observée au microscope optique.
Comparer cellule animale et cellule végétale.
Décrire l’ultrastructure de la cellule au microscope électronique.
le problèmel’objectifla cellule
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La cellule au microscope optique
1
Cellule
plus petite unité vivante, capable de se nourrir, de respirer et de se reproduire.
Exemple : un globule rouge, une cellule de feuille de macabo, une bactérie.
Activité 1 : cellule animale et cellule végétale
Le document 1 représente ce que l’on voit au microscope optique (× 400) dans une cellule de la joue et une cellule d’épiderme d’oignon.
Document 1 : cellules observées au microscope optique.
Quels éléments sont communs aux deux cellules ?
Quels éléments n’existent que dans la cellule végétale ?
Ce qu’il faut comprendre : les deux cellules ont une membrane plasmique, un cytoplasme et un noyau. La cellule végétale possède en plus une paroi rigide (cellulose), une grande vacuole et, dans les parties vertes, des chloroplastes qui réalisent la photosynthèse.
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Deux familles de cellules
Cellule animale
Forme variable, pas de paroi, petites vacuoles, pas de chloroplastes ; possède un centrosome.
≠
Cellule végétale
Forme souvent géométrique, paroi de cellulose, grande vacuole, chloroplastes.
Deux microscopes, deux niveaux d’observation
2. Comparaison des microscopes
Microscope optique
Microscope électronique
Ce qui éclaire
la lumière et des lentilles en verre
un faisceau d’électrons
Grossissement
jusqu’à 1 000 à 1 500 fois
100 000 fois et plus
Objet observé
vivant ou coloré (bleu de méthylène)
coupe très fine, cellule morte
Ce qu’on voit
la structure : membrane, noyau
l’ultrastructure : les organites
l’observationla lampe-torchel’eau potable
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3. Les unités de mesure
Les cellules sont minuscules : on les mesure en micromètres (1 µm = 1 millième de millimètre). Une cellule de la joue mesure environ 50 µm, un globule rouge 7 µm. Les organites se mesurent en nanomètres (1 nm = 1 millième de µm).
La cellule au microscope électronique
Activité 2 : l’ultrastructure d’une cellule animale
Le document 2 est un schéma d’interprétation d’une électronographie de cellule animale.
Document 2 : ultrastructure d’une cellule animale.
Cite les organites visibles dans le cytoplasme.
Qu’observe-t-on de nouveau au niveau du noyau ?
Ce qu’il faut comprendre : le microscope électronique révèle que le cytoplasme est rempli d’organites : mitochondries, réticulum endoplasmique couvert de ribosomes, appareil de Golgi, lysosomes, centrosome. Le noyau est entouré d’une enveloppe nucléaire percée de pores et contient un nucléole.
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À retenir sur la cellule
Toute cellule a une membrane, un cytoplasme et du matériel génétique (ADN).
Les bactéries n’ont pas de vrai noyau : ce sont des procaryotes ; nos cellules sont des eucaryotes.
Chaque organite est spécialisé dans une tâche, comme les ateliers d’une usine.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La cellule est l’unité de base de tous les êtres vivants.
Au microscope optique : membrane, cytoplasme, noyau.
La cellule végétale a en plus une paroi, une grande vacuole et des chloroplastes.
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Vocabulaire à connaître
Celluleplus petite unité vivante.Organitepetite structure spécialisée du cytoplasme.Ultrastructurestructure fine visible au microscope électronique.Paroienveloppe rigide de cellulose des cellules végétales.Micromètremillième de millimètre (µm).
Je m’évalue
1. Cite trois éléments communs à toutes les cellules.
2. Qu’a la cellule végétale en plus ?
3. Quel microscope permet de voir les mitochondries en détail ?
4. Combien de micromètres dans 1 mm ?
Réponses : membrane, cytoplasme, noyau · paroi, vacuole, chloroplastes · le microscope électronique · 1 000. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisles enveloppesla mitochondrie
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Erreurs fréquentes
Confondre membrane (toutes les cellules) et paroi (végétaux seulement).
Croire que la cellule animale a des chloroplastes.
Penser qu’on peut voir les ribosomes au microscope optique.
Méthode
Pour comparer deux cellules : fais un tableau à trois colonnes (élément, cellule animale, cellule végétale), puis écris les points communs et les différences.
Activité d’intégration
Un élève de Tle A doit présenter au club scientifique de son lycée « la cellule, brique du vivant ». Il dispose d’un oignon, d’une feuille de macabo, d’un cure-dent propre, de bleu de méthylène et d’un microscope.
Explique comment il peut observer une cellule animale et une cellule végétale.
Dessine et légende ce qu’il observera pour chacune.
Explique ce qu’un microscope électronique apporterait de plus.