1. les CARACTÉRISTIQUES DES VÉGÉTAUX
2. La cellule végétale
Les premiers êtres vivants, apparus sur terre il y a environ 3,5 milliards d'années, étaient des bactéries dépourvus de noyau cellulaire : des procaryotes. C'est à partir de ces procaryotes que des êtres plus complexes sont apparus : les eucaryotes. Leur caractéristique essentielle est de posséder un noyau cellulaire qui renferme l'ADN, support de l'information génétique. Tous les animaux et les végétaux sont des eucaryotes.
Les principaux caractères distinctifs entre eucaryotes et procaryotes sont résumés dans le tableau suivant :
CARACTÈRES DISTINCTIFS
PROCARYOTE EUCARYOTE
Pas de noyau Existence d'un noyau
Division cellulaire par scissiparité Division cellulaire par mitose et par méïose
Pas d'organites subcellulaires Nombreux organites
(mitochondries, reticulum, dictyosomer,
et plastes chez les végétaux)
Paroi glycoprotéique Paroi pectocellulosique chez les végétaux
Pas de cytosquelette Cytosquelette (actine, microtubules)
La cellule végétale se distingue à son tour de la cellule animale par trois caractéristiques cytologiques majeures :
les plastes et pigments assimilateurs (chlorophylles, caroténoïdes, phycobilines)
la paroi
la vacuole
Les plastes et les pigments assimilateurs
Les plastes sont des organites limités par deux membranes. Ils dérivent tous de proplastes et sont de deux types :
Les leucoplastes, dépourvus de pigments, tels les amyloplastes qui accumulent de l'amidon, substance de réserve.
Les chromoplastes, en particulier les chloroplastes, dont les pigments, chlorophylles et caroténoïdes, assurent l'absorption de l'énergie solaire. Parmis ceux-ci, seul la chlorophylle a est capable capable de réaliser la consversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique grâce à la réaction photosynthétique. D'autres chromoplastes accumulent des pigments caroténoïques qui confèrent à certains organes leur couleur jaune
La paroi
La paroi est l'enveloppe la plus externe de la cellule végétale. Elle est essentiellement composée de polymères glucidiques, cellulose et pectine, de protéines pariétales et éventuellement d'autres composées de nature phénolique (lignine et subérine). La paroi est composée de trois parties :
paroi primaire, de nature pecto-cellulosique, la paroi primaire n'existe seule que dans les cellules juvéniles. Elle est extensible, ce qui permet la croissance cellulaire (élongation),
paroi secondaire, elle apparaît lors de la différenciation de la cellule. Elle est constituée de cellulose et d'hémicellulose et est enrichie en composés phénoliques : lignine (pour renforcer la rigidité), cutine et subérine (pour l'imperméabiliser). Cette différenciation s'observe pour les cellules conductrices de sève du xylème (le bois) et pour différents tissus de soutien (sclérenchyme) ou de protection (liège).
lamelle moyenne, c'est la partie la plus externe de la paroi et elle est commune à deux cellules contigües. C'est elle qui se forme la première et elle est constituée de matières pectiques.
La paroi assure le maintien et définit la taille et la forme de la cellule végétale. Elle participe à la régulation des relations avec les autres cellules et avec l'extérieur, et, de manière passive, au transport, à l'absorption, et à la sécrétion de multiples substances. Pour permettre les communications entre cellules, directement de cytoplasme à cytoplasme, les parois sont finement ponctuées de plasmodesmes.
La vacuole
La vacuole est très importante chez les végétaux, elle occupe 80 à 90% du volume cellulaire. Les cellules jeunes possèdent plusieurs petites vacuoles alors que la cellule adulte se caractérise par une vacuole unique. La vacuole est limitée par une membrane : le tonoplasme. Elle contient le suc vacuolaire dont la composition varie en fonction de l'état de la plante. En général, son rôle est dédié au stockage de l'eau, de solutés organiques, d'ions minéraux et parfois de pigments (anthocyanes). A ce titre, la vacuole joue un rôle majeur dans la régulation des grandes fonctions physiologiques de la cellule végétale (pH, pression osmotique, concentrations
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LES TESSUE
Les cellules d'un végétal vont se différencier, se spécialiser pour former différents tissus. Le regroupement de ces tissus en vue d'assurer les différentes fonctions donneront naissance aux organes : racines, tiges, feuilles et fleurs.
La formation des organes et des tissus résultent de l'activité des méristèmes et a lieu tout au long de la vie de la plante. Ceci est une des caractéritiques des organismes végétaux puisque chez les animaux, la formation des organes et des tissus a surtout lieu durant l'embryogénèse.
les méristèmes
les tissus superficiels
les tissus vasculaires
les tissus assimilateurs et de réserve
les tissus de soutien
Les méristèmes
Ils sont formés de petites cellules indifférenciées isodiamétriques qui se divisent intensément pour assurer le développement de la plante. Les méristèmes primaires apparaissent en premier au cours de l'embryogénèse. Localisés aux extrémités des tiges et des racines, ils assurent la croissance en longueur de la plante et donnent naissance aux tissus primaires et aux méristèmes secondaires. Ces méristèmes secondaires assurent le développement en largeur en augmentant le diamètre des divers axes (tiges, racines). Ils sont à l'origine des tissus dits secondaires. Les méristèmes secondaires existent chez tous les spermaphytes à l'exception des monocotylédones.
Les tissus superficiels
L'épiderme est le tissu superficiel des feuilles et des tiges jeunes. Il ne comporte, en général, qu'une seule assise cellulaire. La paroi externe des cellules est épaissie d'une couche imperméable, ou cuticule, qui réduit les pertes d'eau par évaporation. L'épiderme est interrompu de place en place par des ouvertures (stomates) bordées par deux cellules stomatiques qui se resserrent ou s'écartent, réglant ainsi les possibilités d'échange gazeux et de vapeur d'eau avec l'extérieur. Dans les plantes à croissance secondaire (gymnospermes et angiospermes dicotylédones), l'épiderme est remplacé par un périderme. Celui-ci provient du fonctionnement d'un méristème secondaire, la zone génératrice subéro-phellodermique, qui produit vers l'extérieur des cellules qui meurent et forment le liège (écorce de tronc d'arbre), vers l'intérieur un tissu vivant, le phelloderme.
Les tissus vasculaires
Le xylème assure la circulation de la sève brute (sève ascendante), composée d'eau et de sels minéraux puisés par les racines. Il est constitué de cellules mortes dont les parois longitudinales sont épaissies par des dépôts de lignine interrompus de place en place. Chez les fougères, les épaississements sont disposés comme des barreaux d'échelle (trachéides scalariformes) ; chez les gymnospermes, seules de petites formations circulaires, les aréoles, ne sont pas épaissies (trachéides aréolées) ; chez les plantes à fleurs, les épaississements forment des anneaux, une spire continue ou un réseau (trachéides annelées, spiralées, réticulées). Les vaisseaux parfaits, dépourvus de paroi transversale et propres aux plantes à fleurs (angiospermes), sont annelés, spiralés, réticulés, ponctués suivant leur stade de différenciation.
Le phloème assure la circulation de la sève élaborée (sève descendante) qui est enrichie des substances issues de la photosynthèse. Il est composé de tubes criblés constitués de cellules allongées, vivantes mais ayant perdu leur noyau, dont les cloisons transversales sont perforées et au-travers desquelles circule la sève. Ces tubes sont flanqués de cellules compagnes plus petites, vivantes et nucléées, et supposées participer au contrôle des échanges entre tubes criblés et organes végétaux.
Les éléments de conduction de la sève sont groupés en faisceaux. Dans les racines, faisceaux du xylème et faisceaux du phloème alternent. Dans les tiges, ils sont superposés (ceux du phloème étant les plus externes) en faisceaux indépendants.
Chez les dicotylédones et les gymnospermes, la croissance en diamètre des axes est assurée par un méristème secondaire, le cambium ou zone génératrice libéro-ligneuse, qui se met en place, en une assise continue entre les faisceaux de xylème et de phloème primaires. Ce cambium produit un xylème secondaire, ou bois, vers l'intérieur et un phloème secondaire, ou liber, vers l'extérieur ; l'ensemble de ces productions secondaires formant ainsi un manchon cylindrique. Les plantes à fleurs monocotylédones (graminées, par exemple), dont les axes, le plus souvent, cessent rapidement toute croissance en diamètre, ne possèdent pas de cambium ; de plus, dans une coupe transversale, les faisceaux conducteurs se présentent dispersés dans l'ensemble de la section, alors que chez les dicotylédones ils sont disposés selon un seul cercle.
Les tissus assimilateurs et de réserve
Ce sont les parenchymes nés du fonctionnement des méristèmes. Ils sont formés de cellules vivantes mais qui ne se divisent pas. On distingue les parenchymes assimilateurs, périphériques et chlorophylliens, qui font la photosynthèse, et les parenchymes de réserve, plus internes, qui accumulent des composés oragniques (sucres, lipides, protéines). La structure des parenchymes est plus ou moins compacte. Aussi, le parenchyme lacuneux, qui est très poreux a un rôle dédié aux échanges gazeux avec le milieu.
Les tissus de soutien
À côté des faisceaux de xylème, qui jouent un important rôle de soutien, se trouvent des éléments particuliers formés par des cellules vivantes à parois très épaissies. Ils constituent le collenchyme, aux parois cellulaires cellulosiques, dans les axes jeunes, et le sclérenchyme, aux parois épaissies de lignine et dont les cellules sont mortes, plus abondant dans les végétaux dont la croissance est terminée. Ce type de tissus renforce la résistance mécanique des différents organes