La structure et les fonctions des cellules végétales

C’est un scientifique anglais, Robert Hooke, qui a observé une cellule pour la première fois en 1665. En regardant dans son microscope, il a observé dans une tranche de liège (l’écorce du chêne) des structures qui ressemblaient à de petites boîtes et les a nommées cellules. Les cellules sont les unités fondamentales de la vie, qui composent tous les organismes vivants. Cette idée est à la base de la théorie cellulaire.

La théorie cellulaire

Les trois principes de la théorie cellulaire sont les suivants :

1. Toute chose vivante est composée de cellules.
2. La cellule est l’unité de base qui forme tout organisme vivant et en assure le fonctionnement.
3. Une cellule est uniquement créée par la division cellulaire d’une cellule préexistante.

Si certains organismes sont composés d’une seule cellule (unicellulaires), d’autres sont composés d’une multitude de cellules (multicellulaires). La taille et la complexité des cellules varient.

Les organismes eucaryotes sont des organismes formés de grosses cellules complexes, tandis que les organismes procaryotes sont formés de petites cellules simples. Les animaux et les plantes sont des organismes eucaryotes (ils ont des cellules eucaryotes), tandis que les bactéries sont des exemples d’organismes procaryotes (elles ont des cellules procaryotes).

La structure et les fonctions des cellules végétales

Malgré leurs différences de taille et de complexité, toutes les cellules sont composées en grande partie des mêmes substances et elles ont toutes des fonctions similaires. Ces fonctions sont la croissance, le métabolisme et la reproduction par division cellulaire.

Les cellules sont composées de structures intracellulaires qui sont responsables de fonctions précises et différentes. Ces structures sont appelées organites. Un certain nombre de ces organites se retrouvent à la fois dans les cellules végétales et dans les cellules animales. Cette section est axée sur les structures des cellules végétales

Les structures cellulaires (organites)

Ce qui rend les cellules végétales uniques

1. Les cellules végétales ont une paroi cellulaire.

Les cellules végétales présentent plusieurs différences par rapport aux cellules animales. La différence la plus évidente est probablement la présence de la paroi cellulaire. La paroi cellulaire assure la rigidité de la plante et lui sert de support, un peu comme l’exosquelette d’un insecte ou d’une araignée (notre squelette est à l’intérieur de notre corps, plutôt qu’à l’extérieur comme celui des insectes ou des araignées).

Les parois des cellules végétales sont principalement composées de molécules de cellulose et de lignine, des hydrates de carbone. Les humains utilisent la cellulose pour fabriquer du papier. La cellulose peut également être convertie en éthanol cellulosique, un type de biocarburant. 

Certains animaux, comme les vaches, les moutons et les chèvres, peuvent digérer la cellulose grâce aux bactéries qui se trouvent dans leur estomac. 

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Photographie en couleur montrant en gros plan la tête d’une vache. La vache est en train de manger et des tiges d’herbe sortent de sa gueule (c’est ainsi qu’on appelle, en français, la bouche des animaux).

La vache regarde droit devant elle, vers l’appareil photo. Ses yeux et son museau (c’est le nez des animaux) sont brun foncé. Sa douce fourrure brune pâlit jusqu’à devenir beige par endroits. La fourrure de son museau et de ses oreilles est presque blanche. Une étiquette en plastique jaune est fixée à son oreille droite et une poignée d’herbe verte sort de sa gueule.

Les humains ne peuvent digérer la cellulose, qu’on appelle fibre alimentaire. Elle passe intacte dans notre corps. Elle est toutefois utile pour nous aider à évacuer correctement nos déchets alimentaires. 

La lignine remplit les espaces entre la cellulose et les autres molécules de la paroi cellulaire. La lignine facilite également le déplacement des molécules d’eau d’un côté de la paroi cellulaire à l’autre, une fonction importante pour les plantes.

2. Les cellules végétales contiennent des vacuoles.

La plupart des cellules végétales adultes contiennent une grande vacuole qui occupe plus de 30 % de leur volume. À certains moments et dans certaines conditions, la vacuole occupe jusqu’à 80 % du volume de la cellule. En plus d’entreposer des déchets et de l’eau, la vacuole permet de soutenir la cellule parce que le liquide qu’elle contient exerce une pression vers l’extérieur, comme l’eau à l’intérieur d’un ballon. C’est ce qu’on appelle la pression de turgor qui empêche la cellule de s’affaisser.

3. Les cellules végétales contiennent des chloroplastes.

Contrairement aux cellules animales, les cellules végétales peuvent capter l’énergie du soleil, la stocker dans les liens chimiques du sucre et l’utiliser plus tard. L’organite responsable de cette fonction est le chloroplaste. Les chloroplastes contiennent de la chlorophylle, le pigment vert qui donne leur couleur aux feuilles et qui absorbe l’énergie du soleil. Les cyanobactéries, un type de procaryote capable de faire de la photosynthèse, sont considérées comme les ancêtres des chloroplastes!

Le savais-tu?

Les algues rouges (une algue marine multicellulaire) ont des chloroplastes qui contiennent le pigment phycobiline plutôt que le pigment chlorophylle; c’est pourquoi elles sont rouges plutôt que vertes.

Les cellules animales et végétales ont également plusieurs organites en commun, dont le noyau, la membrane cellulaire (appelée membrane plasmatique chez les animaux), le réticulum endoplasmique, les mitochondries, le cytoplasme et plusieurs autres.