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5.8: Tonicité dans les plantes
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Tonicity in Plants
 
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5.8: Tonicity in Plants

5.8: Tonicité dans les plantes

Tonicity describes the capacity of a cell to lose or gain water. It depends on the quantity of solute that does not penetrate the membrane. Tonicity delimits the magnitude and direction of osmosis and results in three possible scenarios that alter the volume of a cell: hypertonicity, hypotonicity, and isotonicity. Due to differences in structure and physiology, tonicity of plant cells is different from that of animal cells in some scenarios.

Plants and Hypotonic Environments

Unlike animal cells, plants thrive when there is more water in their surrounding extracellular environment compared to their cytoplasmic interior. In hypotonic environments, water enters the cell via osmosis and causes it to swell because there is a higher concentration of solutes inside plant cells than outside. The force, that is generated when an influx of water causes the plasma membrane to push against the cell wall, is called turgor pressure. In contrast to animal cells, plant cells have rigid cell walls that limit the osmosis-induced expansion of the plasma membrane. By limiting expansion, the cell wall prevents the cell from bursting and causes plants to stiffen (i.e., become turgid). Turgidity allows plants to hold themselves upright instead of wilting.

Plants and Hypertonic Environments

Plants wilt if they cannot take up sufficient water. In such a scenario, their extracellular surrounding becomes hypertonic, causing water to leave the interior via osmosis. As a result, vacuoles decrease in size and the plasma membrane detaches from the cell wall causing the cytoplasm to constrict. This process is called plasmolysis and is why plants lose turgor pressure and wilt.

Plants and Isotonic Environments

In isotonic environments, there is a balance of water both inside and outside plant cells. Therefore, like in animal cells, no changes occur in plant cell volume.

Osmoregulation in Plants

A variety of different plant cell structures and strategies help maintain appropriate osmotic balance in extreme conditions. For instance, plants in dry environments store water in vacuoles, limit the opening of their stoma and have thick, waxy cuticles to prevent unnecessary water loss. Some species of plants that live in salty environments store salt in their roots. As a result, osmosis of water occurs into the root from the surrounding soil.

La tonicité décrit la capacité d’une cellule à perdre ou à gagner de l’eau. Cela dépend de la quantité de soluté qui ne pénètre pas dans la membrane. La tonicité délimit l’ampleur et la direction de l’osmose et aboutit à trois scénarios possibles qui modifient le volume d’une cellule : l’hypertonicité, l’hypotonicité et l’isotonicité. En raison des différences de structure et de physiologie, la tonicité des cellules végétales est différente de celle des cellules animales dans certains scénarios.

Plantes et environnements hypotoniques

Contrairement aux cellules animales, les plantes prospèrent lorsqu’il y a plus d’eau dans leur environnement extracellulaire environnant que leur intérieur cytoplasmique. Dans les environnements hypotoniques, l’eau pénètre dans la cellule par osmose et la fait gonfler parce qu’il y a une concentration plus élevée de solutés à l’intérieur des cellules végétales qu’à l’extérieur. La force, qui est générée quand un afflux d’eau provoque la membrane plasmatique à pousser contre la paroi cellulaire, est appelé pression turgor. Contrairement aux cellules animales, les cellules végétales ont des parois cellulaires rigides qui limitent l’expansion induite par l’osmose de la membrane plasmatique. En limitant l’expansion, la paroi cellulaire empêche la cellule d’éclater et provoque le raidissement des plantes (c.-à-d. devenir turgide). La turgidité permet aux plantes de se tenir debout au lieu de flétrir.

Plantes et environnements hypertoniques

Les plantes flétrissent si elles ne peuvent pas prendre suffisamment d’eau. Dans un tel scénario, leur environnement extracellulaire devient hypertonique, provoquant l’eau de quitter l’intérieur par osmose. En conséquence, les vacuoles diminuent en taille et la membrane plasmatique se détache de la paroi cellulaire causant le cytoplasme à se contracter. Ce processus est appelé plasmolyse et c’est pourquoi les plantes perdent la pression de turgor et le flétrissement.

Plantes et environnements isotoniques

Dans les environnements isotoniques, il y a un équilibre de l’eau à l’intérieur et à l’extérieur des cellules végétales. Par conséquent, comme dans les cellules animales, aucun changement ne se produit dans le volume des cellules végétales.

Osmorégulation dans les plantes

Une variété de différentes structures et stratégies de cellules végétales aident à maintenir l’équilibre osmotique approprié dans des conditions extrêmes. Par exemple, les plantes dans les environnements secs stockent l’eau dans les vacuoles, limitent l’ouverture de leur stomie et ont des cuticules épaisses et cireuses pour prévenir la perte inutile d’eau. Certaines espèces de plantes qui vivent dans des environnements salés emmagasinent le sel dans leurs racines. En conséquence, l’osmose de l’eau se produit dans la racine du sol environnant.


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