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Fiche explicative de la leçon : Tissus végétaux Biologie

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire la structure et la fonction des différents tissus présents dans les plantes.

Vous êtes-vous déjà demandé en mangeant une branche de céleri pourquoi il est si croquant?Ou vous êtes-vous déjà demandé en savourant une poire pourquoi elle était un peu granuleuse?Tout cela est dû aux différents types de cellules des tissus végétaux spécifiques, ainsi qu’aux composants chimiques et structurels qu’ils contiennent.

Un tissu est un groupe de cellules spécialisées qui remplissent une fonction particulière. Dans le céleri, de nombreuses cellules se regroupent pour former les tissus que l'on trouve dans la tige, qui se termine par des feuilles dans l’image ci-dessous.

Céleri en feuilles frais
Figure 1

La pression de l'eau sur les parois cellulaires du tissu de la tige est responsable de ce craquement caractéristique qui se produit lorsqu'on le mange. La lignine est un polymère organique qui se dépose dans les parois cellulaires de certaines cellules végétales pour fournir un soutien mécanique résistant aux diverses pressions, et c’est ce qui donne aux poires sa texture granuleuse. La structure interne des plantes est extrêmement diversifiée, mais la plupart d’entre elles ont certaines propriétés et certains tissus en commun.

Définition: Tissu

Un tissu est un groupe de cellules spécialisées qui agissent ensemble pour effectuer des fonctions spécifiques.

Il existe deux types principaux de tissus chez les plantes:les tissus simples et les tissus complexes (ou composés). La micrographie ci-dessous montre une coupe transversale d’une tige de citrouille révélant certaines des différences entre les tissus simples et composés.

Cellule tissulaire - coupe transversale d'une tige de cucurbitacées (potiron)
Figure 2

Les tissus simples sont généralement composés d’un seul type de cellule. Il existe trois types différents de tissus simples, également appelés tissus de base, illustrés dans la micrographie ci-dessus:le sclérenchyme, le collenchyme et le parenchyme. La majorité des cellules de ces tissus simples ont une structure similaire et remplissent généralement des fonctions similaires. Les tissus simples se trouvent dans chaque partie de la plante et ont de nombreux rôles différents. Regardons de plus près certains de ces différents tissus dans la micrographie ci-dessus en allant des couches de la tige les plus externes aux plus internes.

Terme clé: Tissus simples

Les tissus simples sont composés de cellules qui sont fonctionnellement et structurellement semblables.

La couche bleu foncé des cellules sur le bord extérieur de la tige de la plante s’appelle l’épiderme.

L’épiderme des plantes est la couche la plus externe des cellules qui recouvre la tige, les feuilles, les racines et d’autres parties de la plante.

Terme clé: Épiderme

L’épiderme des plantes est la couche la plus externe des cellules qui recouvre la tige, les feuilles, les racines et d’autres parties de la plante.

Juste en dessous de l’épiderme, en se dirigeant vers l’intérieur, se trouve une couche de cellules bleu clair qui ressemblent à des rectangles ou des polygones allongés. Ce sont des cellules du collenchyme. Sous cette couche de collenchyme se trouve une couche de cellules circulaires rouge violacé appelée sclérenchyme. Vous pouvez même reconnaître les cellules du sclérenchyme dans la micrographie par leur paroi cellulaire légèrement plus épaisse.

La partie inférieure gauche de la micrographie originale a été agrandie dans l'image ci-dessous, qui montre une coupe transversale plus nette de ces trois couches:l'épiderme le plus externe (à gauche), les cellules du collenchyme bleu clair (au milieu) et les cellules du sclérenchyme encerclées d’un rouge violacé (à droite).

cellules épidermiques
Figure 3

En continuant vers l’intérieur, on aperçoit les cellules du parenchyme. Les cellules du parenchyme sont reconnaissables par leurs cellules bleu violacé de forme généralement ovales, constituant la majorité de la région centrale de la micrographie. La taille des cellules du parenchyme varie, mais la majorité d’entre elles, comme vous pouvez le voir sur cette micrographie, sont assez grandes par rapport aux autres cellules. Certaines cellules du parenchyme sont non spécialisées dans leur structure et sont capables de se différencier pour remplir diverses fonctions. Cette micrographie a été agrandie pour ne montrer que les cellules du parenchyme.

Cellules du Parenchyme
Figure 4

Les grandes formes ovales encerclées de rouge qui sont regroupées en régions distinctes entourées de diverses autres cellules dans la micrographie originale, font partie des tissus complexes de cette tige végétale. Ces tissus complexes, le xylème et le phloème, forment les faisceaux vasculaires de la plante, qui jouent le rôle de tissus de transport. Les tissus complexes sont constitués de différentes cellules, qui varient à la fois sur le plan structurel et fonctionnel. Vous pouvez voir un faisceau vasculaire agrandi de la micrographie originale dans l'image ci-dessous.

faisceau vasculaire
Figure 5

Les cellules du sclérenchyme sont également situées autour de chaque faisceau vasculaire, que vous pouvez voir ci-dessus à proximité des grands ovales rouges.

Terme clé: Tissus complexes (Tissus composés)

Les tissus complexes sont constitués de différents types de cellules qui remplissent diverses fonctions.

Terme clé: Tissus vasculaires

Les tissus vasculaires d’une plante contiennent le faisceau vasculaire, qui est le système de transport chez les plantes constitué de tissus du xylème et du phloème.

Exemple 1: Décrire les différences entre les tissus végétaux simples et complexes

Quelle est la différence entre un tissu simple et un tissu complexe dans une plante?

  1. Les tissus simples remplissent uniquement les fonctions fondamentales de soutien cellulaire, tandis que les tissus composés remplissent des fonctions complexes telles que la respiration et la photosynthèse.
  2. Les tissus simples ne sont constitués que d’un seul type de cellule, alors que les tissus complexes sont constitués de plusieurs types de cellule.
  3. Les tissus simples ne se trouvent que dans la tige des plantes, mais les tissus complexes se trouvent dans toutes les parties des plantes.
  4. Les tissus simples sont formés de cellules non spécialisées, alors que les tissus complexes sont formés de cellules complètement différenciées.

Réponse

Les tissus simples des plantes sont composés de cellules dont la structure et la fonction sont très semblables. De nombreux tissus simples ne sont composés que d’un seul type de cellule, mais ces cellules peuvent effectuer un certain nombre de fonctions différentes, telles que le soutien, la photosynthèse ou le stockage, selon le type de tissu. Les tissus simples sont généralement présents dans toute la plante. Alors que certains tissus simples sont indifférenciés et non spécialisés, comme certaines cellules du parenchyme, d’autres sont spécialisés. Les tissus composés sont plus complexes, car ils sont constitués de plusieurs types de cellules qui diffèrent grandement par leur structure et leur fonction.

Notre réponse correcte est donc la suivante:les tissus simples ne sont constitués que d’un seul type de cellule, alors que les tissus complexes sont constitués de plus d’un type de cellule.

Nous allons maintenant détailler la structure et la fonction des trois tissus simples que nous avons vus dans les micrographies:le parenchyme, le collenchyme et le sclérenchyme. Un schéma simplifié de leurs structures est illustré dans la figure 6 ci-dessous.

Figure 6 : Schéma montrant une coupe transversale et une vue longitudinale des trois principaux types de tissus simples des plantes.

Commençons par les tissus du parenchyme.

Les tissus du parenchyme sont composés de cellules qui occupent la plupart des tissus mous et charnus à l’intérieur de diverses parties d’une plante, telles que les feuilles, la tige et les racines. Les pommes de terre sont un exemple de tubercules, qui poussent à partir de parties souterraines de la tige chez certaines plantes, et qui sont charnus puisqu’ils sont principalement composés de cellules du parenchyme stockant des sucres sous forme d’amidon. Certaines cellules du parenchyme varient dans leur forme:elles sont carrées ou rectangulaires lorsqu’elles se trouvent dans certains tissus du xylème, mais la plupart sont rondes ou ovales, comme vous pouvez le voir dans la micrographie ci-dessous. Chacune des formes ovales bleues est une cellule individuelle du parenchyme.

Coupes transversales de la tige d'une plante
Figure 7

De nombreuses cellules du parenchyme ne sont pas encore spécialisées, elles ont donc le potentiel de se différencier en n’importe quel type de cellule. Ces cellules partagent des caractéristiques de base similaires. Par exemple, la plupart des cellules du parenchyme ont de nombreux chloroplastes et des parois minces constituées principalement de cellulose. Les cellules du parenchyme ont également de grandes vacuoles remplies d’eau, d’amidon et de minéraux.

Les cellules du parenchyme sont des cellules vivantes qui remplissent un certain nombre de fonctions:la photosynthèse, le stockage des nutriments et de l’eau, la sécrétion de sève et l’aération. Cette dernière fonction dépend des grands espaces intercellulaires qui se forment entre certaines cellules du parenchyme spécialisées, de sorte que les gaz peuvent facilement diffuser à travers ces espaces et s’échanger avec l’atmosphère pour la photosynthèse.

Terme clé: Cellules du parenchyme

Les cellules du parenchyme sont des cellules à paroi mince qui constituent la plus grande partie de l’intérieur des structures végétales molles, telles que les feuilles, les tiges et les racines.

Exemple 2: Décrire les principales fonctions des tissus du parenchyme

Les cellules du parenchyme sont impliquées dans les fonctions métaboliques de la plante. Laquelle des fonctions suivantes n’est pas principalement associée au parenchyme?

  1. la thermorégulation
  2. la photosynthèse
  3. le stockage de l’eau
  4. le stockage des nutriments

Réponse

Les cellules du parenchyme sont présentes dans les tissus parenchymateux simples. Elles forment la plus grande partie des strutures les plus charnues des tiges, des feuilles et des racines des plantes et ont une multitude de fonctions métaboliques. Elles contiennent de nombreux chloroplastes pour effectuer la photosynthèse. Elles ont également une fine paroi cellulaire en cellulose qui laisse facilement passer l’eau dans les cellules. Leurs fonctions comprennent également le stockage de l'eau et des nutriments en plus d'autres rôles divers, tels que les échanges gazeux. La thermorégulation, le processus de maintien de la température interne d’un organisme à un niveau normal, peut se réaliser dans les plantes par simple perte d’eau, mais il ne s’agit pas de la fonction principale des tissus du parenchyme.

Par conséquent, la seule option qui n’est pas une fonction majeure associée aux tissus du parenchyme est la thermorégulation.

Un excellent exemple de cellules collenchymateuses se trouve dans une branche de céleri, qui est en fait la tige de la plante en croissance qui se termine en feuilles. Le céleri est croquant, car le rôle principal du collenchyme est de fournir un soutien mécanique et une flexibilité à ces régions en croissance.

Les tissus du collenchyme sont constitués de cellules plus longues que celles du parenchyme. Ils se trouvent généralement sous l’épiderme des nervures des feuilles ainsi que des tiges, en particulier les jeunes tiges, et sont essentiels dans les zones de croissance de la plante. La micrographie ci-dessous montre une coupe transversale de certaines cellules du collenchyme dans une tige de plante.

Structure des Cellules du Collenchyme
Figure 8

Les tissus du collenchyme sont constitués de cellules vivantes et sont facilement reconnaissables à leur forme allongée, rectangulaire ou polygonale et à leur paroi cellulaire épaisse et irrégulière en cellulose, hémicellulose et pectine. Les tissus du collenchyme fournissent non seulement une certaine résistance mécanique, mais aussi une élasticité et une flexibilité aux zones en croissance de la plante. Vous avez peut-être remarqué que les cellules ne sont pas de forme régulière dans la micrographie, car elles sont sectionnées soit sur leur largeur, soit sur leur longueur.

Terme clé: Cellules du collenchyme

Les cellules du collenchyme sont des cellules allongées aux parois cellulaires épaisses qui se trouvent sous l’épiderme et fournissent un soutien structurel à la plante.

Les tissus du sclérenchyme sont les plus résistants des trois types de tissus simples. Le cortex des tiges et des feuilles, qui est la paroi externe juste en dessous des couches d’épiderme et de collenchyme, est généralement rempli de cellules du sclérenchyme. Les cellules du sclérenchyme ont tendance également à renforcer les faisceaux vasculaires dans les tissus végétaux, elles se trouvent donc souvent dans les tissus du xylème et du phloème. Les cellules du sclérenchyme peuvent également se trouver dans diverses autres parties de la plante, comme dans le fruit. Les cellules du sclérenchyme arrivent à maturité en même temps que les tissus environnants et ont tendance à fournir un support plus permanent que celui des cellules du collenchyme.

La micrographie ci-dessous montre une coupe transversale agrandie de cellules du sclérenchyme dans une tige de plante.

Structure du Sclérenchyme
Figure 9

Les couches supérieures rouge-orange dans la micrographie ci-dessus sont les cellules de l'épiderme et du collenchyme. Juste en dessous de cette couche se trouvent de nombreuses cellules sclérenchymateuses encerclées de rouge.

Les tissus du sclérenchyme sont composés de cellules rigides, car leur fonction est de fournir une grande résistance mécanique à la plante. Les cellules matures du sclérenchyme sont en général techniquement mortes, et elles fournissent cette résistance mécanique grâce à leur paroi cellulaire très épaisse en cellulose, hémicellulose et un élément chimique appelé lignine, qui rend les cellules étanches. La texture granuleuse des poires est aussi due à cette lignine.

Les cellules du sclérenchyme sont généralement reconnaissables par leur paroi cellulaire épaisse, surtout comparée aux cellules du parenchyme. Les cellules du collenchyme ont également des parois épaisses, mais elles peuvent être plus minces et plus irrégulières que celles des cellules du sclérenchyme. Vous pouvez également repérer des cellules du collenchyme colorées en bleu juste sous la couche de tissu sclérenchymateux. Les colorants appliqués aux tissus lors de la microscopie sont attirés par différents polymères. Les colorants les plus couramment utilisés (qui ont servi à produire la micrographie ci-dessus) donnent une couleur rose rougeâtre à la lignine des parois cellulaires du sclérenchyme, et une couleur vert bleuté à la cellulose des parois cellulaires du collenchyme et du parenchyme.

Terme clé: Cellules du sclérenchyme

Les cellules du sclérenchyme sont des cellules lignifiées à paroi épaisse qui fournissent un support mécanique aux tiges, aux feuilles et aux racines.

Le tableau 1 résume les emplacements, les structures et les fonctions des trois tissus simples que nous avons abordés.

Tableau 1: Résumé des trois tissus simples:le parenchyme, le collenchyme et le sclerenchyme.

Nom du tissuEmplacement typiqueFonctions principalesParois cellulairesAutres structures identifiantesVivant ou non vivant?
ParenchymeÀ l'intérieur des structures molles, telles que les tiges, les feuilles et les racinesPhotosynthèse, stockage des nutriments et de l'eau, sécrétion et échanges gazeuxParois cellulaires minces constituées surtout de celluloseLes cellules sont normalement rondes mais peuvent aussi avoir d'autres formes. Elles contiennent de nombreux chloroplastes et une grande vacuole, et peuvent se différencier pour remplir diverses fonctions.Vivant
CollenchymeSous l'épiderme des jeunes tiges et des nervures des feuillesSoutien supplémentaire, structure et flexibilité surtout dans les zones de croissanceParois cellulaires épaisses et stratifiées composées de cellulose de pectineLes cellules sont allongées, rectangulaires ou polygonales.vivant
SclerenchymeDans le cortex des tiges et des feuilles, les faisceaux vasculaires (xylème et phloème) et d'autres parties de la plante (p.ex. les fruits)Résistance mécaniqueParois cellulaires épaisses et stratifiées, composées de cellulose, d'hémicelluloses et de lignineLes cellules varient en taille, en forme et en structure.Généralement non vivant à maturité

Nous allons maintenant détailler la structure et la fonction des deux tissus composés que nous avons vus dans la première micrographie examinée:le xylème et le phloème.

La figure 10 ci-dessous donne quelques informations détaillées sur ces deux tissus. Le xylème et le phloème sont deux tissus vasculaires. Cela signifie qu’ils sont impliqués dans le transport de substances dans la plante. Le système vasculaire est constitué de faisceaux vasculaires contenant ces tissus du xylème et du phloème. Ils longent les racines, la tige et les feuilles pour transporter les nutriments, l'eau et les minéraux dissous vers les différentes parties de la plante où ils sont nécessaires.

Figure 10 : Schéma montrant la structure de base du xylème et du phloème et la direction respective de leur flux.

Comme vous pouvez le voir dans la figure 10, le rôle des tissus du xylème est de transporter l’eau et les ions minéraux dissous. Ces substances sont transférées des racines, où elles sont absorbées du sol, vers les autres parties de la plante qui en ont besoin. Par exemple, les feuilles ont besoin d’eau pour la photosynthèse. C’est pour cela que la circulation du xylème ne se fait que dans une seule direction, des racines vers le reste de la plante.

Les tissus matures du xylème se composent de trois principaux types de cellules:le parenchyme du xylème, les vaisseaux du xylème et les fibres du xylème, les deux dernières étant illustrées dans la figure 11 ci-dessous. Les vaisseaux du xylème sont faits de cellules du sclérenchyme qui sont lignifiées et mortes. La lignine contenue dans leur paroi cellulaire les imperméabilise et fournit un soutien structurel supplémentaire à la plante. Ces cellules sont empilées bout à bout et les extrémités de leur paroi sont décomposées pour former un tube creux. Cette structure en forme de tube permet à l’eau et aux minéraux dissous de la traverser en continu comme dans une paille. Les fibres de xylème sont également lignifiées, et leur rôle principal est de fournir un support mécanique.

Figure 11 : Schéma montrant une coupe longitudinale de la structure du tissu du xylème, y compris les vaisseaux du xylème et les fibres du xylème.

Terme clé: Xylème

Le xylème est le tissu des plantes qui transporte l'eau et les ions minéraux dissous dans une seule direction, des racines aux autres parties de la plante.

Comme vous pouvez le voir dans la figure 12, le rôle des tissus du phloème est de transporter les produits de la photosynthèse. Ce sont des solutés organiques sous forme de sucres dissous et d’acides aminés, requis dans différentes régions de la plante. Ces substances sont principalement transportées à partir des feuilles, car c'est là que se déroule la majeure partie du processus de photosynthèse, mais le phloème peut distribuer les substances aussi bien vers le haut que vers le bas de la plante, puisque les sucres et les acides aminés sont nécessaires dans toute la plante.

Le phloème est constitué de membres du tube criblé (ou éléments du tube criblé), de cellules compagnes (qui sont un type de tissu parenchymateux), de fibres et de scléréides (qui sont deux types de tissus du sclérenchyme).

Comme vous pouvez le voir sur la figure 12, les membres du tube criblé sont de longues colonnes creuses de cellules fusionnées bout à bout, mais contrairement aux vaisseaux du xylème, leur paroi à l’extrémité ne sont pas entièrement décomposées. Entre chaque élément adjacent du tube criblé se trouvent des parois criblés qui, comme un tamis, ont des pores pour permettre le passage de solutés. Pour que les tubes criblés soient creux, la majorité de leurs organites se décomposent, et les tubes criblés matures n'ont pas de noyau.

Les cellules compagnes sont liées aux membres du tube criblé par des pores dans leur paroi cellulaire appelés plasmodesmes, qui relient le cytoplasme, la membrane plasmique et le réticulum endoplasmique des deux cellules, comme le montre la figure 12. Les cellules compagnes sont des exemples de cellules du parenchyme spécialisées. Les fibres et les scléréides, qui sont des exemples de cellules du sclérenchyme, ont des parois cellulaires épaisses et fournissent principalement un soutien structurel aux vaisseaux du phloème.

Figure 12 : Schéma montrant une coupe longitudinale de la structure du tissu de phloème, y compris les membres du tube criblé liés aux cellules compagnes par des plasmodesmes.

Terme clé: Phloème

Le phloème est le tissu des plantes qui transporte les produits de la photosynthèse vers les cellules des plantes dans deux directions:vers le haut et vers le bas.

Exemple 3: Décrire la composition du système vasculaire

Les tissus végétaux peuvent être organisés en systèmes. Quelles sont les deux structures du système vasculaire?

  1. le xylème et la tige
  2. les stomates et le phloème
  3. le xylème et le phloème
  4. les stomates et la tige

Réponse

Le système vasculaire de la plante représente son système de transport. Il s’agit du faisceau vasculaire, contenant à la fois des tissus du xylème et du phloème. Les vaisseaux du xylème sont chargés de transporter l’eau et les ions minéraux dissous des racines vers les autres parties de la plante. Le phloème est responsable du transport des solutés organiques dissous, sous forme de sucres et d’acides aminés, depuis leur site de production vers les autres parties de la plante où ils sont nécessaires. Ceux-ci sont généralement produits dans les feuilles par la photosynthèse, puis transportés le long de la tige. Les stomates sont impliqués dans l’échange gazeux de la photosynthèse, en absorbant le dioxyde de carbone dans la plante et en libérant de l’oxygène.

Par conséquent, les structures correctes du système vasculaire sont le xylème et le phloème.

Récapitulons certains des points clés que nous avons couverts dans cette fiche explicative.

Points clés

  • Les tissus simples sont constitués de cellules ayant des structures et des fonctions similaires, tandis que les tissus complexes sont constitués de différentes cellules ayant des fonctions différentes.
  • Les tissus simples des plantes sont le parenchyme, le collenchyme et le sclérenchyme.
  • Les tissus complexes des plantes sont le xylème et le phloème, qui forment le système vasculaire de la plante.
  • Le xylème transporte de l’eau et des ions minéraux, tandis que le phloème transporte des sucres et des acides aminés.

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