Spécificité des cellules végétales

Spécificité des cellules végétales

• Il existe deux grands groupes d'espèces vivantes : les animaux, les champignons et les plantes.

• Les champignons et les animaux forment un groupe monophylétique.

• Les plantes ont évolué pour avoir des cellules avec des fonctions spécifiques, divergentes des autres groupes d'eucaryotes.

• Les cellules végétales partagent des caractéristiques avec les cellules animales et bactériennes.

• Les cellules végétales ont des spécificités particulières par rapport aux autres types cellulaires.

Où Trouver les Plantes

• Pour vivre, les plantes ont besoin d'un sol avec des ressources, du soleil et de l'eau.
• L'eau gelée aux pôles et l'évaporation dans les déserts rendent ces zones inaccessibles aux plantes.
• Les plantes prospèrent dans les régions subtropicales où l'eau est disponible.

Fonctionnement d’une Plante

• Les plantes ont besoin d'extraire des ressources du sol grâce à leurs racines.

• Les principaux nutriments nécessaires sont l'azote, le phosphore et le potassium.

• La quantité de ces nutriments varie en fonction de l'espèce de plante.

• La lumière et le CO2 sont des ressources présentes dans l'atmosphère.

• Les plantes sont apparues il y a 450 millions d'années et continuent d'évoluer.

• Les plantes réalisent la photosynthèse, fixant le carbone.

• Elles sont les seuls organismes sur Terre à fixer le CO2.

• Les plantes incapables de photosynthèse dépendent d'autres plantes pour se nourrir.

• Les champignons, qui ne photosynthétisent pas, décomposent la matière organique des plantes mortes.

• Une plante capable de photosynthèse est à la base de la chaîne alimentaire.

• Les plantes peuvent être affectées par des stress biotiques causés par des organismes vivants comme les bactéries et les virus.

Stress Affectant les Plantes

• Stress biotique : causé par des organismes vivants.

• Stress abiotique : causé par des modifications physico-chimiques de l'environnement.

• Le manque d'eau est un stress majeur, tout comme le sont les carences nutritives et le manque de lumière.

• L'excès de lumière peut endommager les feuilles des plantes.

• Les plantes peuvent percevoir le stress au niveau du sol et modifier la croissance de leurs racines ou l'absorption d'eau.

• Contrairement aux animaux, les plantes ne peuvent pas fuir le stress car elles sont fixes.

• Les plantes possèdent des systèmes biochimiques pour s'adapter aux différents stress, y compris des mécanismes d'exclusion.

• Les plantes ont développé une capacité à prospérer dans des habitats diversifiés.

Importance de l'étude des plantes

• Elles sont essentielles à la vie quotidienne, utilisées pour le chauffage, l'écriture, l'habitat et l'habillement.

• Les plantes sont nécessaires à l'alimentation et à la santé humaine.

• Des problèmes de culture peuvent entraîner des carences alimentaires et des problèmes de santé.

• Un régime alimentaire diversifié est essentiel pour un système immunitaire actif.

• Les humains consomment des plantes riches en glucides comme les pommes de terre, le blé, le riz et la canne à sucre.

• Les plantes sont également cultivées pour nourrir le bétail.

• L'alimentation du bétail nécessite un apport en azote pour la production de protéines.

• Le maïs cultivé en France est principalement destiné à l'alimentation animale.

• L'agriculture en France utilise 80% de l'eau potable consommé localement.

• Le soja, peu produit en Europe, est importé du Brésil et des États-Unis, souvent sous forme d'OGM.

• La viande bovine peut provenir d'animaux nourris au soja transgénique.

Molécules d'intérêt

• Les plantes apportent des molécules importantes comme les vitamines et les molécules esthétiques (vanilline).

• De nombreuses espèces de plantes restent à découvrir.

• L'extraction d'ADN de plantes vivant en communauté est difficile, mais permet d'obtenir le génome.

• Les plantes sont des modèles d'étude simples par rapport aux animaux.

• L'étude des plantes a permis des découvertes scientifiques et la reconnaissance des tissus végétaux comme des ensembles de cellules.

• La découverte du premier virus a été réalisée sur des plantes, en comparant des feuilles saines et malades.

• Les virus se manifestent comme des bâtonnets absents des plantes saines.

• Les plantes peuvent être utilisées comme des usines pour produire des molécules d'intérêt, y compris des anticorps et des vaccins.

• Des modifications ont permis de créer des plantes d'intérêt dans le domaine agricole.

• Le maïs moderne a été modifié par l'homme pour obtenir des caractéristiques spécifiques, par sélection de variétés.

• Cette sélection conduit à des plantes cultivées avec des traits particuliers.

• Des gènes d'intérêt peuvent être identifiés et insérés dans le génome des plantes, créant des OGM pour améliorer l'agriculture.

Structure et Fonction de la Cellule Végétale

• B. La cellule végétale est une cellule eucaryote avec des spécificités.

• Elle contient différents organites cellulaires contrairement à la cellule procaryote.

• La cellule végétale comprend un noyau, une membrane plasmique, un réticulum endoplasmique(RE), l'appareil de Golgi, des mitochondries et un cytosquelette.

• Les éléments spécifiques aux cellules végétales sont le plasmodesme, la paroi, les vacuoles et les plastes.

• La cellule possède une membrane plasmique et un cytoplasme contenant divers organites.

• Une paroi épaisse entoure la cellule.

• Le plasmodesme sert d'ouvertures pour les échanges d'eau et de molécules entre les cellules.

C. Le Plasmodesme

• Le plasmodesme relie les cellules végétales.

• Les cellules sont définies par leurs noyaux individuels et peuvent échanger de l'eau et des composés à travers le plasmodesme.

• L'unité d'échange se situe entre différents cellules.

• La membrane plasmique est continue entre les cellules, créant une seule entité avec plusieurs noyaux.

• Les plantes contrôlent les échanges par le biais des plasmodesmes, par la structure tubulaire du RE.

• Le plasmodesme est un canal permettant l'échange de cytoplasme, notamment d'eau, d'acides aminés et de sucres.

• Le canal est contrôlé pour éviter les déplacements indésirables.

• Il contient un desmotubule, solidement fixé à l'intérieur du canal par des protéines et le plasmodesme assure le transport des molécules.

• Un grand nombre de plasmodesmes connectent chaque cellule.

• Ces passages ne sont pas toujours ouverts, grâce à la membrane de réticulum qui positionne les protéines.

• Lorsque les protéines se rapprochent, le réticulum bloque la membrane, empêchant le transport.

• En général, les plasmodesmes sont ouverts, mais en cas de stress comme une infection virale, ils se ferment.

Modes de Transport de l'Eau

• L'eau peut transiter par le plasmodesme, permettant la communication entre les cytoplasmes.
• Il existe deux voies de transport de l'eau : la voie apoplastique et la voie symplastique.
  • Voie symplastique : continuum des cytoplasmes en contact.
  • Voie apoplastique : continuum des parois.
• L'eau peut circuler soit par les plasmodesmes (symplastique), soit par les parois (apoplastique).
• La paroi, comme une éponge, est humide et rigide, permettant le passage de substances.

D. La Paroi

• Les méats sont des cavités présentes entre les parois.

• MÉAT = permet le transport de gaz.

• Chaque cellule a sa membrane plasmique et les parois sont des couches successives fabriquées par la cellule.

• La couche la plus éloignée est la première à être fabriquée.

• Composants :La paroi peut être primaire ou secondaire.

• La cellule en mitose s'allonge et se différencie, fabriquant des lipides et de la paroi.

• Une fois à sa taille finale, la cellule crée une paroi secondaire qui pousse la paroi primaire.

• La paroi est composée de cellulose, d'hémicellulose, de pectines et de protéines.

• CELLULOSE = ose (sucre).

• HEMICELLULOSE = ose (sucre).

• PECTINE = ose (sucre).

• Fonctions : solidité, protection et transport.

• Entre les cellules, il y a une separation.

• Composants :On y trouve des câbles de cellulose, liés à d'autres filaments.

• Les câbles accrochent avec l'hémicellulose.

• La Cellulose est composée glucose liés par des liaisons glycosidiques.

• Ils sont maintenus par des liaisons hydrogènes.

• Cellulloses: La cellulose est fabriquée lorsque la plante réalise de la photosynthèse.

• Des glucoses sont liés entre eux grâce à des liaisons béta-1,4

• Elles permettent de se lier solidement aux autres chaines en plus d eliaisons hydrogènes

• C'est complexes enzymatique présent au niveau de la menbrane plasmique

Formations Cellulloses

• La sucrose synthase fournit les glucoses à la cellulose synthase, qui catalyse la formation de liaisons glycosidiques.

• L'UDP-glucose est donné à la cellulose synthase: L'enzyme impliquée dans la réaction de formation à partir du sucrose est également une sucrose synthase.

• Lors de la fabrication d'une chaîne de glucose, un faisceau de chaînes de glucose s'accroche.

• La paroi contient des microfibrilles de cellulose liées par l'hémicellulose.

• La cellulose sort de la membrane plasmique pour s'installer sur la paroi.

• Dans le cytoplasme, les complexes de synthèse de cellulose sont situés près des microtubules, qui guident la synthèse de cellulose dans la paroi.

• Le complexe de cellulose est associé à un microtubule: Ils se superposent bien.

Constituants et Rôles des Parois Cellulaires Végétales

• Hémicellulose: L'hémicellulose, ressemblant à la cellulose, est constituée de glucoses liés par des liaisons hydrogènes. Les xyloglucanes en sont un exemple, nommés ainsi en raison de la présence de xylose.

• Squelette de Glucose: Le squelette de glucose se lie à la cellulose via des liaisons hydrogènes.

• Pectine Toujours un sucre, il constitue une chaîne d'acide galacturonique à laquelle des sucres sont ajoutés. L'acide peut être méthylé pour s'associer avec un ion, le calcium. Des chaînes de pectine peuvent se lier avec le calcium, favorisant la consolidation.

• Elle forme un gel qui contribue à l'ensemble de la structure de la paroie.

• Présence de protéines pour assurer differentes fonctions : Structure et liaison.

• Complexe cellulose Synthase Pariétales Elles sont liés à des fonctions apoplastiques Elle coupent/rattachent des sucres entre eux.

• Les éléments constitutifs de la paroi sont fabriqués à l'intérieur de la cellule, puis exportés via exocytose.

• Il existe deux modes de dépôt : synthèse directe dans la membrane plasmique et fabrication puis excrétion.

• L'eau est importante pour la fabrication de Lipides

• Croissance Cellulaire: Une cellule en grandissant doit fabriquer de nouveaux elements Pour ceci elle doit assouplir sa paroie et laisser de la place Le volume d'eau grandit

Principe d’osmose

• Compartiment cellulaires à deux membranes.
• D’un coté, on des solutes solubles : Forte concentration de potassium, sucre etc….
• Eau supporte pas difference : elle cherche équilibre et se deplace.
• Eau va compartiment solutés, les dilus La cellule decide que va y avoir coté concentré par solutés, se qui permet Eau soit plus de place
• Vacoule specifique cellules végétale Elles créent une vacoule à haute soluté L’eau se deplace du parois vers cytoplasme qui va ensuite vert la vacoule

Turgescence

• Eau rentre vacoule, gonfle à maximum le cellule.
• La vacuole va exerce pression turgescence
• Cellule mur bouge pas, la pas de pression
• Relatchement/assouplir le pression alors permet d’agrandie

Cable cellulose

• Installé parallele, pour controle croissance.
• feuillet celluloses // pour grandir Si cellulose est placée montre orientation

Isotonique solution

• Pareille soluté a exterieur
• Eau circule les 2 directions Cellule : environnement es isotonique, okpour animaux Cellule vegétale : flaque Pas tendus = peux pas grandir Hypotonique Situation Rever pour cellule vegétale. Accumule bcp soluté. Animale cellule mort. Vacuolle rempli eau. Cellule turgescentes.

Role Protection Ridifiication

Ajoute enzyme = dégarde la Parois vegétale. Att au concentrations sollutés Modifier la concentration d’eau = cellule explose Easement produire des cellules vegé sans parois. Protoplastes

      E Les Vacuoles

Compartiment rempli : sert agrandire cellule Meme grandeure niveau noyau. A droite, grande cellule beaucoup plus surface Si Att taille final vacuole va preso place de le cellul Pour avoir le grandissement cellulaire turgesence assoupplisement

Arrosage et Platsmolyse

Les cellules utilisent tranporteu: Auqaporines Membrane Plasmique, RE (reticulum) … veillent bon transport joue important

Autres role vecuole : lorsque plante se fait attaqué par Micron organisme les plantess ont systeme immunitaires Decetectent les Organisme mettent defeses

• Bacteria: vacuole fusioner surface/ tout est devoirt
• Viorrus : La cellule meurt.

Autres roles vecuole est stokage. Tout stok de molecule diverss, proton, composer toxique. Poubelle des celulle.

Mouvements Rapides De PlantEss

Mimosa Pudica le plus Tout passe dans bas de la feullies. Se qui se passe quand on change selulire Turgescent A l’opposer côté des plante. Déplace ions

Plantes carvivores

• Pols/Organisem vivants: Si touche 2 X : elle fermer Va cherche azote animaux par le SOL.

Les Pastes

Au cours EVolution. Ancetre eucaroyte a interné Bacteria avantage car reacyion chivques favorables

Ces cellules ont retoruvé d’autres bacteria Douxeme andosymbios et possibliter pour photosínteses Chmapin et animaxux ont mme ancetre communes

Plastes Membrales et Lipide

• Le contenu lipide ressemble bcp Deux memebrnaes Ce don Orgnes a duex members.
• Il y’ai Mmer so oeuf trnasparent
• Vole Plastes pour pjotothése

Ils preuvent Plastes comm un organise

• Sont anction bacteria On un vestiges de genomme bacteri
  Es plastes chlorplastique /3 genommes

Genomes Différents

Le proplaste précesseur de tt les portes Troives MERISTEMS unefiis se retrouve celule acompiis fonctiion.

Obseurcite transformation cloroplasts / etiolastess

• Cellule avce etio + Mettre lumière / devient choroplaste Remerttet = etio Transformation cloroplas :Rempli PigMEnChlorpyllies
• On utilisers les faire d’’aurte pigment / cromplaste le chroma: cumultation pigments / donne colour a plantes. Pas Pigmtns sert stocke /aMilo = stoK age Oleoplastes Proteinolpsta stoak

Point Recine Gravity Trestre

Enyove bacs ses fuellies vers haut Arabopsis / Plante Modélles Cettess Petiet Plantes Petit model es facil Manipilles est à comparées Cycle 6 semaine Auto = Pas croissel aliel beaucouop Fruits descendan important Gnomne pluys PETTIE

5 CRhome Chro mitro et choro plas Les palntea

• Geness Subi des Stres tolereécaers

• 80 00 Mutane Héritée 80% genens déativées Tout type d’origine mutation Différent plante mutilée pas mutes .

Enzymes

• Tout partie de Genome Modifies
• Nucleoptides supp or Modfiis Rayonetmetn agents et chimiaue
• L’informaon en génétiaue de A ADN Aadn Sert Fabricau des proténes
• Triplest Code Correspond à l’Acide

Mutation faux Sens = Change’ Acident Aminés Assocués Nor nson Codon aminés Change codant

• Delétion pert du matériel génétique su chromosome. Les nucleotides font sont Sileneicuses.

Mutations

• Gnomes sont faible.
• Patogne modifie /inser dans genome/bloque fonction
• Et on obser l’organisms.