Enseignement scientifique 1re - 2023
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Mes Pages
Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 6
Énergie solaire, photosynthèse et nutrition
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l'Univers
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 3
Activité 3 - documentaire
Les avancées de l'exploration microscopique dans la description des cellules
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Introduction
Au XVIIIe siècle, beaucoup d'observations de cellules étaient peu précises, du fait des imperfections des lentilles utilisées dans les microscopes. La théorie cellulaire stipulait alors que tous les êtres vivants se ressemblaient à l'échelle microscopique.
Comment le développement de la microscopie a-t-il permis d'explorer la diversité des cellules ?
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Documents
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Doc. 1Comparaison des techniques d'observation
Microscope Caractéristiques | Optique ou photonique (MO ou MP) | Électronique à transmission (MET) | Électronique à balayage (MEB) |
|---|---|---|---|
| Photographie des dispositifs |   |   |   |
| Invention | 1595 | 1931 | 1937 |
| Préparation d'échantillon | Rapide Échantillon vivant ou mort | Nécessite plusieurs journées Échantillon mort et déshydraté | |
| Faisceau utilisé | Faisceau de photons (lumière) | Faisceau d'électrons | |
| Visualisation | Structure interne (par transparence) Image 2D Couleurs | Structure interne Image 2D Noir et blanc (coloration numérique possible) | Surface cellulaire Image 3D Noir et blanc (coloration numérique possible) |
| Grossissement | De × 40 à × 1 500 | Jusqu'à × 5 000 000 | Jusqu'à × 100 000 |
| Résolution | 0,35 μm | De 10 nm à 0,5 nm | De 2 nm à 0,2 nm |
| Coût | Faible | Très élevé | |
| Observation | À travers les oculaires | Via une interface numérique | |
| Exemple : observation d'un globule blanc |   |   |   |
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Résolution : distance minimale qui doit séparer deux points pour qu'ils soient discernables.
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Doc. 2Comparaison de deux types cellulaires
Observation [a] d'un pneumocyte (cellule animale de poumon) et [b] d'une cellule végétale de maïs (MET, images colorisées).
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Doc. 3La découverte des virus
Dimitri Ivanovski, botaniste à l'université de Saint-Pétersbourg, travaillait sur la mosaïque du tabac, maladie caractérisée par une décoloration des feuilles. En 1892, il passa un broyat de plante malade à travers un filtre conçu pour retenir les bactéries, dans le but de produire de l'eau stérile. À sa surprise, le filtrat était infectieux !
Quelques années plus tard, le microbiologiste hollandais Martinus Beijerinck proposa que l'agent infectieux ait une nature vivante mais « non particulaire ».
Il faudra attendre 1935 pour que les virus de la mosaïque du tabac puissent enfin être observés, en microscopie électronique à transmission.
Quelques années plus tard, le microbiologiste hollandais Martinus Beijerinck proposa que l'agent infectieux ait une nature vivante mais « non particulaire ».
Il faudra attendre 1935 pour que les virus de la mosaïque du tabac puissent enfin être observés, en microscopie électronique à transmission.
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Doc. 4Observation du SARS-CoV-2, le virus à l'origine de l'épidémie de la Covid-19
Les virus (en rouge et jaune) sont accrochés au niveau des cils de cellules épithéliales respiratoires humaines (en bleu).
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Les virus sont-ils vivants ?
Pour tenter de répondre à cette question, rendez-vous à page 66 !
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Questions
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1. Donnez les avantages de chaque technique microscopique.
2. Doc. 3 et doc. 4 Indiquez pourquoi le filtre Chamberland ne permet pas de produire de l'eau stérile, et pour quelles raisons la découverte des virus fut si longue.
3. Doc. 4 Calculez la taille réelle du virus. Proposez un premier critère distinguant une cellule et un virus.
4. Synthèse Expliquez comment la microscopie électronique a, d'une part, confirmé l'unicité cellulaire du vivant et, d'autre part, montré la diversité cellulaire.
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