Explorer le monde avec un microscope optique : l'épiderme d'oignon et la structure des cellules

Explorer le monde avec un microscope optique : l'épiderme d'oignon et la structure des cellules

Introduction
Protocole
Observations sans coloration
Coloration par le bleu de méthylène
Coloration par l'eau iodée

Introduction

L'oignon est l'un des organes végétaux les plus appropriés et les plus simples d'emploi pour montrer l'organisation des êtres vivants en cellules et observer la structure cellulaire. On peut, en effet, s'en procurer toute l'année dans le commerce alimentaire et la préparation des échantillons est particulièrement aisée car les écailles dont il est constitué sont recouvertes d'un épiderme constitué d'un petit nombre de couches de cellules.
L'oignon alimentaire est un organe souterrain qui accumule des réserves. Dans la nature, la plante Allium cepa, a un cycle de deux ans. La première année, l'activité photosynthétique des feuilles permet l'accumulation de réserves dans le bulbe. Le bulbe passe l'hiver sous le sol en vie ralentie et, au retour de la saison favorable, les réserves accumulées permettent le développement de nouvelles feuilles et la formation de fleurs conduisant à la reproduction sexuée. On parle donc de plante bisannuelle.

Protocole

Couper un oignon en quatre et prélever un des fragments d'écaille avec une pince à épiler. Chaque écaille est limitée sur chacune de ses faces par un épiderme. Soulever avec la pince l'épiderme interne, c'est à dire la mince pellicule qui tapisse intérieurement (côté concave) l'écaille. Découper avec des ciseaux fins un fragment de quelques mm de côté et le déposer sur une lame dans une goutte d'eau et recouvrir d'une lamelle.

Placer la lame sur la platine du microscope et observer d'abord au grossissement le plus faible.

Observations sans coloration


Cellules de l'épiderme interne d'écaille d'oignon (Pas de coloration, X 400)	Cellule avec son noyau (X 600, zoom optique) Noter l'épaisseur de la paroi, la présence d'un point à l'intérieur du noyau, le nucléole, ainsi que diverses inclusions à l'intérieur du cytoplasme (le contenu cellulaire)

L'observation montre un pavage de cellules jointives imbriquées comme les briques dans un mur. Chaque cellule est limitée par une paroi épaisse, caractéristique des cellules végétales et, dans quelques cellules, on distingue une structure arrondie qui est le noyau, centre du contrôle génétique du fonctionnement cellulaire qui contient notamment les chromosomes (invisibles à ce stade du cycle cellulaire). A plus fort grossissement on distingue mieux les différents constituants, paroi, noyau contenant un nucléole, cytoplasme contenant diverses inclusions, notamment les organites impossibles à identifier à ce grossissement.

Dans certaines régions de l'épiderme, on peut distinguer une paire de cellules, arrondies d'un côté et concaves de l'autre où elles délimitent un orifice entre elles. Il s'agit de stomates, comme on peut en observer dans l'épiderme des feuilles des plantes, ce qui montre que les écailles du bulbe d'oignon peuvent être assimilées à des feuilles modifiées.


Stomate dans l'épiderme interne d'écaille d'oignon (Pas de coloration, X 600)	Stomate dans l'épiderme interne d'écaille d'oignon (Pas de coloration, X 600, zoom optique)

Comme pour toute préparation microscopique, l'utilisation de colorants permet d'améliorer les observations.

Coloration par le bleu de méthylène

Le bleu de méthylène a l'avantage d'être un colorant vital, c'est à dire qu'à faible concentration, il ne tue pas les cellules, tout en se concentrant dans ceraines structures dont il améliore l'observation. En revanche, à concentration plus forte, comme dans les images ci-dessous, les cellules sont tuées et l'ensemble des structures est colorée.


Cellules de l'épiderme interne d'écaille d'oignon (Bleu de méthylène, X 600)	Stomate dans l'épiderme interne d'écaille d'oignon (Bleu de méthylène, X 600)

Coloration par l'eau iodée

L'iode moléculaire ou diiode, contenu dans l'eau iodée (lugol) ou dans l'alcool iodé, fixe les structures cellulaires en dénaturant les protéines et fait ainsi ressortir diverses structures cellulaires.
Les parois, les noyaux et les cytoplasmes coagulésssont particulièrement visibles.


Cellules de l'épiderme interne d'écaille d'oignon (eau iodée, X 400)	Cellules de l'épiderme interne d'écaille d'oignon (eau iodée, X 600)
Cellules de l'épiderme interne d'écaille d'oignon (eau iodée, X 600, zoom optique)

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