Variation du volume vacuolaire dans
la cellule épidermique d'Allium cepa
Turgescence, plasmolyse et déplasmolyse
Cellules turgescentes
Le rouge neutre soluté organique (base faible, pka = 6,8) a diffusé à travers la membrane plasmique puis le tonoplaste à l'état neutre. Il a été piégé dans le suc vacuolaire (plus acide que le cytoplasme et l'environnement cellulaire) par protonation.
De l'eau a diffusé (flux net entrant) du milieu extracellulaire hypotonique vers le milieu intracellulaire hypertonique avec pour conséquence l'augmentation du volume vacuolaire et le tassement du cytoplasme contre la paroi. L'augmentation de la taille de la vacuole se trouve limitée par la contre-pression exercée par la paroi rigide.
Cellules plasmolysées
Le volume vacuolaire a diminué.
Le tonoplaste a entraîné le cytoplasme, provoquant ainsi le décollement de la membrane plasmique de la paroi pectocellulosique, sauf au niveau de certains plasmodesmes. De l'eau a diffusé du milieu intravacuolaire vers le milieu extracellulaire (plasmolyse). La solution saccharosée a pénétré dans l'espace apparu entre la paroi et le cytoplasme décollé.
La solution de saccharose est hypertonique par rapport au suc vacuolaire. L'eau diffuse donc à travers le tonoplaste et la membrane plasmique du milieu à potentiel hydrique élevé vers le milieu à potentiel hydrique bas (osmose). Le processus tend à égaliser les pressions osmotiques de part et d'autre du plasmalemme considéré comme imperméable au saccharose.
Il n'y a pas de déplasmolyse spontanée.
La déplasmolyse peut être provoquée en plaçant les cellules dans l'eau déminéralisée.
Les observations des cellules turgescentes, plasmolysées, du passage réversible d'un état à l'autre montrent bien la plasticité de l'organisation interne de la cellule végétale en relation avec les échanges d'eau et de substances dissoutes qu'elle effectue avec le milieu environnant et qui sont indispensables pour son fonctionnement , pour le port du végétal...Ces échanges sont controlés par la membrane plasmique et par le tonoplaste, la paroi rigide de la cellule différenciée limite la turgescence et empêche l'éclatement.
Les échanges d'eau peuvent être rapides au niveau du plasmalemme et du tonoplaste alors que la structure moléculaire de base de ces membranes est une bicouche pospholipidique hydrophobe. La diffusion des molécules d'eau, passive, est facilitée à leur niveau par la présence de protéines intégrées à la bicouche phospholipidique, les aquaporines, agencées en canaux.
