Chapitre 1 - la paroi cellulaire végétale PDF

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LA PAROI CELLULAIRE VÉGÉTALE végétal = ensemble de la lignée verte (algues vertes) Il y a une ressemblance avec les cellules animales car elles possèdent un cytoplasme, un noyau et une membrane plasmique. Mais les cellules végétales sont les seules à posséder des chloroplastes, des vacuole (80% de la cellule), une paroi. Elles ont une forme rectangulaire

Les cellules végétales possèdent a l’extérieur du plasmalemme une paroi + ou - épaisse et rigide d’épaisseur de plusieurs micromètre, cette paroi fait partie de la cellule. Elle a plusieurs rôles : un rôle squelettique (rôle de soutient) et un rôle tampon (l’apoplaste dont fait partie la paroi laisse transiter les substance rejeter par la cellule et celle indispensable à sa nutrition)

1. organisation de la paroi La paroi est commune à 2 cellules voisines. La paroi est composite et constitué de plusieurs couches : - 1ère couche = couche du milieu : la lamelle moyenne. Elle sert a coller les cellules entre elles. La paroi va évoluer dans le temps. - 2ème couche = la paroi primaire. La cellule en vieillissant doit acquérir une fonction : c’est la différenciation cellulaire, elle a lieu sur différents organites ( paroi végétale, vacuoles, ..). - 3ème couche = la paroi secondaire. Lors de cette différenciation la paroi de la cellule peut acquérir une paroi secondaire. Les cellules vivent entre elles dans un tissu. À l’intérieur des cellules il y a des organites. La paroi végétales montre des petits rétrécissement (des perforations) qui sont appelés des ponctuations. Dans ces ponctuations, les cytoplasmes se mettent en contact grâce à des plasmodesmes (structure qui permet la mise en contact des cellules voisines)

Le méat fait parti de l’apoplaste, il laisse circuler les éléments (eau ou gaz dissout, ..) La nature chimique de la paroi est hétérogène. Cette hétérogénéité traduit la manière dont la paroi va se mettre en place. Lors de la division cellulaire, à la fin, lors de la telophase, se met en place la

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paroi primitive qui va devenir la lamelle moyenne, ensuite se met en place la paroi primaire qui concerne les cellules jeunes en cours de croissance. Lors de la différenciation cellulaire, la paroi secondaire se met en place. La composition de la paroi cellulaire dépendra des tissus analysé, de l’âge des C, et des végétaux considérés.

2. la lamelle moyenne a. definition La lamelle moyenne / mitoyenne, c’est la partie commune situé entre 2 cellules voisines, elle permet la cohésion des cellules entre elle pour former un tissu. Elle est constitué d’un gel (grec = pectos), principalement constitué des pectines. Les gels sont des grandes molécules qui interagissent entre elle, elles forment un polymère qui va être avide d’eau. Les polymères sont des longues molécules qui s’assemblent pour former des molécules plus grande. Les pectines sont un constituant majeurs. Les filaments de pectines sont des polymères d’acides uroniques. C’est une homo-polymères car les molécules sont les même.

Il y a une oxydation de la fonction alcool du glucose pour former un carbonyle => acide uronique. il devient ensuite polymère car ces molécules se lient entre elles. Le carbone 1 de l’acide uronique se lie au carbone 4 de l’AU suivant grâce à un oxygène, c’est une liaison alpha, ce qui forment au fur et à mesure un polymère. C’est une liaison osidique, il peut faire plusieurs centaines d’acide uronique. Ce type de structure est appelé la formation de la boite à oeuf. Parfois sur les chaines de pectine, l’hydrogène de l’AU peut être substituer par un CH3 ou méthyle. L’acide uronique est méthylé et il empêche la formation du pont classique. Il diminue la cohésion des pectines, c’est une façon de réguler la dureté des pectines.

3. la paroi primaire La paroi primaire est un des sièges de la différenciation cellulaire. C’est la cellulose permet le renfort de cette paroi. Elle se met en place lors de la croissance cellulaire, elle va accompagner la croissance de la cellule et à la fin elle aura atteint sa taille maximal.

a. les constituants : Elle est de nature hétérogène, c’est un matériau composite composé de 2 partie : - le renfort : Le renfort est constitué de la cellulose qui est la molécule la plus abondante à la surface du globe (1/2 de la biomasse terrestre). C’est un polymère de betaD glucopyranose ( du glucose) lié par des liaisons osidiques beta (1-4). Ce sont des grands polymère. Elle a une polarité : l’extrémité C4 est non réductrice, c’est la qu’interviennent les enzymes de modification, la cellulose va être allongé au niveau des

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carbones 4 par des enzyme appelées les cellulose synthèse. Le carbone 1 de la cellulose est réducteur donc il est protégé des réactions enzymatiques. Cette molécule est doté de nombreux hydrogènes qui permettent l’interaction avec les autres molécules qui interagissent entre elle grâce aux liaisons hydrogène. Dès la synthèse des cellulose il y a un auto assemblage des molécules de cellulose. Il n’existe pas de molécule de cellulose isolé, elles sont liées entre elles pour constituer des petits filaments appelés des microfibrilles de cellulose. Ces filaments s’assemblent entre eux pour donner une formation «"caténaire"» (comme un cable) microfibrille de cellulose

- la matrice (composé de 3 constituants) : • des pectines : ce sont les même que dans la lamelle moyenne. • des hemicelluloses : qui sont des chaines de cellulose. L’axe de cellulose (= l’axe osidique) comporte de nombreuses ramifications latérales. Ces ramifications sont liées sur le carbone 6 de la chaine osidique et vont comporter différents sucres (comme du fucose, xylose et mannose). Ces ramifications sont dites en écouvillon, par conséquent les hemicellulose ne peuvent pas établir de liaison hydrogène entre elles, elle ne peuvent pas s’auto assembler. des HRGP (poly peptide riche en hydroxyproline glycosylés) : • assemblage de plusieurs acides aminées ensemble. Ils apparaissent à la fin de la croissance cellulaire, elle marque l’arrêt de la croissance de la paroi primaire. (ex le béton armé est un matériau composite)

b. la mise en place de la paroi : La cellulose est fabriquée au niveau de la membrane plasmique. il existe des cellulose synthase qui synthétisent la cellulose et assurent leur assemblage en microfibrilles. Il y a ensuite la biogenèse de la matrice : les précurseur de la matrice sont synthétisés au niveau de l’appareil de golgi puis vont être acheminer vers la paroi par des vésicules golgiennes par un processus d’exocytose. Il y a interactions entre la cellulose et les hemicellulose grâce à des liaisons hydrogènes. Les pectines vont également interagir avec la cellulose et les hemicellulose.

4. la paroi secondaire Pour acquérir certaines fonctions les cellules vont se différencier : certaines cellules vont modifier fortement leur paroi et mettent en place une paroi secondaire.

a. paroi de nature cellulosique Certaines cellules modifient leur paroi pour que le végétal soit plus résistant, c’est une paroi secondaire de nature cellulosique. La paroi secondaire se met en place a l’intérieur de la paroi primaire, entre celle ci et la membrane plasmique. Les cellules vont enrichir la paroi en augmentant la quantité de cellulose. Cette paroi a une fonction de soutient pour renforcer le végétal. On appelle ce tissus le tissu collenchyme. Elles peuvent également mettre en place des fibres cellulosique (ex : fibre de lin ou la fibre de coton)

b. lignification de la cellule La lignine est un polymère de phénylpropane.

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Ces constituant vont imprégner la totalité de la paroi ( les 3 parois ) et vont se polymériser dans la paroi. La lignine vient en incrustation dans la paroi, un de ces rôles sera d’imperméabiliser la paroi : ils ont donc un rôle de soutient. Elle isole donc la cellule du milieu extérieur. C’est le deuxième composé principale de la biosphère.

c. autres modifications :

- La cutinisation concerne l’épiderme (tissu protecteur le plus externe des organes végétaux) : la paroi qui se situe sur la face externe de l’épiderme va accumuler dans sa paroi des cires, des alcool gras et des acides gras. Leur rôle est d’imperméabiliser la face externe de l’épiderme, en lien avec le rôle de l’épiderme : pour empêcher l’eau de sortir et pour protéger des agressions extérieurs (attaques des mirco-organismes).

- La subérification est une transformation des tissus âgés. La cellule va produire une paroi secondaire riche en suber qui va l'isoler du reste de l'organisme, ce qui va entraîner la mort cellulaire. La subérification consiste en un dépôt de subérine en lamelles successives sur la face interne de la paroi cellulaire tout autour de la cellule.

- La minéralisation désigne le dépôt d'éléments minéraux au niveau de la paroi de certaines cellules. C’est une imprégnation de la paroi cellulaire par des carbonates de calcium (CaCO3) et on parle d’une calcification, ou d'oxydes de silice (SiO4) et on parle d’une silicification.

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