Structure cellulaire

Les cellules 细胞 sont très petites, donc vous ne pouvez pas les voir à l'œil nu. Vous utilisez un microscope 显微镜 pour agrandir leur image. Le premier type que vous rencontrez est le microscope optique 光学显微镜. Il fait passer la lumière à travers un spécimen 标本 mince (le matériau que vous observez) et utilise des lentilles en verre pour agrandir la vue.

Préparer une lame et dessiner ce que vous voyez

Pour observer du matériel vivant, vous faites une préparation temporaire 临时装片. Vous placez un petit morceau mince de matériel sur une lame de verre porteur 载玻片, ajoutez une goutte de colorant 染色剂 (un liquide coloré qui rend certaines parties plus visibles), puis abaissez une fine lamelle 盖玻che par-dessus pour l'aplatir et exclure l'air.

Lorsque vous dessinez des cellules à partir d'une lame ou d'une photographie, suivez ces règles simples :

• utilisez un crayon bien taillé et des traits clairs et simples (pas de hachures).
• ne dessinez que ce que vous pouvez réellement voir, avec les parties aux bonnes tailles.
• étiquetez les parties avec des lignes droites qui ne se croisent pas.

Grossissement et taille réelle

Le grossissement 放大倍数 indique combien de fois l'image est plus grande que l'objet réel. Il n'a pas d'unité. On le trouve avec une seule équation :

Vous pouvez réarranger celle-ci pour trouver n'importe quelle valeur à partir des deux autres :

Le haut et le bas de la fraction doivent utiliser la même unité. Les cellules sont minuscules, donc vous travaillez avec de petites unités :

• $1\ \text{mm} = 1000\ \text{micrometre}$ 微米 (µm)
• $1\ \text{µm} = 1000\ \text{nanometre}$ nanomètres (nm)
• donc $1\ \text{mm} = 1\,000\,000\ \text{nm}$.

Exemple résolu. Dans une photomicrographie à un grossissement de $5000$, un chloroplaste 叶绿体 mesure $25\ \text{mm}$ de large. Sa taille réelle est

La même équation fonctionne pour les dessins, les photomicrographies 显微照片 (photos prises à travers un microscope optique) et les électrographies 电子显微照片 (les photos les plus détaillées, expliquées ci-dessous). Convertissez toujours d'abord dans la même unité, puis divisez.

Reticule oculaire et micromètre de scène

Pour mesurer une vraie cellule au microscope, vous utilisez un réticule oculaire 目镜测微尺 — une petite échelle à l'intérieur de l'oculaire. Ses graduations n'ont pas de taille fixe, donc vous devez d'abord les calibrer 校准 (déterminer ce que vaut une graduation).

Vous calibrez en utilisant un micromètre de scène 载物台测微尺 — une lame spéciale avec une échelle précise dessus (souvent $1\ \text{mm}$ divisée en $100$ parties, donc chaque partie est $10\ \text{µm}$). Vous alignez les deux échelles, comptez combien de graduations du réticule correspondent à une longueur connue, et divisez. Une fois calibré, vous pouvez insérer votre spécimen et le mesurer avec le réticule.

Résolution et grossissement

Ces deux mots sont faciles à confondre. L'examinateur donne des points pour la différence.

• Le grossissement est le nombre de fois que l'image est plus grande que l'objet.
• La résolution 分辨率 est la plus petite distance entre deux points qui permet encore de les voir comme deux points distincts.

Agrandir une image ne montre pas toujours plus de détails. Au-delà d'un certain point, vous obtenez simplement une image plus grande mais floue. La résolution définit la limite réelle des détails.

Un microscope optique a une résolution inférieure car la lumière a une longueur d'onde 波长 relativement longue. Un microscope électronique 电子显微镜 utilise des faisceaux d'électrons 电子 au lieu de la lumière. Les électrons ont une longueur d'onde beaucoup plus courte, donc la résolution est bien supérieure et vous pouvez voir des structures très petites à l'intérieur de la cellule. Il existe deux types : balayage 扫描 (montre la surface en 3D) et transmission 透射 (passe les électrons à travers une tranche mince pour montrer les détails internes).

Les cellules végétales et animales sont des cellules eucaryotes 真核细胞 : leur ADN est conservé dans un noyau 细胞核. À l'intérieur de la cellule se trouvent de nombreuses petites parties appelées organites 细胞器, chacun ayant sa propre fonction. Le fluide gélatineux qui les entoure est le cytoplasme 细胞质.

Dans une photomicrographie ou une microphotographie électronique, vous identifiez les organites par leur forme, leur taille et leur position ; sur un dessin, vous représentez leurs contours et les légendez.

Les cellules utilisent l'ATP produite lors de la respiration comme source d'énergie pour chaque tâche nécessitant de l'énergie, comme la fabrication de protéines, le transport de substances et la division.

Comparaison des cellules végétales et animales

Elles possèdent toutes deux une membrane plasmique, un cytoplasme, un noyau, des mitochondries, des ribosomes, du RE et un appareil de Golgi.

Une cellule procaryote 原核细胞, comme une bactérie 细菌, est beaucoup plus petite et plus simple qu'une cellule eucaryote. Ses caractéristiques principales sont :

• unicellulaire 单细胞 — c'est une cellule unique.
• généralement large de $1$–$5\ \text{µm}$.
• une paroi cellulaire constituée de peptidoglycane 肽聚糖 (et non de cellulose).
• ADN circulaire libre dans le cytoplasme — il n'y a pas de noyau.
• $70\text{S}$ ribosomes (plus petits que ceux du $80\text{S}$ dans le cytoplasme des eucaryotes).
• pas d'organites entourés d'une double membrane — donc pas de noyau, pas de mitochondries ni de chloroplastes.

Comparaison des cellules procaryotes et eucaryotes

Tous les virus 病毒 sont non cellulaires 非细胞 — ils ne sont pas constitués de cellules. Chaque virus est composé de seulement deux ou trois parties :

• un centre de lishé 核酸, qui est soit de l'ADN soit de l'ARN (jamais les deux).
• une capside protéique autour du centre appelée capside 衣壳.
• chez certains virus, une enveloppe externe enveloppe 包膜 constituée de phospholipides 磷脂.

Un virus n'a pas de cytoplasme, pas d'organites ni de ribosomes. Il ne peut pas respirer ni fabriquer ses propres protéines. Il ne peut se copier qu'à l'intérieur d'une cellule hôte 宿主 vivante, il se situe donc à la limite de ce que nous considérons comme "vivant".

• Grossissement $=$ taille image $\div$ taille réelle — convertissez les unités d'abord ($\text{mm} \leftrightarrow \mu\text{m} \leftrightarrow \text{nm}$), puis réarrangez pour trouver la valeur inconnue.
• Distinguez le grossissement (combien de fois plus grand) de la résolution (plus petite distance encore visible comme deux points) ; les microscopes électroniques résolvent mieux car les électrons ont une longueur d'onde plus courte.
• Donnez à chaque organite une paire structure + fonction (ex. mitochondrie : membrane interne repliée → respiration aérobie).
• Énoncez exactement les différences procaryote vs eucaryote : pas de noyau, ribosomes plus petits (70S), pas d'organites membranaires, ADN circulaire.
• Les virus sont non-vivants — décrivez-les uniquement par leur capside, leur matériel génétique et (parfois) une enveloppe.