–> Rappels : la méthode scientifique
La théorie cellulaire est un ensemble de 3 affirmations concernant tous les êtres vivants :
- La cellule est la plus petite structure autonome du vivant
- Tous les êtres vivants sont formés d’au moins une cellule
- Toutes les cellules sont issues d’une autre cellule par division cellulaire.
Si cette théorie est aujourd’hui communément admise par l’ensemble de la communauté scientifique, cela n’a pas toujours été le cas.
L’élaboration de cette théorie a fait intervenir de nombreux débats, des expériences, des collaborations entre scientifiques et a nécessité des avancées techniques.
Ainsi, l’histoire de la théorie cellulaire illustre les différentes étapes qui peuvent aboutir à la construction d’un savoir scientifique.
Comment la théorie cellulaire a-t-elle été mise en place et démontrée ?
Activité 2 : La découverte de la théorie cellulaire + consignes
A- L’invention de techniques et d’outils adaptés : les microscopes
Afin de déterminer que les êtres vivants sont faits de cellules, il faut pouvoir les observer
L’invention du microscope a donc été une avancée majeure dans l’établissement de la théorie cellulaire.
Le premier microscope a été mis au point en 1595 par Zaccharias Jansen et permettait de grossir 10 fois les objets observés
Depuis, la mise au point de microscopes de plus en plus performants a permis d’observer le vivant et d’en déduire la théorie cellulaire.
Aujourd’hui, différents types de microscopes sont adaptés à différents usages :
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Le microscope optique (MO) permet de voir des cellules grâce à des lentilles qui courbent la lumière.
Il faut pour cela faire des coupes très fines des êtres vivants, pour que la lumière traverse les cellules.
Sa résolution est de 10 µm à 1 mm
- Les microscopes électroniques (ME) permettent de voir les grosses molécules et les organites à l’intérieur des cellules grâce à l’utilisation de faisceaux d’électrons. Leur résolution est de 1nm à 10 µm.
Le ME à Balayage (MEB) permet de voir en relief de l’extérieur des cellules
Le ME à transmission (MET) permet de voir à l’intérieur des cellules
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- Les microscopes à effet tunnel et à force atomique permettent d’observer les atomes et petites molécules Leur résolution est de 0,1nm à 10 nm
L’invention du microscope a permis la découverte des cellules, et le perfectionnement des microscope a permis de progresser sur la connaissance de leur structure, leur fonctionnement : On montre ici une corrélation directe entre la technique et les sciences.
B- Des preuves expérimentales et des coopérations entre scientifiques
Le développement des microscopes a permis :
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- A Robert Hooke d’inventer le mot cellule en observant du liège (cellules mortes) en 1665
- A Théodor Schwann d’observer que tous les végétaux sont faits de cellules en 1838
- A Mathias Schleiden d’observer que tous les animaux sont faits de cellules en 1839
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La coopération scientifique entre Schwann et Schleiden leur a permis d’affirmer que tous les êtres vivants sont faits de cellule (2° affirmation de la théorie cellulaire).
Les diverses observations microscopiques au cours du temps ont montré la première affirmation de la théorie : la cellule est le plus petit objet vivant autonome.
C- La théorie de la génération spontanée réfutée par l’expérience.
De l’antiquité jusqu’aux années 1950 la théorie la plus répandue était la théorie de la génération spontanée, qui indiquait que les cellules naissaient de matière inerte ou de matière en décomposition.
Cette théorie venait à l’origine d’un dogme religieux, et a ensuite été démontrée par des expériences qu’on sait aujourd’hui être peu rigoureuses.
Schéma de l’expérience de Pouchet, démontrant la génération spontanée :
Dans cette expérience, Pouchet ne réalise pas de témoin.
Son expérience manque donc de la rigueur nécessaire pour que les résultats soient valables.
En 1858, Rudolf Virchow propose l’hypothèse qu’une cellule ne peut apparaitre que par la division cellulaire d’une autre cellule et que la théorie de la génération spontanée est fausse. Il réalise de nombreuses observations pour le prouver.
En 1861, Louis Pasteur a démontré par une expérience plus rigoureuse que celle de Pouchet, que la génération spontanée n’avait pas lieu, et que les êtres vivants ne pouvaient pas apparaitre de matière inerte. Il a ainsi confirmé la théorie de Virchow et établi la troisième affirmation de la théorie cellulaire.
–> Questions-réponses pour réviser