ACTIVITÉ DE GROUPE


1
De l’invention du microscope à la théorie cellulaire



Groupe 3
La formation de nouvelles cellules

Vocabulaire

Cellule souche : cellule indifférenciée qui a la capacité de se diviser et se différencier en cellules spécialisées.


Doc. 8
Le développement d'un organisme


Thibault Lorin photo

Entretien avec Thibault Lorin, docteur en biologie du développement
Le développement d'un organisme pluricellulaire commence avec une seule cellule, la cellule-œuf, qui se divise en de nouvelles cellules. Ces cellules se divisent à leur tour, et vont acquérir une fonction particulière : c'est la différenciation. Au fil des divisions, la capacité à former des cellules différentes se restreint.
Certaines cellules peuvent cependant garder leur capacité à se différencier en de multiples types cellulaires ; ce sont les cellules souches. Leur division permet de remplacer les cellules en fin de vie (par exemple, les cellules sanguines) ou régénérer un tissu lésé.
Des cellules souches sont utilisées dans le domaine médical afin de régénérer la peau des grands brûlés. L'étude des cellules souches est un champ de recherche très actif, d'ailleurs récompensé d'un prix Nobel en 2012.

Indicateurs de réussite







Doc. 7
L’expérience du col de cygne de Pasteur (1859)


photo portrait de Pasteur

Louis Pasteur souhaita tester l’hypothèse de la génération spontanée. Son hypothèse était que les microorganismes ne naissaient pas spontanément dans un liquide, mais se développaient à partir de microorganismes préexistants dans l’air.
Un flacon en « col de cygne » permet la circulation de l’air mais coince les microorganismes au niveau du col.


L’expérience du col de cygne de Pasteur

Doc. 9
Observation d’une fission cellulaire chez la levure Saccharomyces pombe (clichés chronologiques).


Observation d’une fission cellulaire chez la levure Saccharomyces pombe (clichés chronologiques).

Aristote défend dans cet ouvrage l’idée de la génération spontanée, selon laquelle la vie (les mouches) peut apparaître spontanément à partir de matière inerte.

Doc. 6
La génération spontanée


Aristote (-384 à -322), De la génération et de la corruption.

Les matières en décomposition engendrent des vers, de telle sorte que la terre ne produit que les plantes et les animaux conçus dès l’origine par le Créateur, par l’intermédiaire de germes qui ont été ensemencés dans les milieux favorables à leur développement.


Aristote (-384 à -322), De la génération et de la corruption.

Si l’étude des astres lointains remonte à l’Antiquité, l’observation d’éléments très petits n’a été possible qu’avec l’invention du microscope par Janssen en 1595.

➜ Quelles sont les étapes de la construction de la théorie cellulaire ? Quelle est l’importance des progrès technologiques dans sa construction ?

Groupe 2
L’unité microscopique des êtres vivants


Doc. 4
Une unité de base du vivant

Cet ouvrage pose pour la première fois que la cellule est l’unité de base de tous les êtres vivants, animaux ou végétaux. Il décrit une identité cellulaire des tissus végétaux (figures 1-3 : tissu parenchymateux d’un oignon) et des tissus animaux (figure 4 : chorde dorsale d’un gardon). On note la présence du noyau dans chaque cellule.


Extrait d'une planche d’observation de Schwann publiée en 1839 dans Mikroskopische Untersuchungen
Extrait d'une planche d’observation de Schwann publiée en 1839 dans Mikroskopische Untersuchungen (« Examens microscopiques »).

Indicateurs de réussite






Vocabulaire

Chorde : structure embryologique rigide et flexible présente chez certains animaux.


Doc. 3
L'universalité de la cellule


Theodor Schwann (1878).

Un jour que je dînais avec M. Schleiden, cet illustre botaniste me signala le rôle important que le noyau joue dans le développement des cellules végétales. Je me rappelai tout de suite avoir vu un organe pareil dans les cellules de la corde dorsale et je saisis à l’instant même l’extrême importance qu’aurait une découverte, si je parvenais à montrer que, dans les cellules de la corde dorsale, ce noyau joue le même rôle que le noyau des plantes dans le développement des cellules végétales. […] Ces idées se présentant à mon esprit, j’invitai M. Schleiden à m’accompagner à l’amphithéâtre d’anatomie où je lui montrai les noyaux des cellules de la corde dorsale. Il leur reconnut une ressemblance parfaite avec les noyaux des plantes. [...] J’ai trouvé, à l’aide du microscope, que ces formes si variées des parties élémentaires des tissus de l’animal ne sont que des cellules transformées, que l’uniformité de la texture se retrouve donc aussi dans le règne animal, que, par conséquent, l’origine cellulaire est commune à tout ce qui vit.


Discours de Theodor Schwann (1878).

Doc. 5
Un ancêtre commun

Toutes les formes de vie existant sur la Terre proviennent d’une unique cellule formée entre 3,3 et 3,7 milliards d’années. Si des formes de vie non cellulaires ont existé, elles n’ont pas laissé de descendants aujourd’hui. C’est ce que pense le Français Patrick Forterre qui, en 1996, a baptisé LUCA (Last Universal Common Ancestor) le dernier ancêtre commun universel à toutes les lignées cellulaires.

Extrait d'une planche d’observation de Schwann
Représentation de l’évolution des formes de vie sur Terre.

Groupe 1
Les premières observations de cellules


Dessin d’observation du liège par Hooke
Dessin d’observation du liège par Hooke. Il introduit pour la première fois le mot « cellule » pour décrire ces cavités qui lui rappellent les chambres dans lesquelles vivaient les moines.

Indicateurs de réussite







Doc. 2
Les animalcules

Observation d’animalcules du sperme par Leeuwenhoek (1674).
Observation d’animalcules du sperme par Leeuwenhoek (1674).

Représentation du microscope fabriqué par Robert Hooke.

Représentation du microscope fabriqué par Robert Hooke.

Au XVIIe siècle, le Hollandais Antoni van Leeuwenhoek conçut des lentilles très élaborées permettant d’atteindre des grossissements de 250 fois avec son microscope. Il observa et dessina de nombreux êtres vivants unicellulaires contenus dans de l’eau de pluie qu'il nomma des animalcules. En observant du sperme, il fut ainsi le premier à décrire des spermatozoïdes.

Doc. 1
L'apport du microscope


J’ai pris un beau morceau de liège clair que j’ai coupé en un fragment extrêmement fin avec un couteau aiguisé comme un rasoir. […] Je l’ai posé sur un porte objet noir. J’ai projeté de la lumière sur ce fragment à l’aide d’un verre plan-convexe épais et j’ai pu voir avec une netteté extrême que ce fragment était perforé et poreux, ressemblant à un nid d’abeilles, mais ces pores n’étaient pas réguliers.
Ces pores, ou cellules, n’étaient pas très profonds, mais consistaient en un grand nombre de petites boîtes disposées en files.


Robert Hooke, Micrographia (1665).

Ce que j’ai déjà vu

  • La cellule et son organisation
  • La spécialisation cellulaire
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