L'assemblage de molécules est responsable d'un niveau d'organisation plus grand : les cellules.
Les connaissances associées aux cellules de cette structure sont directement liées à l'invention du microscope. L'observation des êtres vivants a permis d'établir progressivement le concept de cellule. La cellule est l'unité structurale du monde vivant. Tous les êtres vivants en possèdent. Elle est caractérisée par la présence d'un cytoplasme entouré d’une membrane plasmique.
Les cellules présentent une grande variabilité de taille, de forme, de contenu ou de fonction. Le microscope électronique a permis d’identifier, chez les cellules eucaryotes, les organites (mitochondrie, appareil de Golgi…). Ce qui a permis de comprendre la relation entre les molécules et les structures cellulaires.
La membrane plasmique est une bicouche de phospholipides dans laquelle sont enchâssées des protéines ou des glycoprotéines. L’ensemble forme une structure :
- Stable. La partie hydrophile (polaire) des lipides est en contact avec les milieux aqueux (milieu extracellulaire et cytoplasme) et la partie hydrophobe (apolaire) se situe à l'intérieur de la membrane, à l'abri de l'eau.
- Dynamique. La membrane est fluide. Des échanges sont possibles entre les milieux intra et extracellulaires.
