L’ORGANISATION DE LA CELLULE AU MICROSCOPE OPTIQUE OU STRUCTURE CELLULAIRE

I-HISTORIQUE

L’ORGANISATION DE LA CELLULE AU MICROSCOPE OPTIQUE : Dès la fin du XVI siècle, on constate que l’association de deux lentilles permet d’avoir des grossissements assez considérables. En 1665 le physicien anglais Robert HOOKE observe et découvre de petites « chambres » (des cellules) dans un fragment de liège. Des cellules ont par la suite été observées chez les animaux par Schwann. A partir de cette période l’étude du contenu cellulaire a commencé et a permis de découvrir que la cellule est la plus petite unité fonctionnelle de tout organisme vivant.

II-PRINCIPE DU MICROSCOPE OPTIQUE

Le microscope optique ou photonique sert à agrandir des objets invisibles à l’œil nu. Cet agrandissement est dû à un système de lentilles, porté par des pièces métalliques formant le statif. L’éclairage est assuré par un dispositif spécial.

Le statif

Il est constitué d’un ensemble de pièces :

• Le pied (8) qui supporte l’ensemble du microscope.
• La potence (11) qui relie les différentes parties du microscope et facilite son transport.
• La platine (5) sur laquelle est posée la préparation et qui est percée d’un trou laissant passer la lumière.
• Les valets (4) situés sur la platine et permettant de fixer la préparation.
• Le chariot permettant un déplacement latéral et antéropostérieur de la platine pour explorer toute la préparation.
• Le tube optique (2) portant à ses extrémités deux systèmes de lentilles (oculaire et objectif).
• Les vis macrométriques (9) ou crémaillère et micrométrique (10) permettent la mise au point c’est-à-dire l’obtention d’images nettes.

L’optique

• L’oculaire (1) est un ensemble de lentilles situées sur la partie supérieure du tube optique, participant à l’agrandissement de l’image de l’objet.
• Les objectifs (3) sont fixés sur le revolver (12) et possèdent chacun un grossissement qui peut changer en tournant le revolver.
• Le diaphragme (13) qui régule la quantité de lumière atteignant la préparation.
• Le miroir (7) réfléchit la lumière reçue vers la préparation.
• Le condensateur (6) fait converger les rayons lumineux vers la préparation.

Le microscope optique utilise un faisceau lumineux, des lentilles optiques et a une résolution de 0,5 micromètre.

III. PRÉPARATION MICROSCOPIQUE

Lors de la préparation l’objet peut être fixé, coloré et/ou coupé.

1-Fixation

Elle consiste à tuer la cellule tout en conservant sa structure. Les fixateurs les plus utilisés sont : le formol, l’acide osmique associé ou non à l’acide acétique.

2-Coupe

L’objet fixé ou pas est coupé en tranches fines (5um ou moins) par un microtome.

3-Coloration

Les colorants sont utilisés pour mettre en évidence certaines parties de la cellule tout en les maintenant en vie le plus longtemps possible (exemple du rouge neutre).

IV-OBSERVATION

Pour observer, il faut vérifier d’abord le fonctionnement de l’éclairage et régler le miroir pour voir un point lumineux dans l’oculaire.

Ensuite, je pose la préparation sur la platine et je la déplace pour mettre l’objet au-dessus du trou central, puis je la fixe avec les valets. J’observe en commençant par le faible grossissement.

Enfin, je regarde dans l’oculaire et à l’aide de la vis micrométrique je remonte le tube optique jusqu’à avoir une image, la netteté de l’image est obtenue grâce à la vis micrométrique. Je peux déplacer la préparation dans tous les sens pour l’explorer en entier. Pour changer de grossissement on ne fait que tourner le revolver.

Le grossissement est obtenu en multipliant celui de l’oculaire avec celui de l’objectif ou en faisant le rapport taille image mesurée/taille réelle de l’objet.

V-ORGANISATION DE LA CELLULE

1-Observation de cellules végétales

1-1-Observation de cellules d’épiderme de bulbe d’oignon

• Montage

Montons entre lame et lamelle un fragment l’épiderme de la face concave d’une écaille de bulbe d’oignon dans une goutte d’eau ou de rouge neutre à 1/5000.

• Observations

Nous avons les images suivantes :

1-2-Observation de cellules de bulbe d’oignon colorées au vert de Janus et au tétroxyde d’osmium

La coloration au vert de Janus des cellules d’épiderme interne de bulbe d’oignon laisse apparaître des filaments colorés en vert, ce sont les mitochondries.

L’imprégnation des cellules de bulbe d’oignon au tétroxyde d’osmium montre la présence de petites écailles superposées, les dictyosomes dont l’ensemble forme l’appareil de Golgi.

1-3-Observation de cellules d’élodée

• Montage

Plaçons un fragment d’épiderme de feuille d’Elodée (plante verte d’eau douce) dans une goutte d’eau, entre lame et lamelle.

• Observations

Nous avons au grossissement 400 l’image suivante :

1-4. Observation de cellules de pulpe de banane

• Montage

Montons entre lame et mamelle un petit fragment de pulpe de banane, juste sous la peau, et dissocions-le dans quelques gouttes d’eau iodée posée sur une lame.

• Observations

Nous avons au grossissement 400 l’image suivante :

V-2-Observation de cellules animales

2-1-Observation de cellules de l’épithélium buccal

• Montage

Raclons doucement avec l’ongle la face interne de la joue, déposons dans une goutte d’eau placée sur une lame les débris grisâtres ainsi recueillis, puis recouvrons par une lamelle.

• Observation

Nous avons au microscope les images suivantes :

2-2-Observation de cellules sanguines

• Montage

Mettons une goutte de sang sur une lame et réalisons un frotti sanguin en l’étalant sur la lame avec la lamelle.

• Observation

Nous avons au microscope les images suivantes :

2-3-Observation de paramécies

• Montage

Mettons une goutte d’eau de marre entre lame et lamelle.

• Observation

Nous avons au microscope les images suivantes

 

NB : Les cellules présentent en général des formes géométries régulières (arrondies ou polyédriques) et ont un noyau, mais certaines cellules ont des formes irrégulières (les neurones), changeantes (les amibes, certains leucocytes), des organes de déplacement (cils, flagelle, pseudopodes) ou présentent plusieurs noyaux (les cellules musculaires).

 

VI-COMPARAISON DE LA STRUCTURE DES CELLULE ANIMALES ET VÉGÉTALE

Les cellules animale et végétale ont en gros la même organisation au microscope optique avec la présence d’une membrane plasmique, d’un noyau, d’un nucléole, d’un cytoplasme, des mitochondries, d’un appareil de Golgi et des vacuoles. Cependant, chez la cellule végétale on note la présence de la paroi pectocellulosique et des chloroplastes, qui sont absents chez la cellule animale et l’absence du centrosome que l’on note chez la cellule animale.

VII-CARACTÉRISTIQUES, AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DU MICROSCOPE OPTIQUE 

Le microscope optique présente les caractéristiques suivantes :

• Grossissement de 25 à 1500 fois ;
• Pouvoir séparateur d’environ 0,5 μm ;
• Préparation traversée par la lumière (photons) ;
• Les lentilles sont en verre ;
• Image est reçue directement.

Il a des avantages car on peut :

• Voir des cellules entières ;
• Observer une cellule vivante ;
• Utiliser des colorants et voir des couleurs réels.

Mais il présente des inconvénients, car on ne peut pas voir la structure fine des constituants de la cellule, c’est-à-dire son ultrastructure.

NB : 1 m = 10⁶ μm (micromètre) ; 1 m = 10¹⁰ Å (angström).

CONCLUSION

Les cellules sont très diversifiées par leur forme (allongée, hexagonale, arrondie irrégulière…), leurs tailles et leurs aspects (ciliée, polynucléée, flagellée…).

L’observation du cytoplasme montre la présence d’éléments dont la structure fine est difficile à décrire au microscope optique, d’où la nécessité d’utiliser un microscope à fort grossissement, le microscope électronique.