QCM : Lignocelluloses végétales (11 questions)

Explication

La productivité moyenne des ressources agricoles et forestières est de 10 tonnes de matière sèche par hectare et par an. La biomasse lignocellulosique biosynthétisée chaque année atteint environ 200 milliards de tonnes, tandis que les plantes terrestres vasculaires représentent environ 90 % de la biomasse végétale terrestre en matière sèche. Les valeurs par kilomètre carré et par décennie ne correspondent pas aux données indiquées.

Explication

Les tissus lignocellulosiques contribuent au transport de l’eau et des nutriments. Leur rôle dans la verticalité peut favoriser l’accès à la lumière et la photosynthèse, et les assemblages lignocellulosiques ont permis aux végétaux de conquérir le milieu terrestre, contrairement aux algues et aux mousses. Ils contribuent aussi à la résistance aux stress environnementaux, et non à la conquête terrestre par les algues et les mousses ni à une résistance limitée aux stress lumineux.

Explication

La cellulose et les hémicelluloses sont des polysaccharides, tandis que les lignines sont polyphénoliques ; les hémicelluloses relient l’armature cellulosique à la matrice de lignines. Somerville (2002) rapporte au moins 1 000 gènes mobilisés, et non environ 1 000 enzymes.

Explication

La déconstruction sépare la cellulose des hémicelluloses et des lignines, notamment pour la digestion par les herbivores et la production de papier, de bioéthanol ou de molécules biosourcées. La biosynthèse est complexe, concertée et seulement partiellement élucidée ; elle n’est donc ni simple ni entièrement comprise.

Explication

Les hémicelluloses sont des polysaccharides variés constitués d’hétérocopolymères ramifiés, contrairement à la cellulose, homopolymère linéaire de glucose. Les chaînes cristallines caractérisent la cellulose plutôt que les hémicelluloses.

Explication

Les hémicelluloses représentent entre 25 et 45 % de la biomasse végétale. La fourchette de 10 à 20 % correspond plutôt à certaines estimations de la teneur en lignine des graminées.

Explication

Les alcools p-coumarylique, coniférylique et sinapylique sont les monolignols qui constituent les lignines après leur incorporation au polymère. Les interactions non covalentes entre fibres de cellulose relèvent plutôt du rôle des hémicelluloses.

Explication

La polymérisation débute par l’oxydation des phénols, qui produit des radicaux phénoxy stabilisés par résonance; ceux-ci se couplent ensuite en différentes positions. Le couplage des monolignols est une étape ultérieure, et non l’événement initial.

Explication

Une proportion accrue d’unités G favorise les points de réticulation et rend les polymères plus rigides, alors qu’une proportion accrue d’unités S conduit à des polymères plus linéaires et souples. Les unités S sont associées à davantage de liaisons β-O-4 labiles, et non à davantage de liaisons C-C résistantes.

Explication

La structure aromatique et les fonctions phénoliques de la lignine sont à l’origine de son potentiel antioxydant, antimicrobien et antifongique, ainsi que de sa capacité à filtrer les UV. Les liaisons hydrogène sont ici un distracteur plausible, mais elles ne sont pas identifiées comme la cause de ces propriétés de la lignine.

Explication

Un procédé doux, adapté à la biomasse, vise à préserver les structures natives de la lignine et des hémicelluloses, ce qui aide à conserver les fonctionnalités recherchées. À l’inverse, les procédés drastiques peuvent provoquer une recondensation, qui réduit les fonctionnalités phénoliques et augmente les masses molaires.