La cellule, unité du vivant

Pour observer des cellules, on prépare un échantillon très fin (une coupe) ou on isole quelques cellules, que l'on dépose entre lame et lamelle dans une goutte d'eau ou de colorant (une préparation microscopique). On procède ainsi :

• Placer la préparation sur la platine du microscope, côté lamelle vers l'objectif.
• Commencer par le plus faible grossissement (objectif $\times 4$ ou $\times 10$) pour repérer la zone à observer.
• Faire la mise au point à l'aide de la vis macrométrique, puis affiner avec la vis micrométrique.
• Passer progressivement à un objectif plus fort ($\times 40$, voire $\times 100$ à l'huile à immersion) pour distinguer les cellules puis leurs organites.
• Estimer une taille réelle à partir du grossissement total (produit du grossissement de l'oculaire et de celui de l'objectif) ou à l'aide d'une échelle.

Sur une photographie ou un schéma légendé d'une échelle (un segment associé à une longueur réelle connue, par exemple $20\mu \mathrm{m}$), on mesure au réglet :

• la longueur ${\ell }_{\text{eˊchelle}}$ du segment-échelle sur le document (en mm ou cm) ;
• la longueur ${\ell }_{\text{objet}}$ de la structure à mesurer sur le même document, avec la même unité.

On en déduit la taille réelle $T$ de l'objet par un produit en croix :

$$T=\frac{{\ell }_{\text{objet}}}{{\ell }_{\text{eˊchelle}}}\times T_{\text{eˊchelle}}$$

où $T_{\text{eˊchelle}}$ est la longueur réelle représentée par le segment-échelle.

• Une cellule eucaryote (animale ou végétale) mesure typiquement entre $10\mu \mathrm{m}$ et $100\mu \mathrm{m}$.
• Une bactérie (cellule procaryote) est beaucoup plus petite : de l'ordre de $1\mu \mathrm{m}$ à quelques micromètres.
• Un noyau cellulaire mesure quelques micromètres ($\approx 5\mu \mathrm{m}$ à $10\mu \mathrm{m}$).
• Le microscope optique permet de distinguer la cellule et ses grands organites (grossissement jusqu'à $\times 1000$ environ, limité par la longueur d'onde de la lumière visible).
• Le microscope électronique atteint des grossissements bien supérieurs (plusieurs centaines de milliers de fois) et permet d'observer le détail fin des organites, voire de grosses molécules.

Deux cas se présentent :

• les organismes unicellulaires, formés d'une seule cellule qui assure, à elle seule, toutes les fonctions du vivant (exemple : une bactérie, une levure, une amibe) ;
• les organismes pluricellulaires, formés de très nombreuses cellules (plusieurs dizaines de milliers de milliards, de l'ordre de 30 000 milliards, chez l'être humain adulte) qui coopèrent et se répartissent les fonctions.

Dans les deux cas, la cellule reste l'unité de base : aucune structure plus petite qu'elle n'est, isolément, capable des propriétés du vivant.