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Introduction à la Biologie Végétale Chapitre 1 : La paroi végétale

Chapitre 1 : La paroi végétale I. Introduction.......................................................................................................................................2 II. La lamelle moyenne.........................................................................................................................3 III. Formation de la cellule primitive...................................................................................................4 IV. La cellulose, renfort de la paroi primaire........................................................................................4 1. Cellulose : molécule la plus abondante à la surface de la Terre (50 % de la biomasse terrestre)4 2. La matrice....................................................................................................................................5 3. Microfibrilles de cellulose en formation......................................................................................5 V. Élongation de la cellule et paroi.......................................................................................................6 VI. La paroi secondaire........................................................................................................................6 VII. Conclusion....................................................................................................................................7

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Introduction à la Biologie Végétale Chapitre 1 : La paroi végétale

INTRODUCTION

Chapitre 1 : La paroi végétale Page 6 à 9 : « mini manuel de biologie végétale »

I. Introduction La paroi est commune à deux cellules voisines. Il s'agit d'une structure tripartite : •

Une couche médiane : la lamelle moyenne

•

Deux couches : paroi primaire/secondaire

•

Un espace libre : le méat

Des rétrécissements sont visibles, ce sont les plasmodesmes. Ils permettent

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Introduction à la Biologie Végétale Chapitre 1 : La paroi végétale les échanges entre deux cellules voisines. La perforation formée dans la paroi s'appelle une ponctuation. Rôles : •

Tampon

•

Soutient

La paroi primaire est un matériel composite hétérogène constitué d'un renfort et d'une matrice. L'ensemble possède des propriétés que les composants seuls ne possèdent pas. •

Le renfort : des microfibrilles de cellulose,

•

La matrice : des hémicelluloses, de la pectines et des HRGP.

L'hétérogénéité de la paroi est en rapport avec la formation de la paroi qui se réalise en trois temps : •

Formation de la paroi primitive (cellule en division),

•

Formation de la paroi primaire chez la cellule jeune (en croissance)

•

Formation de la paroi secondaire lors de la différenciation cellulaire

II. La lamelle moyenne Une lamelle moyenne qualifie une cloison primitive s'édifiant lors de la division cellulaire et séparant les deux cellules filles. De part et d'autre de cette lamelle moyenne, qui persiste, se mettent ensuite en place les coques individuelles des cellules, c'est-à-dire la paroi primaire et la paroi secondaire. La lamelle moyenne est essentiellement constituée de composés pectiques. Pectines : acide polygalacturonique = acide uronique (polymère monotone, ± acide selon le degré de méthylation→ajout de COOCH3 ≠ COOH

3/7 Illustration 1: Pont Calcique :Structure de la boîte à œuf

Introduction à la Biologie Végétale Chapitre 1 : La paroi végétale

III.Formation de la cellule primitive RECHERCHE PERSONNELLE

IV.La cellulose, renfort de la paroi primaire Matériaux composites rôles : •

renfort (armature) = cellulose

•

matrice = pectines + hemicellulose + HRCP (polypeptides glycosylé riche en hydroxyproliné)

polymère de β (1-4) glucane

1. Cellulose : molécule la plus abondante à la surface de la Terre (50 % de la biomasse terrestre) La cellulose est un homopolymère de ß D glucopyranoside liés par des liaisons osidique ß 1-4. Les molécules de cellulose s'autoassemblent grâce à des liaisons hydrogènes sous une forme caténaire (en forme de câble) La molécule de glucose n'existe pas sous sa forme isolé (liaison hydrogène)

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Extrémité C4 non réductrice Extrémité C1 réductrice Allongement toujours sur C4

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La cellulose synthase est une enzyme qui catalyse l'allongement de cette chaîne. La cellulase est une enzyme qui dégrade la cellulose.

2. La matrice •

Celluloses et hémicelluloses. Certaines hémicelluloses comme les xyloglucanes permettent le positionnement des fibrilles cellulosiques entre elles. Cellulose et xyloglucanes sont réunis par des liaisons H. •

Cellulose, hémicelluloses et pectines. Un réseau supplémentaire de pectines augmente la complexité de la matrice.

Cellulose, hémicelluloses, pectines et HRGP. En fin de croissance le réseau de protéines peut rigidifier la matrice en créant un réseau secondaire. •

Les hémicelluloses sont constituées d'un axe osidique semblable à celui de la cellulose, mais présentant des ramifcations latérales en écouvillon. Les HRGP sont des polypeptides riches en hydroxyproline, liés à des sucres (galactose, pentose, arabinose). Le renfort de cellulose est mis en place directement dans l'espace extracellulaire par des enzymes situées dans la membrane plasmique (les celluloses synthases). Les constituants de la matrices sont déversé dans l'espace extracellulaire par déversement du contenu de vésicules golgiennes (exocytose). Renfort et matrice interragissent grâce à des liaisons hydrogènes

3. Microfibrilles de cellulose en formation RECHERCHE PERSONNELLE

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V. Élongation de la cellule et paroi La paroi nouvelle formée à partir de la membrane plasmique présente une structure en arceaux. La paroi plus ancienne présente une structure distendue par la croissance. Ces observations peuvent être schématisées.

Les trois monomères principaux de la lignine. L'acide conyférylique est très abondant (80%) chez les Conifères (Gymnospermes) et l'acide sinapylique (50%) chez les Angiospermes.

VI. La paroi secondaire La croissance terminée, la cellule modifie sa structure afin d'assurer sa fonction dans l'organisme, c'est la différenciation. Chez les cellules végétales, la paroi est le principal siège de la différenciation. Lors de la différenciation, certaines cellules s'enrichissent en cellulose dont les fibrilles sont orientés pour s'entrecroiser. C'est la paroi secondaire. Cette dernière se met en place entre la membrane plasmique et la paroi primaire. La paroi secondaire (et éventuellement la paroi primaire) peut s’imprégner de différentes molécules pour acquérir de nouvelles propriétés. Ces molécules peuvent être de nature : • Phénolique : les lignines 6/7

Introduction à la Biologie Végétale Chapitre 1 : La paroi végétale • Lipidique : cires et cutine, • Minérale : CaCO3, Si.

VII.

Conclusion

La paroi cellulaire est une spécificité de la cellule végétale Elle est composite, organisée en plusieurs couches, incorporant différents matériaux. La lamelle moyenne (constituée de pectines) : •

La paroi primaire (constituée de cellulose, de pectines hémicelluloses et de HRGP

•

La paroi secondaire (la cellulose est incrustée de lignine, de cérides, de cutine, de subérine ou encore de minéraux).

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