I. La feuille, interface plante / atmosphère. - SVT
I. La feuille, interface plante / atmosphère. - SVT
I. La feuille, interface plante / atmosphère. - SVT
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THÈME 1 – A-5<br />
LES RELATIONS ENTRE<br />
ORGANISATION ET MODE DE VIE,<br />
RÉSULTAT DE L'ÉVOLUTION :<br />
L'EXEMPLE DE LA VIE FIXÉE CHEZ<br />
LES PLANTES<br />
Véronique Joyeux<br />
Muriel Pairel<br />
Rémi Tourret<br />
1
L'organisation fonctionnelle des <strong>plante</strong>s (angiospermes) est mise en<br />
relation avec les exigences d'une vie fixée en relation avec deux<br />
milieux, l'air et le sol. Au cours de l'évolution, des processus<br />
trophiques, des systèmes de protection et de communication, ainsi<br />
que des modalités particulières de reproduction se sont mis en<br />
place. L'objectif de ce thème est, sans rentrer dans le détail des<br />
mécanismes, de comprendre les particularités d'organisation<br />
fonctionnelle de la <strong>plante</strong> et de les mettre en relation avec le mode de<br />
vie fixé.<br />
Bilans : schéma général de la <strong>plante</strong>, organisation et fonction de la<br />
fleur.
LES SURFACES<br />
D’ECHANGE<br />
4
Sommaire<br />
I. <strong>La</strong> <strong>feuille</strong>, <strong>interface</strong> <strong>plante</strong> / <strong>atmosphère</strong>.<br />
I.1 Structure de la <strong>feuille</strong> et capture de la lumière<br />
I.2 Stomates et échanges gazeux<br />
I.3 Méats et circulation des gaz<br />
II. Les racines, <strong>interface</strong> <strong>plante</strong>/hydrosphère-sol<br />
II.1 la zone pilifère<br />
II.2 les mycorhizes<br />
II.3 le transfert vers les éléments conducteurs<br />
III. Quantification des surfaces d’échange<br />
III.1 Différentes méthodes d’estimation de la surface foliaire<br />
III.2 Modélisation des surfaces d’échange<br />
III.3 Comparaison des surfaces d’échange végétales et animales
PHOTOSYNTHESE :<br />
I. <strong>La</strong> <strong>feuille</strong>, <strong>interface</strong><br />
<strong>plante</strong>/<strong>atmosphère</strong><br />
hν<br />
n CO 2 + n H 2O (CH 2O) n + n O 2
I.1. Structure de la <strong>feuille</strong> et capture de la<br />
lumière
CAPTER LA LUMIERE<br />
Coupe transversale de <strong>feuille</strong><br />
Des cellules chlorophylliennes<br />
Des chloroplastes<br />
Des thylakoïdes<br />
Dans le chloroplaste, la chlorophylle= capteur solaire<br />
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Chloroplaste/orge.htm
CAPTER LA LUMIERE<br />
Mésophylle foliaire<br />
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.htm<br />
parenchyme palissadique<br />
= Effet fibre optique<br />
et transmission<br />
parenchyme lacuneux<br />
= miroir et diffusion<br />
Vogelmannet al, TIPS, 1996, 1, 65-70
Absorption de la lumière optimisée<br />
• la disposition des <strong>feuille</strong>s face à la lumière<br />
• des mouvements vers la lumière<br />
• la multiplication des <strong>feuille</strong>s dans la couronne<br />
= surface d’échanges extériorisée<br />
• le nombre élevé de chloroplastes par cellule<br />
de <strong>feuille</strong><br />
• la quantité de chlorophylle par chloroplaste :<br />
nombreuses lamelles empilées (thylakoïdes)<br />
• la cyclose des chloroplastes<br />
• le trajet optique des photons allongé<br />
dans le mésophylle (transmission + diffusion)<br />
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.htm
O 2<br />
CO 2<br />
I.2. Stomates et échanges gazeux<br />
Des ouvertures contrôlables<br />
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.htm
Microfibrilles<br />
de cellulose à<br />
orientation<br />
longitudinale<br />
paroi<br />
dorsale<br />
mince<br />
et<br />
souple<br />
Stomate ouvert ,<br />
turgescences des cellules<br />
stomatiques<br />
paroi ventrale<br />
épaisse et plus<br />
rigide<br />
Physiologie Végétale- William G. Hopkings- Charles -Marie Evrard- Google- livres.url<br />
Stomate fermé ,<br />
plasmolyse des<br />
cellules stomatiques
( photo stomates Belin TS spécialité 2002)<br />
H2O<br />
H+<br />
k+<br />
A-<br />
S<br />
Stomate ouvert ,<br />
turgescences des cellules<br />
stomatiques<br />
MECANISME<br />
D’OUVERTURE/FERMETURE<br />
A- : anions (Cl - , malate 2- )<br />
S : saccharose<br />
Obscurité, déshydratation<br />
Lumière ( bleue en<br />
particulier) , faible [CO2]<br />
S<br />
A-<br />
k+<br />
H2O<br />
Stomate fermé ,<br />
plasmolyse des<br />
cellules stomatiques
Réseau de méats du<br />
parenchyme<br />
lacuneux<br />
I.3 Méats et circulation des gaz<br />
O 2<br />
CO 2<br />
Un vaste réseau de circulation interne<br />
(la surface d’échange interne est x30 par rapport à la surface<br />
externe = vaste surface intériorisée)
II. <strong>La</strong> racine, <strong>interface</strong><br />
<strong>plante</strong>/hydrosphère-sol<br />
1 plant de seigle<br />
= 623 km de racines<br />
= 639 m2 Dittmer 1935
Assise pilifère<br />
II.1. <strong>La</strong> zone pilifère<br />
Assise<br />
pilifère<br />
Diamètre : 12 à 15 µm<br />
Longueur : 0.1 à 10 mm<br />
Nombre: jusqu’ à 2500 par cm 2<br />
X 1.5 à 20 surface racinaire<br />
Ex : Plant de seigle de 4 mois :<br />
14 milliards de poils<br />
absorbants<br />
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.htm (Bordas 1S 1997)
( d’après Biologie et Physiologie végétale –S Meyer)<br />
Échanges entre poil absorbant et sol<br />
sol racine<br />
- Mouvement d’eau par osmose (Potentiel hydrique de + en + négatif)<br />
- Entrée des ions en solutions par diffusion<br />
- Interception entre racine et colloïdes du sol
http://www.wsl.ch/dienstleistungen/publikationen/pdf/5191.pdf<br />
Mycorhize<br />
X100 Surface d’absorption<br />
Nutrition minérale de la <strong>plante</strong> très<br />
fortement augmentée<br />
Croissance stimulée<br />
II.2. Les mycorhizes<br />
Sucres (hexoses)<br />
Eau, phosphore, azote
2.Le transit dans la racine<br />
II.3. Transfert vers les vaisseaux conducteurs<br />
Voie apoplastique :<br />
passe uniquement par<br />
les parois des cellules<br />
Entrée non sélective<br />
(paroi hydrophile)<br />
Voie symplastique :<br />
passe de cellule en<br />
cellule par les<br />
plasmodesmes<br />
Entrée sélective<br />
(membrane à traverser)<br />
Voie transcellulaire :<br />
de cellule en cellule, en<br />
passant d’une vacuole à<br />
l’autre pour l’eau<br />
plasmodesmes<br />
19
Tous les autres ions<br />
Ca 2+ et Mg 2+<br />
Au niveau de l’endoderme, les cadres de<br />
Caspari obligent l’eau à passer par voie<br />
symplasmique (sélection). Puis retour dans<br />
l’apoplasme au niveau du xylème.<br />
Cadre de Caspari<br />
(imperméables à l’eau)<br />
20
Transport actif des ions<br />
W.G.Hopkins PHYSIOLOGIE VEGETALE
III. Quantification des<br />
surfaces d’échange<br />
22
III.1 Différentes méthodes d’estimation de la<br />
Exemple: Vigne<br />
surface foliaire<br />
S.F.T : Surface foliaire totale<br />
S.F.E : Surface foliaire<br />
exposée<br />
% de lumière incidente<br />
100 %<br />
5-10 %<br />
1-3 %
Différentes méthodes d’estimation de la surface<br />
Mesure de la SFT.<br />
Plusieurs méthodes<br />
• Mesure au planimètre<br />
Activité réalisable en classe avec<br />
Mesurim<br />
foliaire
Différentes méthodes d’estimation de la surface<br />
foliaire<br />
Exemple: Mesures de la SFT de différents vignobles<br />
bordelais<br />
D’après chambre d’agriculture de Gironde
Différentes méthodes d’estimation de la surface<br />
Mesure de la SFT.<br />
Plusieurs méthodes<br />
• Mesure au<br />
planimètre<br />
• Mesure du poids<br />
frais ou du poids<br />
sec<br />
foliaire<br />
D’après O.TREGOAT ÉTUDE COMPARATIVE DE LA PRÉCISION ET<br />
DE LA RAPIDITÉ DE MISE EN ŒUVRE DE DIFFÉRENTES<br />
MÉTHODES D’ESTIMATION DE LA SURFACE FOLIAIRE DE LA<br />
VIGNE
Différentes méthodes d’estimation de la surface<br />
Mesure de la SFT.<br />
Plusieurs méthodes<br />
foliaire<br />
• Mesure au planimètre<br />
• Mesure du poids frais<br />
ou du poids sec<br />
• Estimation à partir des<br />
dimensions de la<br />
<strong>feuille</strong> ou du rameau<br />
D’après O.TREGOAT ÉTUDE COMPARATIVE DE LA<br />
PRÉCISION ET DE LA RAPIDITÉ DE MISE EN ŒUVRE DE<br />
DIFFÉRENTES MÉTHODES D’ESTIMATION DE LA<br />
SURFACE FOLIAIRE DE LA VIGNE
III.2 Modélisation des surfaces d’échange<br />
Modélisation des végétaux.<br />
Modélisation fractale<br />
Fractale : courbe ou surface de forme irrégulière ou<br />
morcelée avec une similarité entre les grandes et les<br />
petites échelles. En grossissant n’importe quelle partie,<br />
on retrouve une structure similaire à la structure<br />
globale.<br />
Concept mathématique formalisé en 1974 par Benoit<br />
Mandelbrot.
III.2 Modélisation des surfaces d’échange<br />
Modèle fractale d’une fronde de<br />
fougère<br />
Modèle fractale d’un appareil<br />
racinaire
III.2 Modélisation des surfaces d’échange<br />
Modélisation informatique<br />
L system: ensemble de règles et de symboles qui<br />
modélisent un processus de croissance d'êtres vivants<br />
comme des <strong>plante</strong>s ou des cellules.<br />
Greenlab ou AMAPsim: modèles de croissance<br />
informatisés permettant de modéliser la<br />
morphogénèse végétale de différentes espèces.<br />
Ex: croissance du<br />
Riz<br />
D’après A. Rostand-<br />
Mathieu
Visualisation d’Acacias obtenus par simulation sous AMAPsim. Les deux<br />
acacias de 2 ans sont issus de 2 graines différentes permettant de voir une<br />
variabilité intra-spécifique.<br />
D’après C.Leroy. Rôle de l’architecture dans l’interception lumineuse des couronnes de Tectona grandis et Acacia<br />
mangium. Thèse Montpellier II 2005
Distribution des <strong>feuille</strong>s selon des strates verticales de 20 cm chez les arbres<br />
âgés de 1 an (A) et 2 ans (B).<br />
D’après C.Leroy. Rôle de l’architecture dans l’interception lumineuse des couronnes de Tectona grandis et Acacia<br />
mangium. Thèse Montpellier II 2005
III.3 Comparaison des surfaces d’échange<br />
Châtaigner de 12m<br />
Surface externe = 340 m 2<br />
Surface des chambres sous<br />
stomatiques: 10 000 m 2<br />
Surface d’absorption racinaire =<br />
44000 m 2<br />
végétales et animales<br />
Surface pulmonaire<br />
2 x 300 000 000 (nombre total<br />
d'alvéoles dans les deux poumons)<br />
x 0,125 mm 2 (surface totale entre l'air<br />
et le sang d'une alvéole)<br />
= 75 000 000 mm², soit 75 m².
III.3 Comparaison des surfaces d’échange<br />
Châtaigner de 12m<br />
Surface externe = 340 m2<br />
Surface des chambres sous<br />
stomatiques: 10 000m2<br />
Surface d’absorption racinaire =<br />
44000 m2<br />
végétales et animales<br />
Surface d’absorption intestinale<br />
Surface d’échange au niveau de<br />
l’intestin grêle 200 m².<br />
Remarque : toutes les précautions nécessaires<br />
seront prises lors de ce type de comparaisons
LES SYSTEMES<br />
CONDUCTEURS<br />
35
Sommaire<br />
I. Localisation des vaisseaux conducteurs dans<br />
l’appareil végétatif.<br />
II. Présentation des 2 systèmes conducteurs.<br />
III. Circulation des 2 types de sève
I. Localisation des vaisseaux<br />
conducteurs dans l’appareil<br />
végétatif<br />
37
Une mise en évidence simple
A. <strong>La</strong> coloration carmin vert d’iode<br />
Carmin aluné >> cellulose<br />
Vert d’iode >>lignine<br />
39
B. Comparaison des organes de<br />
Monocotylédones et de Dicotylédones<br />
Feuilles partielles de Muguet (Monocotylédone) et de Houx (Dicotylédone)<br />
Tige de Bambou, Monocotylédone Tige de Sanicule, Dicotylédone<br />
40
.<br />
Racine d’ Iris<br />
(Monocotylédone)<br />
position alterne du xylème I<br />
et du phloème I à<br />
différenciation centripète<br />
grand nombre de pôles ligneux<br />
D’après http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.html<br />
Cylindre<br />
central<br />
41
Racine de Renoncule<br />
Ranonculus sp (Dicotylédone)<br />
petit nombre de<br />
pôles ligneux (6)<br />
position<br />
alterne<br />
Coupe transversale de racine de Renoncule<br />
D’après http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/anatomie/index.html<br />
42
Tige de Bambou Bambusa sp.<br />
(Monocotylédone)<br />
nombreux faisceaux cribro-vasculaires,<br />
disposés en plusieurs cercles, les plus<br />
gros situés au centre<br />
Position<br />
superposée
Tige de Sanicule Sanicula europa<br />
(Dicotylédone)<br />
les faisceaux cribro-vasculaires<br />
sont disposés sur un seul cercle<br />
position<br />
superposée<br />
du xylème et<br />
du phloème<br />
Schéma d'une coupe transversale partielle d'une tige de Sanicule<br />
44
De Speranza et Calzoni « Atlas de la<br />
structure des <strong>plante</strong>s » Belin<br />
DES<br />
STRUCTURES<br />
SECONDAIRES<br />
Cernes de tissus secondaires<br />
(bois et liber) produits par le<br />
cambium<br />
TIGE DE DICOTYLEDONE<br />
Structure secondaire<br />
(ici Tilleul)
Feuille de Muguet Convallaria maialis<br />
Mésophylle<br />
homogène<br />
position<br />
superposée<br />
du xylème<br />
et du<br />
phloème<br />
(Monocotylédone)<br />
Nervure<br />
médiane<br />
peu<br />
saillante<br />
parallèle<br />
Organe<br />
aérien<br />
Feuille<br />
46
Feuille de Houx<br />
Ilex aquifolium<br />
(Dicotylédone)<br />
Le mésophylle est hétérogène et la<br />
nervure médiane est très saillante : c'est<br />
une Dicotylédone.<br />
position<br />
superposée<br />
du xylème et<br />
du phloème<br />
Coupe transversale d'une nervure<br />
principale d'un limbe de Houx<br />
47
Caractères d’identification<br />
de l’anatomie des organes<br />
D’après Biologie et Physiologie végétales de S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix<br />
48
Caractères distinctifs des organes<br />
de Monocotylédones et de Dicotylédones<br />
Organes Monocotylédones Dicotylédones<br />
Racine • plus de 8 pôles ligneux<br />
• endoderme en fer à cheval<br />
• absence de cambium<br />
Tige • nombreux cercles de faisceaux<br />
• xylème I en V ou concentrique<br />
• absence de cambium<br />
Feuille • absence de pétiole<br />
• mésophylle homogène<br />
• nervures secondaires nettes<br />
dans le plan de coupe<br />
• absence de cambium<br />
• moins de 8 pôles ligneux<br />
• endoderme à cadre de<br />
Caspary<br />
• cambium<br />
• un cercle de faisceau<br />
• cambium<br />
• pétiole<br />
• mésophylle hétérogène<br />
• nervures secondaires floues<br />
dans le plan de coupe (nervures<br />
divergentes)<br />
• cambium<br />
D’après Biologie et Physiologie végétales de S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix<br />
49
II. Présentation des deux<br />
systèmes conducteurs<br />
• Chez les Angiospermes, la circulation des<br />
sèves est assurée par un appareil conducteur<br />
composé de deux types de tissus : le xylème<br />
et le phloème.<br />
50
Le xylème<br />
De Speranza et Calzoni « Atlas de la structure des <strong>plante</strong>s » Belin<br />
Vaisseaux dans<br />
une CL de tige<br />
de Courge<br />
(Cucurbita<br />
pepo)<br />
X 100<br />
Remarque:<br />
coloration de la<br />
lignine en rouge<br />
=Phloroglucine<br />
chlorhydrique
à orientation oblique<br />
Le xylème<br />
CL x 400<br />
De Speranza et Calzoni « Atlas de la structure des <strong>plante</strong>s » Belin
Tilleul (Tilia americana) Aulne (Alnus rubra)<br />
Micrographies au MEB des parois terminales perforées d’éléments de<br />
vaisseaux du xylème secondaire<br />
53
Types de cellules du xylème secondaire (bois) de chêne (Quercus)<br />
Éléments de<br />
vaisseaux larges<br />
et étroits<br />
Ponctuations +<br />
perforations<br />
(sans parois<br />
primaires ni<br />
secondaires)<br />
L’aspect ponctué est dû à la présence de<br />
ponctuations (= zones dépourvues de paroi<br />
secondaire) dans les parois des vaisseaux<br />
et des trachéides.<br />
trachéide<br />
Ponctuations<br />
mais pas de<br />
perforations<br />
Fibres<br />
ligneuses<br />
Pas de<br />
ponctuations<br />
54
Les différents types de vaisseaux<br />
Au cours du développement, les vaisseaux apparaissent dans un ordre précis:<br />
éléments annelés spiralés rayés réticulés ponctués constituant<br />
une série phylétique, les végétaux les plus évolués parvenant seuls aux stades<br />
réticulés et ponctués.<br />
55
LE XYLÈME<br />
éléments<br />
conducteurs<br />
(éléments morts)<br />
Transport de<br />
la sève brute<br />
cellules<br />
parenchymateuses<br />
(éléments vivants)<br />
fibres ligneuses<br />
(éléments morts)<br />
trachéides<br />
vaisseaux<br />
-cellules allongées, aux extrémités<br />
effilées en biseau.<br />
-Paroi transversale fermée<br />
- nombreuses ponctuations.<br />
- longs tubes constitués par<br />
l'assemblage de cellules courtes à<br />
parois transversales perforées,<br />
- paroi lignifiée. Selon le dessin de<br />
la lignification, on distingue les<br />
vaisseaux : annelés, spiralés, rayés,<br />
réticulés, ponctués.<br />
-cellules parenchymateuses dites<br />
"de contact" qui bordent les<br />
vaisseaux.<br />
- fonction: stockage<br />
- cellules allongées , étroites, aux<br />
extrémités effilées<br />
- paroi lignifiée très épaisse,<br />
lumière réduite<br />
- petit nombre de ponctuations et<br />
de petit calibre<br />
- fonctions: soutien, parfois<br />
stockage<br />
56
Le phloème<br />
<strong>La</strong> protéine P est<br />
un composant<br />
caractéristique des<br />
éléments de tubes<br />
criblés chez les<br />
Dicotylédones : elle s’est<br />
accumulée au niveau des<br />
plaques criblées.<br />
PETIOLE DE COURGE (CL x 400)<br />
De Speranza et Calzoni « Atlas de la structure des <strong>plante</strong>s » Belin<br />
57
LE PHLOÈME<br />
éléments conducteurs = tubes<br />
criblés (tissu vivant)<br />
- cellules allongées<br />
disposées en file<br />
communiquant entre elles<br />
par des pores qui<br />
interrompent la paroi<br />
cellulosique,<br />
- pas de noyau ni de vacuole.<br />
cellules compagnes - bordent les tubes criblés.<br />
cellules parenchymateuses - de réserve, sécrétrices.<br />
fibres<br />
- cellules à paroi épaisse,<br />
lignifiées ou cellulosiques.<br />
58
III. Circulation des deux<br />
types de sève<br />
59
Composition des deux sèves<br />
Sève brute Sève élaborée<br />
• liquide très dilué : 1g/L de substances<br />
dissoutes<br />
• eau + ions minéraux (K + , Na + , Mg 2+ , Ca 2+ )<br />
• pH : 5,4 à 6,5<br />
• acides aminés<br />
• hormones de croissance (cytokinines;<br />
gibbérellines)<br />
• antibiotiques<br />
• herbicides<br />
• en repos végétatif : fortes quantités de<br />
glucides solubles (saccharose et sucres<br />
réducteurs provenant de l’ hydrolyse des<br />
réserves amylacées)<br />
• en période de floraison : fortes quantités<br />
de composés azotés<br />
• riche en K + , PO 4 3- , assimilats carbonés et<br />
azotés<br />
• pauvre en H + et Ca 2+ libre<br />
• pH élevé : 8 à 8,5<br />
• potentiel osmotique très négatif à cause<br />
d’une très forte concentration en glucides<br />
(300 à 900 mM/L)<br />
• sucres : saccharose surtout, raffinose,<br />
stachyose, verbascose<br />
• hormones : acide abscissique, gibbérellines<br />
• acides aminés<br />
• virus<br />
60
Mesure de la vitesse du courant de<br />
sève brute<br />
1. Un petit élément chauffant est inséré dans le xylème et chauffe la sève montante<br />
pendant quelques secondes.<br />
2. Un thermocouple situé au dessus enregistre le passage d’une vague de chaleur.<br />
3. L’observateur mesure l’intervalle de temps séparant les 2 évènements.<br />
Résultats :<br />
le matin : la sève brute commence à s’écouler plus rapidement d’abord dans les<br />
rameaux et ensuite le tronc.<br />
le soir : la vitesse décroit d’abord dans les rameaux puis dans le tronc.<br />
61
Pour la sève brute:<br />
• vitesse ≈ 1 à 5 m.h -1 (Haricot)<br />
≈ 1 à 50 m.h -1 (arbres à <strong>feuille</strong>s caduques)<br />
≈ 5 à 150 m.h -1 (lianes tropicales)<br />
• vitesse ≈ 100 m.h -1 (transpiration maximale)<br />
• vitesse en <strong>atmosphère</strong> saturée d'eau (pas de transpiration)<br />
• vitesse = 0 lorsque l'alimentation en eau est bloquée<br />
(sécheresse, froid de l'hiver).<br />
• le sens de la circulation peut même être exceptionnellement<br />
inversé, si l'<strong>atmosphère</strong> est très humide et le sol très sec.<br />
Pour la sève élaborée:<br />
• vitesse plus faible que la sève brute : ≈ 0.1 à 1 m.h -1<br />
62
<strong>La</strong> circulation ascendante<br />
Quels sont les mécanismes<br />
responsables de la montée de la<br />
sève brute ?<br />
de la sève brute<br />
63
L’ absorption<br />
de l’eau par<br />
les racines<br />
fait monter le<br />
mercure dans<br />
la colonne.<br />
On a ainsi<br />
mesuré des<br />
pressions de<br />
0,3 à 0,5<br />
méga pascal.<br />
Poussée racinaire
<strong>La</strong> poussée racinaire la guttation<br />
Les gouttelettes de guttation proviennent de<br />
l’intérieur de la <strong>feuille</strong> par le processus de<br />
guttation. Elles s’échappent par des stomates<br />
incapables de s’ouvrir et de se fermer,<br />
aboutissant à des structures appelées<br />
hydathodes, situées sur le sommet et le bord<br />
des <strong>feuille</strong>s.<br />
L’eau de guttation est poussée au dehors des<br />
<strong>feuille</strong>s par la pression racinaire.<br />
Coupe longitudinale d’un<br />
hydathode d’une <strong>feuille</strong> de<br />
Saxifrage<br />
65
• elle est due à la différence de potentiel hydrique entre la<br />
solution du sol à la surface de la racine et la sève du<br />
xylème.<br />
Ions<br />
minéraux<br />
du sol<br />
Une poussée positive est<br />
induite : c’est la pression<br />
racinaire : elle fait monter<br />
l’eau et les ions dans le<br />
xylème<br />
Transport actif<br />
Entrée de<br />
l’eau par<br />
osmose<br />
Vaisseau du<br />
xylème<br />
ne peut faire monter la sève de 1 à 2 mètres, donc force négligeable.<br />
Ions minéraux<br />
piégés par<br />
l’endoderme<br />
Potentiel<br />
hydrique Ψ<br />
devient<br />
plus négatif<br />
66
Théorie de la cohésion-tension<br />
Vase d’argile<br />
poreux<br />
rempli d’eau<br />
Tube de<br />
verre long et<br />
étroit plein<br />
d’eau<br />
H.H.Dixon<br />
1914<br />
<strong>La</strong> transpiration par les <strong>feuille</strong>s entraîne une perte d’eau suffisante pour créer la<br />
même tension.<br />
67
Les lacunes, à l’intérieur des <strong>feuille</strong>s, sont recouvertes d’une pellicule d’eau qui s’évapore quand<br />
les stomates sont ouverts. L’eau s’évaporant, la pellicule d’eau se rétracte, « tirant » sur l’eau du<br />
xylème. Il se crée une tension dans le xylème.<br />
68
Obstruction<br />
ou embolie<br />
<strong>La</strong> cohésion de l’eau du xylème<br />
est augmentée par :<br />
- l’élimination des fines<br />
particules susceptibles d’induire<br />
la formation de bulles (effet<br />
filtrant des racines)<br />
- le faible diamètre des<br />
trachéides et vaisseaux<br />
Si la colonne d’eau est<br />
brisée par une bulle d’air<br />
(obstruction) il y a perte<br />
de la cohésion entre les<br />
molécules d’eau l’eau ne<br />
monte plus l’eau passe<br />
alors dans un autre<br />
vaisseau.<br />
69
• se fait d’un organe source à un organe cible (=puits)<br />
Produit des glucides<br />
<strong>La</strong> circulation<br />
de la sève élaborée<br />
Utilise ou met en réserve les<br />
glucides (fruit ou racine par<br />
exemple)<br />
Un tubercule peut être un organe source ou cible selon la saison<br />
72
Mise en évidence du flux et de la composition<br />
de la sève élaborée<br />
Expérience d’écorçage de<br />
Malpighi (XVII ème siècle)<br />
Les pucerons au service de la<br />
recherche<br />
D’après Biologie et Physiologie végétales de S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix<br />
73
D’après Biologie et Physiologie végétales de S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveix<br />
Transport actif du<br />
saccharose dans les cellules<br />
du phloème.<br />
L’eau entre dans le<br />
phloème par osmose<br />
<strong>La</strong> force qui déplace<br />
l’eau vient du transport<br />
actif des glucides (ATP)<br />
Le saccharose passe<br />
du phloème à l’organe<br />
cible (transport actif)<br />
L’eau sort du phloème<br />
par osmose<br />
74
Le chargement du<br />
phloème en<br />
saccharose<br />
D’après Biologie Végétale de Raven – Evert – Eichhhorn coll. De Boeck<br />
75
Conclusion<br />
D’après Biologie et Physiologie végétales de S. Meyer, C. Reeb,<br />
R. Bosdeveix<br />
76
annexes
Annexes : Origine des cellules du<br />
tissu conducteur<br />
D’après Biologie Végétale de Raven – Evert – Eichhhorn coll. De Boeck<br />
78
Schéma illustrant le développement d’un élément de vaisseau<br />
Jeune<br />
cellule très<br />
vacuolisée,<br />
sans paroi<br />
secondaire<br />
<strong>La</strong> cellule<br />
s’élargit + dépôt<br />
de la paroi II<br />
spiralée + paroi I<br />
épaissie<br />
Le dépôt de la paroi II<br />
est terminé + cellule<br />
partiellement lysée<br />
<strong>La</strong> cellule est à<br />
maturité : sans<br />
protoplaste et<br />
ouverte aux 2<br />
extrémités<br />
79
<strong>La</strong> cellule<br />
mère de<br />
l’élément se<br />
divise<br />
Schéma illustrant la différenciation d’un élément de tube criblé<br />
<strong>La</strong> division a produit un jeune élément de tube<br />
criblé et une cellule compagne. Un ou plusieurs<br />
corpuscules de protéine P se forment dans le<br />
cytoplasme. <strong>La</strong> paroi s’épaissit et les futurs pores<br />
de la plaque criblée sont représentés par des<br />
plasmodesmes, qui vont s’élargir en pores.<br />
A maturité, l’élément<br />
de tube criblé a perdu<br />
noyau et vacuole. <strong>La</strong><br />
protéine P tapisse les<br />
parois et les pores<br />
80<br />
sont ouverts.
Rappel : Transport cellulaire: Très petites distances<br />
Transport passif : diffusion et osmose (diffusion de l ’eau)<br />
Se fait selon le gradient de concentration ou le gradient électrique.<br />
• À travers la double couche de lipide.<br />
• Par des protéines « canal ».<br />
• Par des protéines déformables (diffusion facilitée)
Transport actif<br />
• Peut se faire CONTRE le gradient de<br />
concentration ou le gradient électrique.<br />
• Besoin d ’énergie (ATP)<br />
• Besoin d ’un transporteur de membrane<br />
(protéine)
Transports actifs, unidirectionnels : dans le sens croissant du gradient<br />
électrochimique<br />
accumulation de la molécule transportée besoin d’énergie métabolique<br />
(ATP)<br />
Transports actifs primaires : ATPases<br />
pompes à protons (ou Ca2+) création<br />
d’une force protonmotrice<br />
(gradient électrochimique)<br />
Transports actifs secondaires :<br />
utilisation de l’énergie du gradient<br />
électrochimique pour :<br />
le transport de cations (C+)<br />
le co-transport d’anions (A-)/H+ ou<br />
de molécules neutres / H+
Bibliographie- Sitographie<br />
Botanique – Biologie et Physiologie végétale –S. Meyer, C. Reeb, R. Bosdeveiw<br />
– Edition Maloine<br />
Biologie Végétale de Raven – Evert – Eichhhorn coll. De Boeck<br />
http://www.snv.jussieu.fr<br />
Sources des Images :<br />
http://www.snv.jussieu.fr<br />
Botanique – Biologie et Physiologie végétale –S Meyer<br />
Banque de schémas / http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/<br />
Livre <strong>SVT</strong> spécialité TS, Belin 2002<br />
Livre <strong>SVT</strong> 1S ,Bordas 1997<br />
http://www.wsl.ch/dienstleistungen/publikationen/pdf/5191.pdf<br />
Physiologie Végétale- William G. Hopkings- Charles -Marie Evrard- Google- livres.url