La cellule végétale - Unité et diversité

A. Les cellules de l’épiderme externe (exemple de l'épiderme des écailles de bulbe d’oignon rouge).

• Le fragment de l’épiderme est formé d’un ensemble de cellules de forme géométrique.
  • Chaque cellule est entourée d’une membrane cellulosique doublée d’une membrane cytoplasmique. On distingue à l’intérieur le cytoplasme hétérogène (les inclusions plus visibles à l’eau iodée, on remarque des inclusions huileuses réfringentes) et un noyau contenu dans le cytoplasme (le noyau est lui-même hétérogène contenant un ou plusieurs nucléoles réfringents). Dans le cytoplasme, on observe une zone homogène colorée en rouge, la vacuole.
  • La vacuole occupe toute la cellule, elle présente un aspect homogène. Le cytoplasme fondamental est périphérique et pressé entre la vacuole et la membrane pecto-cellulosique qui oppose une résistance qui empêche l’éclatement de la vacuole.

B. La cellule de feuille d'Elodée (voir manuel Bordas 2010, page 37)

C. Les tissus de Poireau

• L’épiderme est un tissu de protection. Il limite l'extérieur de l'intérieur (cellules épidermiques) mais permet aussi des échanges entre les deux milieux (les stomates).
  • Le plan superficiel.
    • Ce sont les cellules épidermiques, polyédriques et allongées, incolores, formant une assise, la plus périphérique, en une seule couche. Les cellules sont caractérisées par une membrane cellulosique en profondeur et cutinisée en surface. La cuticule formée par cutinisation, limite la perméabilité ou peut même rendre l’épi-derme imperméable. La cuticule est constituée de lipides, cire naturelle qui donne un aspect luisant et vernissé à certaines feuilles.
  • Le plan profond.
    • Ce sont les cellules stomatiques, réniformes et réunies deux à deux, renfermant des chloroplastes. Les deux cellules d'un stomate délimitent une petite ouverture, ou ostiole, qui se continue au niveau des cellules épidermiques.
• Le parenchyme est un tissu interne de soutien.
• Le parenchyme chlorophyllien contient des chloroplastes qui assurent la photosynthèse.
• Les tissus conducteurs :
  • de la sève brute sont des tubes constitués de cellules mortes associées dont il ne reste que la membrane externe renforcée par des spirales et des anneaux de cellulose.
  • de la sève élaborée constitués de cellules alignées dont les cloison poreuses facilitent la migration de la sève élaborée (sucrée) issue de la photosynthèse.

D. Observations complémentaires de cellules végétales : d’autres tissus végétaux.

1. Les cellules de la pulpe de Banane.

• Des cellules de forme arrondie, la membrane est amincie et a perdu sa rigidité par gélification.
• C'est la gélification qui est responsable de la mollesse du fruit mûr et du fait que les cellules se séparent facilement par écrasement.
• À l’intérieur du cytoplasme des inclusions colorées en bleu noir par l’eau iodée sont les amyloplastes. Leur contour est flou car ils commencent à se décomposer pour donner le glucose responsable du goût sucré du fruit.

2. Les amyloplastes de tubercule pomme de terre.

• Plus faciles à observer car pas encore en voie d’hydrolyse, les amyloplastes présentent les stries d’accroissement, témoins de la fixation de l’amidon en strates sur le plaste autour du hile.

3. Les cellules de la pulpe de Tomate.

• Comme pour la pulpe de banane, la gélification de la membrane est responsable de la séparation des cellules qui prennent une forme arrondie.
• Le cytoplasme de ces cellules contient des plastes rougeâtres, les chromoplastes, fixant des cristaux en forme d’aiguille (des pigments colorés) de lycopène. Une autre manière de colorer les tissus est utilisée par l’Oignon rouge, elle consiste à colorer la vacuole.

E. Conclusions à l’observation de cellules végétales
Document : schéma d’une cellule végétale en 3D.

Les observations ont permis de déterminer trois constituants cellulaires principaux.

1. La membrane.

• Elle est appelée membrane cellulosique ou squelettique. Elle donne au végétal un contour net. Elle est en partie responsable de la rigidité des tissus végétaux.
  1. Sa nature chimique.
     • Elle est formée de cellulose (C6H10O5)n. Elle perméable à l’eau et aux sels dissous. Tant qu’elle conserve sa nature cellulosique, elle est colorable en rose au carmin aluné. Les cellules sont unies par un ciment pectique composé de glucides que peuvent se transformer en gelée.
  2. Les modifications de la membrane.Au cours de son vieillissement, elle peut s’imprégner de substances qui modifient ses propriétés :
     • la cutinisation : imprégnation de cutine (ex : l’aspect vernissé des feuilles de houx) ;
     • la lignification : formation de lignine (substance caractéristique du bois) ;
     • la subérification : formation de suber ou liège (caractéristique de l’écorce).
• Les membranes modifiées ne sont plus colorables en rose par le carmin aluné mais en vert par le vert d’iode.

2. Le cytoplasme est le siège de l'activité cellulaire

1. Le cytoplasme fondamental
   • Substance transparente à la consistance de gelée, animé de mouvements de cyclose.
2. Les inclusions cytoplasmiques
   • Les plastes : ce sont des granulations pouvant fixer des substances diverses comme la chlorophylle (les chloroplastes), l’amidon (les amyloplastes) ou le lycopène (les chromoplastes)…
   • Les vacuoles : ce sont des cavités du cytoplasme remplies d’un liquide, le suc vacuolaire constitué d’une solution complexe (de colorant comme les anthocianes des pétales d’anémone, de saccharose, de glucose chez les fruits doux, de parfums et essences diverses). Elles occupent un volume très important dans la cellule, elles peuvent se déshydrater et leur contenu cristalliser comme dans certaines graines.
   • Les autres inclusions sont différentiables à un plus fort grossissement en microscopie électronique. Ce sont en particulier les mitochondries. On a remarqué aussi les gouttelettes réfringentes de lipides.
3. La membrane cytoplasmique.
   • Elle limite le cytoplasme et est en contact avec la membrane cellulosique.

3. Le noyau

• Il forme avec le cytoplasme la partie vivante de la cellule. En général unique, de forme lenticulaire, il est situé dans le cytoplasme fondamental.
• Il est constitué d’une membrane nucléaire. Il contient le suc nucléaire où flottent un ou plusieurs nucléoles de même qu’un réseau de filaments de chromatine, lesquels forment les chromosomes au moment de la mitose.

4. Les tissus végétaux

• Nous venons de voir que les cellules végétales sont reconnaissables à certains caractères. Mais elles présentent aussi des différences :
  • de forme,
  • de disposition les unes par rapport aux autres,
  • au niveau de certains constituants cytoplasmiques.
• Les cellules sont différenciées et assurent des fonctions différentes. Un groupe de cellules assurant une même fonction forme un tissu, un exemple, l’épithélium, qui joue un rôle de protection des écailles du bulbe ou le tissu chlorophyllien responsable de la photosynthèse ou encore les tissus de réserve de la pulpe de Banane.