La cellule, unité des êtres vivants

Énoncer avec vos propres mots les trois idées de base de la théorie cellulaire.

Quelle est la plus petite unité que l'on puisse considérer comme vivante ? Expliquer pourquoi un organite isolé, par exemple une mitochondrie, n'est pas un être vivant.

Observer le paradoxe historique suivant : en 1665, Robert Hooke fut le premier à utiliser le mot « cellule » en regardant une lame de liège, mais il a fallu attendre près de deux siècles avant que soit formulé le premier principe de la théorie cellulaire (« tous les êtres vivants sont formés de cellules »).\na) Expliquer ce que Hooke a réellement observé dans le liège mort et pourquoi cette image ne lui a pas permis de découvrir l'intérieur vivant d'une cellule ni de comprendre que les animaux étaient eux aussi formés de cellules.\nb) Si l'on vous donnait aujourd'hui un échantillon inconnu à observer au microscope et que vous vouliez démontrer qu'il provient d'un organisme vivant et non de matière inerte, quelles caractéristiques ou quels composants cellulaires chercheriez-vous pour le justifier ?

La pyramide représente les cinq niveaux d'organisation des êtres vivants, du plus simple (base, niveau 1) au plus complexe (sommet, niveau 5), mais leurs noms ont été effacés. Placer dans le niveau qui convient ces termes — organisme, cellule, organe, tissu et appareil — et donner un exemple de chaque niveau dans le corps humain.

Expliquer ce qu'est un tissu et donner deux exemples dans le corps humain, en indiquant ce que font leurs cellules.

Qu'est-ce qu'un organe ? Nommer trois organes du corps humain et expliquer brièvement la fonction de chacun.

Un être humain est constitué de milliards de cellules. Décrire la chaîne complète des niveaux d'organisation qui va d'un neurone à l'organisme, en nommant chaque niveau intermédiaire avec un exemple.

Expliquer la différence entre un être unicellulaire et un être pluricellulaire, et donner un exemple de chaque type.

Classer ces êtres vivants en unicellulaires ou pluricellulaires : une bactérie, une amibe, un champignon, un ver de terre et un chêne. Quels avantages, selon vous, offre le fait d'être pluricellulaire ?

Dans ton corps, il existe des cellules très spécialisées : le neurone transmet des signaux, le globule rouge transporte le dioxygène et la cellule musculaire se contracte. Expliquer ce que signifie le fait que les cellules « se répartissent le travail » dans un être pluricellulaire et quel avantage cela représente.

Presque toutes les cellules sont microscopiques. Expliquer pourquoi il est avantageux que les cellules soient petites, en pensant à la façon dont elles échangent des substances avec l'extérieur à travers leur membrane.

Un camarade de classe affirme : « Pour qu'un éléphanteau grandisse jusqu'à devenir un adulte de 5000 kg, ses cellules doivent devenir des milliers de fois plus grosses que celles d'une souris nouveau-née ».\na) Réfuter son affirmation en expliquant pourquoi les cellules ne peuvent pas grossir indéfiniment (penser aux difficultés qu'aurait une cellule géante pour que les nutriments et le dioxygène atteignent tout son intérieur à travers la membrane).\nb) Expliquer quel mécanisme cellulaire permet réellement à un organisme d'augmenter de taille sans que ses cellules cessent d'être microscopiques.

Le nerf sciatique d'une girafe contient des axones de neurones individuels qui peuvent mesurer plus de 1,5 m de longueur. Face à cette donnée, un élève affirme : « Si elle mesure un mètre et demi, ce neurone n'est plus microscopique et on pourrait le voir à l'œil nu sur une table comme un fil à coudre ».\na) Sachant que l'épaisseur de cet axone n'est que de 0,01 mm (10 micromètres), réfuter l'erreur de l'élève : expliquer pourquoi il reste une cellule microscopique malgré sa grande longueur.\nb) Comparer ce neurone allongé à une cellule sphérique imaginaire qui aurait exactement le même volume : laquelle des deux aura la plus grande surface extérieure pour échanger des substances avec son milieu ? Justifier pourquoi la forme allongée est avantageuse pour une cellule aussi étendue.