exo MeselsonStahl - CRDP de l`académie de Montpellier
publicité
Structure et composition de la paroi des cellules végétales Comment expliquer la forme géométrique des cellules végétales ? Quelles structures, quels constituants confèrent aux cellules végétales cadre géométrique et cohésion cellulaire ? Temps 1 : Repérage de la paroi cellulosique par colorations et observation microscopique de tissus végétaux L’utilisation de colorants permet de différencier au microscope différentes structures cellulaires végétales : le rouge neutre colore en rouge les parties vitales de la cellule (noyau, vacuoles, membranes …) ; l’eau iodée colore en bleu sombre les structures cellulosiques (en jaune les structures lignifiées). Supports - microscopes, lames, lamelles, pinces fines, scalpels, flacons compte goutte de rouge neutre à 1%, de saccharose molaire, d’eau iodée (0,3 g d'iode et 1,5 g d'iodure de potassium dissous dans 100 mL d'eau), d’acide sulfurique à 75% , bulbe d’oignon. Consignes - - Prélever deux fragments d’épiderme sur la face interne d’une écaille de bulbe d’oignon. Déposer un fragment sur une lame dans une goutte d'eau iodée. Laisser agir 2 min. puis recouvrir d'une lamelle. Déposer une goutte d'acide sulfurique au bord de la lamelle de façon à ce qu'elle diffuse sous la lamelle par capillarité. Observer au microscope. Monter l’autre entre lame et lamelle dans de l’eau additionnée d’une goutte de rouge neutre. Déposer une goutte de saccharose concentré au bord de la lamelle de façon à ce qu'elle diffuse sous la lamelle par capillarité. Observer au microscope. Dessiner avec soin la structure d’une cellule végétale en consignant précisément l’aspect des limites cellulaires et la nature des composants que vous avez pu identifier … Résultats La cellule végétale apparaît au microscope entourée d’un cadre géométrique extracellulaire (la paroi). La coloration à l’eau iodée révèle sa nature cellulosique. La présence de saccharose concentré dans le milieu extracellulaire plasmolyse la cellule (de l’eau sort du milieu intracellulaire qui diminue de volume) : dans l’état naturel turgescent de la cellule, la membrane plasmique est collée à la paroi et exerce sur elle une pression de turgescence. Cellules plasmolysées, coloration au rouge neutre, x40 Cellules plasmolysées, coloration à l’eau iodée, x40 Temps 2 : Etude de l’ultrastructure de la paroi Support Electronographie de la paroi des cellules végétales : doc.3 p115 Manuel SVT Bordas 1S 2001 Observations Chaque cellule possède, à l’extérieur de la membrane plasmique, une paroi. La lamelle moyenne sépare et joint les parois de 2 cellules adjacentes. Temps 3 : Mise en évidence de la composition et du rôle de la paroi par production et observation de protoplastes L'utilisation d'enzymes spécifiques, la pectinase (enzyme hydrolysant la pectine) et la cellulase (enzyme hydrolysant la cellulose), va permettre de vérifier la présence de différents constituants pariétaux et de mettre en évidence leur fonction … Supports - petites boîtes de Pétri, pipette compte goutte, étuve, feuilles de Poireau, solutions enzymatiques Solutions enzymatiques (pour 100 ml de tampon phosphate 10 mM à pH 5,8) - Solution : 10,2 g de pectinase + 10 g de mannitol - Solution : 20,2 g de cellulase + 10 g de mannitol - Solution : 30,2 g de pectinase + 0,2 g de cellulase + 10 g de mannitol Consignes - Distribuer 5 mL de chaque solution dans 3 boîtes de Pétri. Faire des tranches tangentielles fines dans une feuille de poireau Plonger les tranches immédiatement dans les différentes solutions, face sectionnée vers la solution. Incuber 12 heures les boites de pétri à l’étuve à 30°C. Prélever une goutte de solution d’incubation, la déposer dans une lame à concavité, sous lamelle et observer au microscope. Schématiser les différents aspects des cellules obtenues. A partir de l’ensemble de vos observations, identifier les composants chimiques des différentes parties de la paroi cellulaire, mises en évidence sur la photographie de microscopie électronique … Résultats On obtient par action enzymatique combinée de la cellulase et de la pectinase des cellules rondes, dépourvues de paroi : les protoplastes. Soumis à l’action de la seule pectinase, les protoplastes conservent leur forme géométrique Soumis à l’action de la seule cellulase, les protoplastes apparaissent jointifs. Hypothèses : la lamelle moyenne de composition pectique est responsable de la cohésion du tissu végétal ; la paroi cellulosique constitue un squelette rigide responsable de la forme géométrique de la cellule végétale.
