La cellule végétale a quelques particularités qui permettent de la distinguer de la cellule animale ; ceux-ci incluent des structures très spécifiques, telles que la paroi cellulaire, les vacuoles et les plastes.
Paroi cellulaire
La paroi cellulaire constitue l'enveloppe extérieure de la cellule et représente une sorte d'enveloppe rigide constituée essentiellement de cellulose ; sa résistance particulière protège et soutient la cellule végétale, mais la perméabilité réduite gêne les échanges avec les autres cellules. Ce problème est résolu par de minuscules trous, appelés plasmodesmi, qui traversent la paroi et la membrane sous-jacente, communiquant leurs pôles cytologiques.
En général, les parois des cellules végétales présentent une « grande variabilité d'aspect et de composition, répondant ainsi aux besoins fonctionnels du tissu qui les accueille (la cutine, par exemple, s'oppose à une transpiration excessive et est donc abondante à la surface externe de la parties épigées de plantes qui vivent dans des milieux particulièrement arides).
Vacuoles
Très souvent, dans la cellule végétale, nous trouvons une grande vacuole, c'est-à-dire une vésicule délimitée par une membrane semblable à celle cellulaire (appelée tonoplaste), contenant de l'eau et des substances que le cytoplasme contient en excès (anthocyanes, flavonoïdes, alcaloïdes, tanins, huiles essentielles, inuline, acides organiques, etc. en fonction du type de cellule). Les vacuoles agissent donc comme un dépôt de substances de réserve et de déchets, et jouent un rôle important dans le maintien de l'équilibre osmotique entre la cellule et l'environnement extérieur ; petits et nombreux quand ils sont jeunes, ils grossissent en vieillissant.
Plastides et Chloroplastes
Dans le cytoplasme de la cellule végétale, en plus des organites caractéristiques de l'animal (mitochondries, noyau, réticulum endoplasmique, ribosomes, appareil de Golgi, etc.), on trouve des organites de nombre et de taille variables, appelés plastes. Ils contiennent des pigments particuliers, c'est-à-dire des substances colorées, comme les caroténoïdes et les chlorophylles ; les premiers ont une couleur allant du jaune au rouge, tandis que les nuances émeraude de la chlorophylle donnent à de nombreuses plantes leur couleur verte typique.
La présence de chlorophylle dans certains plastes, pour cette raison appelés chloroplastes, confère à la cellule végétale la capacité d'effectuer la photosynthèse chlorophyllienne, c'est-à-dire la synthèse autonome des substances organiques dont elle a besoin ; il utilise à cet effet l'énergie lumineuse du Soleil et des composés inorganiques absorbés par l'atmosphère (dioxyde de carbone) et par le sol (eau et sels minéraux). Globalement, la série d'étapes biochimiques qui régissent la photosynthèse de la chlorophylle peut être résumée dans la réaction classique :
12H2O (eau) + 6CO2 (dioxyde de carbone) → C6H12O6 (glucose) + 6O2 (oxygène) + 6H20 (eau)
Si les mitochondries sont assimilables à des « centrales électriques » auxquelles confier la démolition des nutriments, les chloroplastes de la cellule végétale s'apparentent à des « usines » chargées de fabriquer les mêmes substances. Les mitochondries et les chloroplastes représentent les seules structures cellulaires possédant leur propre ADN, capables de se répliquer et de se transmettre d'une génération à l'autre par les gamètes femelles.
Les chloroplastes sont délimités par une double membrane, dont la partie la plus interne se replie en un système élaboré de membranes aplaties et interconnectées, appelées thylakoïdes, immergées dans une substance amorphe, le stroma, où se trouvent les enzymes du cycle de Calvin (phase sombre de la photosynthèse) .
En plus des chloroplastes, on trouve également dans la cellule végétale des plastes riches en pigments jaune-rouge (appelés chromoplastes) et d'autres contenant des substances de réserve (leucoplastes, en particulier amyloplastes s'ils sont responsables de l'accumulation d'amidon).
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