Plasmolyse cellulaire végétale : explication et protocole TP

La plasmolyse est l'un des phénomènes les plus visuels du programme de SVT au lycée. Placez quelques cellules d'oignon dans de l'eau salée concentrée, observez sous microscope, et vous assistez en direct au décollement de la membrane plasmique : la preuve par l'image que la cellule est un système osmotique.

Définition

La plasmolyse désigne le décollement de la membrane plasmique (et du cytoplasme qui l'entoure) de la paroi pectocellulosique, sous l'effet d'une perte d'eau de la vacuole. Elle est l'inverse de la turgescence.

Le mécanisme osmotique

Quand une cellule végétale baigne dans un milieu hypertonique (plus concentré en solutés que la vacuole), l'eau diffuse de l'intérieur vers l'extérieur par osmose. La vacuole perd son contenu, le tonoplaste se contracte, le cytoplasme suit. La membrane plasmique, qui adhérait à la paroi par turgescence, se décolle progressivement.

Important : la paroi pectocellulosique, rigide, ne suit pas le mouvement. C'est ce contraste qui rend la plasmolyse visible : on voit clairement la membrane plasmique à l'intérieur de la paroi figée.

Les trois stades observables

1. Plasmolyse débutante : le cytoplasme commence à se décoller aux angles de la cellule. La vacuole est encore visible mais réduite.
2. Plasmolyse en raquette (ou en haltère) : la membrane plasmique se détache sur tout son pourtour. Le cytoplasme prend une forme arrondie ou bilobée, "flottant" à l'intérieur de la paroi.
3. Plasmolyse complète : la cellule est complètement déshydratée. Le cytoplasme forme un petit amas isolé au centre. La paroi reste intacte.

Protocole TP : épiderme d'oignon + eau salée

1. Préparer une lame d'épiderme d'oignon dans de l'eau distillée. Observer les cellules turgescentes.
2. Sous le microscope, faire glisser une goutte d'eau salée à 1 mol/L d'un côté de la lamelle, et aspirer avec un papier filtre à l'opposé. Le milieu est remplacé sans déplacer la préparation.
3. Observer en continu pendant 2 à 5 minutes. La plasmolyse débute aux angles, puis s'étend. Repérer les trois stades en fonction du temps.
4. Faire le test inverse : remplacer l'eau salée par de l'eau distillée. La cellule redevient turgescente en quelques minutes (déplasmolyse).

Variantes pédagogiques

• Avec une solution de saccharose à 0,5 mol/L : effet plus doux, plasmolyse progressive. Idéal pour étudier les stades intermédiaires.
• Avec des cellules d'Elodée (feuille de plante aquatique) : la chlorophylle des chloroplastes est concentrée dans le cytoplasme contracté, on voit clairement la couleur verte se rassembler au centre.
• En coloration au rouge neutre : on visualise spécifiquement la vacuole qui se rétracte.

Ce que la plasmolyse démontre

La plasmolyse est l'expérience-clé pour prouver que :

• La membrane plasmique est perméable à l'eau mais pas (ou peu) aux solutés.
• La cellule est en équilibre osmotique permanent avec son milieu.
• La paroi pectocellulosique est rigide, contrairement à la membrane.
• La déshydratation est réversible tant que la membrane n'est pas endommagée.

C'est aussi un modèle utile pour comprendre, par analogie, les phénomènes de stress hydrique chez les plantes en sécheresse — sauf qu'à l'échelle de la plante, la plasmolyse signe souvent une mort cellulaire irréversible.