La cellule est l'unité structurale et fonctionnelle de base de tout être vivant. C'est la plus petite structure capable, à elle seule, de manifester les propriétés du vivant (nutrition, respiration, croissance, reproduction). Aucun être vivant cellulaire n'existe en dehors de cette organisation.
Selon le nombre de cellules qui les composent, on distingue deux grandes catégories d'organismes vivants :
Quel que soit le type d'organisme, la cellule reste toujours l'unité de base : elle est délimitée par une membrane, contient un cytoplasme et porte le matériel génétique qui dirige son fonctionnement. Comme nous le verrons, le virus constitue un cas particulier : plus rudimentaire qu'une cellule, il n'en possède pas l'organisation complète et n'est donc pas considéré comme une véritable cellule.
La cellule animale est délimitée par une fine membrane plasmique, souple et perméable, qui sépare le contenu de la cellule du milieu extérieur et contrôle les échanges. À l'intérieur se trouve le cytoplasme, milieu semi-liquide dans lequel baignent divers organites, notamment les mitochondries. Au centre de la cellule se trouve généralement un noyau bien individualisé, entouré de sa propre membrane (enveloppe nucléaire), qui renferme le matériel génétique (ADN) dirigeant l'ensemble de l'activité cellulaire.
La cellule végétale possède les mêmes éléments de base que la cellule animale (membrane plasmique, cytoplasme, noyau renfermant le matériel génétique, mitochondries), mais elle présente en plus trois éléments caractéristiques :
La cellule bactérienne est une cellule plus simple que les cellules animale et végétale. Elle est entourée d'une paroi et d'une membrane plasmique, et renferme un cytoplasme. Sa particularité essentielle est l'absence de noyau individualisé : le matériel génétique (ADN) n'est pas enfermé dans une enveloppe nucléaire propre, il est libre, dispersé directement dans le cytoplasme, dans une région appelée nucléoïde. La bactérie est également dépourvue des organites limités par une membrane que l'on trouve chez les cellules animale et végétale (mitochondries, chloroplastes).
Le virus présente une structure beaucoup plus simple et plus rudimentaire que celle d'une cellule. Il est constitué de deux éléments essentiels : une capside, enveloppe protéique qui protège et entoure le matériel génétique, et un matériel génétique (ADN ou ARN selon les virus) situé à l'intérieur de la capside.
Contrairement aux cellules animale, végétale et bactérienne, le virus ne possède ni membrane plasmique organisée, ni cytoplasme, ni organites, et il est dépourvu de métabolisme propre : il ne peut ni se nourrir, ni respirer, ni se reproduire par lui-même. Il ne peut se multiplier qu'en parasitant une cellule hôte, dont il détourne la machinerie cellulaire pour fabriquer de nouvelles particules virales. C'est pourquoi le virus n'est pas considéré comme une véritable cellule : il lui manque l'organisation minimale (membrane, cytoplasme, métabolisme) qui définit le vivant cellulaire.
La comparaison des quatre structures — cellules animale, végétale, bactérienne et particule virale — met en évidence des points communs entre les trois véritables cellules, et des différences profondes qui isolent le virus de l'ensemble.
Les cellules animale, végétale et bactérienne possèdent toutes une membrane plasmique qui les délimite, un cytoplasme et du matériel génétique qui gouverne leur fonctionnement ; elles ont également un métabolisme propre (elles se nourrissent, respirent, croissent). Ce sont là les caractéristiques minimales de toute cellule vivante, quel que soit l'organisme auquel elle appartient.
Au-delà de ce socle commun, chaque type cellulaire présente des particularités liées au mode de vie de l'organisme qu'il constitue. La cellule végétale possède une paroi rigide, des chloroplastes et une grande vacuole. La cellule animale est dépourvue de ces trois éléments. La cellule bactérienne, plus simple, ne possède pas de noyau individualisé. Le virus, quant à lui, se distingue radicalement des trois autres : il n'a ni membrane plasmique organisée, ni cytoplasme, ni métabolisme propre ; il se réduit à une capside protéique entourant du matériel génétique, et dépend entièrement d'une cellule hôte pour se multiplier. C'est pourquoi, à la différence des cellules animale, végétale et bactérienne, le virus n'est pas classé parmi les cellules.
| Caractéristique | Cellule animale | Cellule végétale | Cellule bactérienne | Virus |
|---|---|---|---|---|
| Membrane plasmique organisée | Présente | Présente | Présente | Absente |
| Cytoplasme | Présent | Présent | Présent | Absent |
| Noyau individualisé | Oui | Oui | Non | Non (pas de noyau) |
| Paroi squelettique | Absente | Présente (cellulose) | Présente | Absente (capside protéique) |
| Chloroplastes | Absents | Présents | Absents | Absents |
| Métabolisme propre | Oui | Oui | Oui | Non (parasite obligatoire) |
La membrane plasmique constitue la frontière sélective de la cellule : elle sépare le milieu intracellulaire du milieu extérieur tout en assurant, de façon contrôlée, les échanges de substances entre la cellule et son environnement. Elle laisse entrer certaines substances nécessaires à la cellule (eau, nutriments, oxygène) et laisse sortir certains déchets ou produits fabriqués par la cellule, tout en empêchant le passage libre et incontrôlé d'autres éléments. Sans cette régulation des entrées et des sorties, la cellule ne pourrait ni se nourrir, ni éliminer ses déchets, ni maintenir son équilibre interne.
Donner la définition de la cellule.
Citer les éléments que l'on retrouve dans toutes les cellules (animale, végétale, bactérienne), puis expliquer pourquoi le virus n'est pas considéré comme une cellule à part entière.
Trois éléments (au moins) sont communs aux cellules animale, végétale et bactérienne :
Le virus, lui, ne possède ni membrane plasmique organisée, ni cytoplasme, ni métabolisme propre : il se réduit à une capside protéique entourant du matériel génétique, et il est incapable de se nourrir ou de se reproduire seul. Il ne peut se multiplier qu'en parasitant une cellule hôte, dont il détourne la machinerie. C'est pour toutes ces raisons qu'il n'est pas considéré comme une cellule à part entière, mais comme une simple particule biologique.
Citer les éléments propres à la cellule végétale, absents de la cellule animale, et expliquer le rôle de chacun d'eux.
La cellule végétale possède trois éléments qui n'existent pas dans la cellule animale :
Expliquer le rôle de la membrane plasmique dans les échanges entre la cellule et le milieu extérieur.
La membrane plasmique constitue la frontière sélective de la cellule : elle sépare le contenu cellulaire du milieu extérieur tout en contrôlant, de façon sélective, les entrées et sorties de substances (nutriments, eau, oxygène en entrée ; déchets, produits fabriqués par la cellule en sortie). Elle ne laisse donc pas passer librement toutes les substances : c'est cette régulation qui permet à la cellule de se nourrir, d'éliminer ses déchets et de maintenir son équilibre interne, indispensable à son bon fonctionnement.
On observe au microscope quatre échantillons prélevés, notés échantillon 1, 2, 3 et 4. Voici les observations réalisées :
| Élément observé | Éch. 1 (animale) | Éch. 2 (végétale) | Éch. 3 (bactérienne) | Éch. 4 (virus) |
|---|---|---|---|---|
| Membrane plasmique organisée | Présente | Présente | Présente | Absente |
| Noyau individualisé | Présent | Présent | Absent | Absent (pas de noyau) |
| Paroi | Absente | Présente | Présente | Absente (capside) |
| Chloroplastes | Absents | Présents | Absents | Absents |
| Métabolisme propre | Oui | Oui | Oui | Non |
10 questions · Correction immédiate
La cellule est définie comme :
Parmi les éléments suivants, lequel est présent uniquement dans la cellule végétale (et absent de la cellule animale) ?
Le rôle principal des chloroplastes est :
La cellule bactérienne se caractérise principalement par :
Le virus n'est pas considéré comme une cellule à part entière car :
La particule virale est essentiellement constituée de :
Le rôle principal de la membrane plasmique est de :
Les mitochondries sont souvent qualifiées de « centrales énergétiques » de la cellule car elles :
Le noyau de la cellule joue le rôle de :
Par rapport à la cellule animale, la cellule végétale se distingue notamment par la présence de :
