La vie, des plus grands aux plus minuscules, est composée de cellules. Les cellules sont les éléments constitutifs de la vie et fournissent les matériaux nécessaires à l’existence de la vie.
Alors que les cellules de tous les horizons contiennent des structures similaires, telles que l’ADN et les protéines, il existe deux types de cellules différents en fonction de la façon dont ces structures sont organisées en interne. Les cellules procaryotes, celles des bactéries et des archées, sont simples dans leur organisation. Par exemple, bien que leur génome soit densément emballé, il n’est pas entouré d’une membrane. Les cellules eucaryotes, c’est-à-dire celles qui composent les animaux, les plantes et les champignons, sont plus complexes. Ils compartimentent leurs structures internes en organites, des structures membranaires qui remplissent des fonctions spécifiques. Contrairement aux procaryotes, l’ADN eucaryote est enfermé dans une membrane nucléaire. Les autres organites comprennent le réticulum endoplasmique, la mitochondrie et le lysosome.
Les premières cellules sur terre apparaissent dans les archives fossiles d’il y a environ 3,7 milliards d’années et on pensait qu’elles étaient procaryotes. Les cellules eucaryotes sont apparues pour la première fois il y a environ 2,4 milliards d’années lorsqu’une cellule semblable à une amibe a englouti une cellule bactérienne et a formé une coexistence stable. Au fil du temps, cette cellule à l’intérieur de la cellule a évolué pour former des structures telles que le chloroplaste et la mitochondrie.
Les plantes et les animaux ont également des besoins métaboliques et structurels divers, ce qui entraîne d’autres différences dans leurs cellules. Parce que les plantes ont besoin de produire leur propre énergie, les cellules végétales contiennent des chloroplastes qui aident à la photosynthèse. La cellule végétale comprend également une grande vacuole pour stocker les protéines, les métabolites et l’eau. Enfin, les cellules végétales ont également une paroi cellulaire rigide, nécessaire à la croissance et à la rétention d’eau.
Comme les cellules sont si petites, elles ne peuvent être observées qu’à l’aide de la microscopie. L’un des moyens les plus simples d’observer les cellules est d’utiliser le microscope à champ clair. Ce microscope contient une source lumineuse, une lentille à condensateur pour focaliser la lumière, une lentille oculaire pour visualiser l’échantillon et une lentille d’objectif pour le grossissement. Un microscope n’est pas la seule chose nécessaire pour visualiser l’invisible. Les structures à l’intérieur des cellules sont transparentes, de sorte que les cellules doivent être colorées avec des colorants. Par exemple, la safranine est utilisée pour colorer les noyaux cellulaires en rouge.
Dans cet exercice de laboratoire, vous utiliserez un microscope composé pour visualiser les cellules de la joue et les cellules végétales.
Visualisation de l’oignon et des cellules humaines
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Dans cette expérience, vous allez préparer différents types de cellules d’une plante et d’un animal, d’un oignon et d’un humain respectivement, puis les visualiser au microscope. L’hypothèse expérimentale est que les cellules apparaîtront différentes dans leur forme générale et leur structure membranaire, mais qu’il y aura des structures similaires partagées, comme des noyaux, dans les deux cellules. L’hypothèse nulle de l’expérience est qu’il n’y aura pas de différence de structure entre les deux types de cellules.
Tout d’abord, pour préparer une lame de cellules animales, commencez par verser 30 mL d’eau distillée dans un bécher.
Ensuite, utilisez un compte-gouttes en verre pour placer 2 à 3 gouttes d’eau au centre d’une lame de microscope propre.
Ensuite, prenez un cure-dent propre et grattez l’intérieur de votre joue pour recueillir les cellules. ATTENTION : Ne grattez pas vos joues de manière trop agressive. Le grattage ne doit pas causer d’inconfort ou de saignement.
Placez l’extrémité du cure-dent avec les cellules de la joue sur la zone mouillée de la lame et mélangez les cellules de l’eau et de la joue ensemble.
Ensuite, ajoutez deux gouttes de solution de coloration au bleu de méthylène sur la zone mouillée de la lame et mélangez-la avec un cure-dent propre.
Laissez reposer le mélange à température ambiante pendant 3 minutes.
Après 3 minutes, utilisez un compte-gouttes en verre pour ajouter une goutte de glycérol au mélange.
Soigneusement, placez une lamelle sur le mélange sur la lame en plaçant d’abord une extrémité de la lamelle verticalement et en l’alignant le long d’un côté du mélange. Ensuite, abaissez soigneusement l’autre extrémité du couvercle jusqu’à ce que le mélange soit complètement recouvert.
Enfin, retirez tout excès de liquide avec du papier buvard.
Ensuite, préparez une lame de cellules végétales en plaçant cinq gouttes d’eau distillée dans un verre de montre propre.
Ensuite, avec une pince, prenez une fine bande d’oignon et placez-la dans l’eau.
Appliquez 5 gouttes de solution de safranine sur un autre verre de montre.
Maintenant, à l’aide d’une paire de pinces, transférez le morceau d’oignon de l’eau distillée dans la safranine.
Laisse tremper l’oignon pendant 30 secondes.
Puis, à nouveau avec une pince, remettez l’oignon dans l’eau distillée.
Maintenant, placez 3 gouttes de glycérol au centre d’une lame de microscope en verre.
À l’aide de la pince à nouveau, transférez l’oignon dans le glycérol sur la lame.
Placez délicatement un lamelle sur l’oignon sur la lame et épongez tout excès de liquide avec un morceau de papier buvard.
Ensuite, vous visualiserez les lames que vous avez préparées à l’aide d’un microscope composé. Tout d’abord, allumez la lunette et réglez l’objectif sur le niveau de grossissement le plus bas. REMARQUE : Un microscope composé a généralement deux niveaux de grossissement.
Placez la lame de tissu de la joue sur la platine du microscope et faites la mise au point sur les cellules en ajustant la platine et en utilisant le bouton de réglage grossier.
Lorsque les cellules sont actives, observez les cellules individuelles et dessinez ce que vous voyez. Répétez ces observations à des grossissements moyens et élevés en ajustant la mise au point à l’aide du bouton de réglage fin. IMPORTANT : N’utilisez PAS le bouton de réglage grossier à des grossissements élevés.
Ensuite, tournez le nez de manière à ce que la lentille d’huile soit presque en place.
Placez une goutte d’huile d’immersion sur le couvercle de la lame de la joue.
Utilisez la lentille à huile pour visualiser les cellules de la joue et enregistrer vos observations.
Répétez ces étapes pour visualiser la cellule de l’oignon, en passant à nouveau des lentilles faibles à moyennes, élevées et à l’huile (étapes 20 à 24).
Enregistrez toutes vos observations et notez les différences que vous voyez entre les cellules animales et végétales.
Lorsque vous avez terminé, placez la lame de la joue et les cure-dents dans une solution d’eau de Javel diluée. Jetez les glissières du couvercle dans un conteneur à déchets en verre.
Enfin, éteignez le microscope et nettoyez les lentilles avec du papier de nettoyage pour lentilles.
Résultats
Calcule l’agrandissement total pour chacun des niveaux de visualisation. N’oubliez pas de tenir compte à la fois du grossissement de l’oculaire et du grossissement de l’objectif. REMARQUE : Oculaire : Grossissement 10X, Lentille d’objectif : Grossissement 4X, 10X et 40X
Ensuite, identifiez les différences structurelles entre les cellules végétales et animales à l’aide des observations faites au microscope.
Étiquetez les noyaux dans les deux types de cellules, puis mettez en évidence ou notez les différences que vous voyez entre eux.
