La cellule est l'unité fondamentale de la vie .C'est aussi l'entité biologique la plus simple capable de vivre isolée .dans un diagramme unicellulaire (figure 01), la cellule s'occupe de tous les processus vitaux alors que dans un organisme pluricellulaire les cellules rendent a se spécialise .Elles dépendent les unes des autres, chaque cellule se chargeant de fonctions particulières.
Les caractéristiques de la cellule végétale
| (figure 01) |
Si on observe une coupe transversale de feuille au microscope optique, il aise de voir que le limbe est constitué de cellulose plus ou moins polyédriques compartimentées .De l'extérieur vers l’intérieur, on distingue plusieurs onces
-La paroi une zone épaisse opaque
-le cytoplasme zone translucide composée de cytosol et des organites
-un noyau a l'intérieur du cytoplasme situé en périphérie de la cellule
-des chloroplastes a l'intérieur du cytoplasme de couleur verte ils possèdent de chlorophylle siège de la photosynthèse
-une vacuole qui occlue toute la zone centrale de la cellule
L’observation en microscope électronique révèle d'autres structures. On distingue ainsi de nouvelles structures:
-A l'intérieur du cytoplasme apparaissent de nouveaux organites .Les mitochondries présentent en coupe des crêtes .Les lysosomes sont ronds.
Enfin, les corps de golgi se présentent sous forment de saccules aplatis .Tous ces corpuscules sont dans un réseau tubulaire dense le réticulum endo-plasmatique ponctué de points noirs ; les ribosomes
Comparaison avec la cellule animale
la cellule végétale n'est pas très différente de la cellule animale car on y trouve à peu pies les mémés constituants. Elle se caractérise par la présence d'une paroi épaisse, des vacuoles plus développées que chez la cellule animale et des plastes.
->cellule végétale:
paroi cellulaire
grandes vacuoles turgescentes
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| La paroi cellulaire (figure 02) |
existence de plastes
pas de centrosome
-> cellule animale:
pas de paroi
petites vacuoles non turgescentes
pas de plastes
un centrosome
La cellule est le siège de nombreux processus biochimiques mettant en jeu un très grand nombre de molécules organiques et d'ions inorganiques. les cellules contiennent 90% d'eau et sur le 10% de matière sèche restants, il y a pratiquement 10% de protéines et 90%de glucides et de lipides
Une originalité du monde végétal sur le monde animal est la présence d'une paroi cellulaire située au delà du plasmalemme. Elle est aussi appelée membrane squelettique ou paroi pectocellulosique. Elle est indispensable chez les végétaux, car elle empêche l'éclatement de la cellule suite à l'absorption de l'eau. Elle assure la rigidité de la cellule sans pour autant empêcher généralement l'eau et les solutés de la traverser pour atteindre le plasmalemme .il s'agit d'un compartiment permanent d ont l'épaisseur est variable, allant d'une jeune cellule à une cellule âgée.
Composition chimique
La paroi cellulaire est constitué de glucide (-90%de la masse de matière sèche) et de protéines (-10%).Les glucides sont essentiellement des polysaccharides de trois types .La cellule qui le constituant fondamental de la paroi, les hémicelluloses et les pectines
La cellulose la cellulose est le principal constituant des végétaux et en particulier de la paroi de leurs cellules .La cellulose est un glucide polymère du glucose ou polyholoside ou polysaccharide de glucose de formule C12H10O5)n n compris entre200et14000)C'est une macromolécule formée par l'enchaînement linéaire et homogène d'un nombre élevé de molécules de glucose.
C'est un polysaccharide insoluble dans l'eau et les solvants organiques .La cellulose est difficile a décomposer, certains herbivores qui la consomment possèdent des bactéries dans leur système digestif capables de le faire. L’hydrolyse partielle par l'acide dilué, donne un hiloside : le B-1-4 cellobiose (C12H22O11). Hydrolyse totale, par un acide fort donne des molécules de glucose (C1ZHZZO5) n
Les constituants secondaires
-Les hémicelluloses polysaccharides qui donné par hydrolyse totale des pentoses (sucre enC5) qui sont le xylose et l'arabinose et des hexoses (glucose).(figure 03)
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| (figure 03)Constituants de la paroi végétale |
Les composes pectiques : c’est l'union de plusieurs molécules d'acide galacturonique obtenu par oxydation d'une molécule de galactose .La fonction acide est estérifiée par les acides aminés ? Sinon elle est liée a des ions par exemple Ca2 divalent La cohésion des composes pectiques est ainsi assurée. Il existe trois types de composés
Pectiques .L degré d'estérification caractérise :
-l'acide pectique peu méthyles ce sont des substances insolubles
- la pectine très méthyle elle est soluble et gélifie. Fortement les solutions qui en contiennent en présence de sucre et d'acide (effet recherche dans la fabrication des confitures et gelées);Des enzymes pectolytiques permettant de la transformer en acide pectique.
Le pectose c'est la combinaison entre les substances pectiques et la cellulose avant maturité. L'hydrolyse des pectoses par la pectase au moment de la maturation des fruits libèrent des pectines et de la cellulose.
la pectine du commerce provient de pommes ou de poires et de plus en plus fréquemment des écorces de citrus (orange citron).elle est commercialisée sous forme liquide ou en cristaux. Additionnée ou non de sucre et d'acide citrique pour la préparation des confitures et des gelées.
la chitine elle est constituée de n mol2cules d'un sucre aminé. la glucosamine et d'autant de molécules d'acide acétique. Elle est présente surtout dans la paroi des champignons (elle constitue l'élément principal de l'exosquelette des insectes.
Les protéines de la paroi cellulaire sont des glycoprotéines synthétisées dans l'appareil de golgi il s'agit de chaînes polypeptidiques portant des chaînes glucidiques latérales. on attribue à ces protéines un rôle dans la croissance des parois cellulaires.
-structure de la paroi
Chez une cellule adulte la paroi cellulaire est formée de trois couches
Dans la paroi la cellulose est organisée en structures fibrillaires partiellement reliées entre elles par une matrice de composées pectiques et d'hémicellulose. Elle formée de plusieurs couches
la lamelle moyenne ou membrane mitoyenne. C’est le ciment qui unie les cellules les unes aux autres. Formée de composées pectiques insolubles à l’eau. Elle peut renfermer des dépôts de lignine. L’hydrolyse par pectinase détruire la cohésion cellulaire et les cellules se trouvent dans une sorte gelée (comme le pulpe de fruit)
La paroi primaire peu épaisse composée d'hémicelluloses et de composées pectiques. la texture des dispersée les micrifibrilles de celluloses sont disposées sans ordre forme un réseau de filaments.
La cellulose, l'hémicellulose et la pectine sont des polymères très hydrophiles. La paroi primaire est imbibée d'eau'-75%d'eau)et très perméable a l'eau et aux substances qui y sont dissoutes. La paroi primaire est mince et souple. Les cellules qui n'ont qu'une paroi primaire peuvent se reproduire et s’étirer (ce qui permet la croissance.
La paroi primaire
La paroi primaire : lorsque la cellule atteint sa taille et sa forme définitive ; la paroi secondaire superposée la paroi primaire vers l'intérieur. Elle est plus épaisse et plus rigide, formée essentiellement de cellulose. Les fibres de cellulose sont disposées de façon régulière en une structure parallèle .Elles forment des hélices redressées et dispersées en strates successives. Leur présentation n varie d'une strate a l'autre
La paroi secondaire
- beaucoup plus épaisse que la paroi primaire
- se forme quand la cellule se différencie (se spécialise)
-plus riche en cellulose
- contient de la lignine en plus autre constituants de la paroi primaire
La lignine est le polymère polyohenolique hydrophobe et elle rend la paroi secondaire plus rigide et tes peu perméable
La paroi secondaire
La lignine est un polymère e complexe formé d'alcools phénoliques ( il y en a trois sortes).Alors que la pectine et l'hémicellulose forment des liaisons hydrogénés faibles avec la cellulose ,la lignine forme des liaisons covalentes donc lus solides .C'est pourquoi la paroi ii primaire est souple les liaisons se défont et se refont facilement alors que la secondaire est rigide .La lignine est thermoducible, elle peut se déforme même les bois les plus durs. La lignine est un polymère dont les bénites forment un complexe réseau en trois dimensions.
Toutes les cellules ont une paroi primaire comprenant quelques micro-fi brilles de cellulose et une lamelle moyenne (dépourvue de cellulose)qui constitue le même assurant la jonction entre les cellules d'un tissu .Les cellules de soutien comme le sclérenchyme présente une cavité centrale vide (la cellule est morte )et une paroi secondaire épaisse .Celles ci est généralement horizontalement en périphérique et verticalement au milieu . La paroi ii est formée d'une armature de fibres de cellulose unies par différents polymères hémicellulose pectine lignine servant de colle