Fiche de révision : Croissance et fonctionnement des plantes

📋 Plan du Cours

1. Absorption racinaire par les poils absorbants
2. Absorption par les mycorhizes
3. Conduction de la sève brute par le xylème
4. Entrée du CO₂ par les stomates
5. Optimisation de l’absorption lumineuse
6. Transport de la sève élaborée
7. Croissance modulaire par phytomères
8. Localisation et mécanismes de croissance
9. Phototropisme et auxine
10. Géotropisme racinaire

📖 1. Absorption racinaire par les poils absorbants

🔑 Notions clés & Définitions

• Sève brute : Solution d’eau et d’ions minéraux prélevée par la plante dans le sol.

★ À maîtriser

• Les poils absorbants, situés près de l’extrémité des racines, constituent la zone pilifère.

• La zone pilifère permet l’absorption de l’eau et des ions minéraux du sol grâce à la grande surface de contact formée par les poils absorbants.

Compléments

• Chez les graminées, les racines peuvent porter jusqu’à 2 000 poils absorbants par centimètre carré, et un plant de seigle en compte 14 milliards au total.

• Chez le seigle, la surface de contact estimée des poils absorbants avec la solution du sol atteint environ 400 m², soit la surface d’un court de tennis.

• La surface d’absorption estimée par kilogramme est de 193 m²/kg chez l’euphorbe characias, 314 m²/kg chez le plantain majeur, 285 m²/kg chez la pervenche et 660 m²/kg chez la violette.

💡 Astuce mémo

Une racine hérissée de poils fins multiplie les contacts avec la solution du sol.

📖 2. Absorption par les mycorhizes

🔑 Notions clés & Définitions

• Mycorhize : Structure formée par l’association d’une racine et de filaments de champignon, notamment chez le pin et le bolet des bouviers.

★ À maîtriser

• En présence de mycorhizes, la quantité de substances azotées dans la sève brute est multipliée par 8, et les quantités de calcium et de phosphore sont chacune multipliées par 3.

• Lorsque seuls les filaments du champignon sont au contact de phosphate radioactif, la radioactivité passe dans le pin, montrant que le mycélium absorbe le phosphate et le transfère à la plante au niveau des mycorhizes.

Compléments

• Les filaments du bolet des bouviers pénètrent dans la racine de pin et se développent entre les cellules racinaires, sans pénétrer à l’intérieur de celles-ci.

• Après 168 jours, la masse de la tige du jeune pin atteint 0,9 g en présence du champignon, contre 0,5 g en son absence, tandis que la masse des racines reste d’environ 3,5 g dans les deux conditions.

• Les mycorhizes augmentent l’absorption des ions minéraux du sol par la plante.

📖 3. Conduction de la sève brute par le xylème

🔑 Notions clés & Définitions

• Xylème : Tissu constitué de vaisseaux ligneux qui conduisent la sève brute des racines aux feuilles en passant par la tige.

★ À maîtriser

📌 La sève brute transporte l’eau et les éléments minéraux prélevés dans le sol, tandis que les glucides et les acides aminés sont absents ou seulement présents à l’état de traces dans la sève prélevée des vaisseaux ligneux.

Compléments

• Les vaisseaux du xylème sont formés de cellules mortes, allongées et alignées, dont les parois secondaires contiennent de la lignine.

• La lignine rigidifie les vaisseaux du xylème et contribue au soutien du végétal.

• La sève brute contient 99 % d’eau, 1,2 mmol.L⁻¹ de nitrates, 5,6 mmol.L⁻¹ de potassium et 1,4 mmol.L⁻¹ de phosphates.

• La vitesse de circulation de la sève brute dans les vaisseaux ligneux est comprise entre 1 et 60 m.h⁻¹.

💡 Astuce mémo

Des vaisseaux ligneux forment un conduit continu des racines aux feuilles.

📖 4. Entrée du CO₂ par les stomates

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomate : Structure formée de deux cellules stomatiques qui délimitent un orifice appelé ostiole.

★ À maîtriser

• Lorsque les stomates sont ouverts, les gaz entrent et sortent par l’ostiole et les échanges gazeux se déroulent dans les lacunes en contact avec les cellules chlorophylliennes.

• Quand les stomates sont ouverts, ils laissent entrer le CO₂ dans la feuille et permettent les échanges gazeux nécessaires à la photosynthèse.

Compléments

• Les stomates mettent les lacunes du parenchyme lacuneux en communication avec l’atmosphère.

• Le papier au chlorure de cobalt appliqué contre la face inférieure d’une feuille présente des ponctuations roses, tandis qu’aucune ponctuation n’apparaît sur le papier appliqué contre la face supérieure.

• La photosynthèse intègre le CO₂ minéral dans la matière organique représentée par le glucose, C₆H₁₂O₆.

• Les stomates sont ouverts le matin et leur ouverture est réduite l’après-midi afin de limiter les pertes d’eau lors des fortes chaleurs.

💡 Astuce mémo

Ostiole ouvert : échanges gazeux ; cuticule : barrière imperméable.

📖 5. Optimisation de l’absorption lumineuse

📝 Points essentiels

• Les cellules chlorophylliennes sont plus nombreuses dans le parenchyme palissadique de la face supérieure, mieux exposée à la lumière, que dans le parenchyme lacuneux de la face inférieure.

📖 6. Transport de la sève élaborée

🔑 Notions clés & Définitions

• Sève élaborée : Liquide constitué principalement d’eau et de matière organique fabriquée par photosynthèse dans les feuilles.
• Phloème : Tissu conducteur constitué de vaisseaux aux parois riches en cellulose, qui transportent la sève élaborée des feuilles vers les organes de la plante.

★ À maîtriser

• La feuille exposée à une atmosphère contenant du CO₂ radioactif fabrique de la matière organique radioactive, ensuite détectée dans la tige, les racines et les organes en croissance.

Compléments

• La sève élaborée contient 80 % d’eau, 18 % de glucides et 1 % d’acides aminés, sans nitrates ni potassium dans le tableau comparatif fourni.

• La sève élaborée circule à une vitesse indiquée de 1 m.h⁻¹ dans le tableau de composition.

📖 7. Croissance modulaire par phytomères

🔑 Notions clés & Définitions

• Phytomère : Unité de construction répétée de la tige, formée d’un nœud, d’un entre-nœud, d’un bourgeon axillaire et d’une feuille.

📝 Points essentiels

• La croissance répétitive de la tige se fait lorsqu’un bourgeon axillaire produit un entre-nœud, des feuilles et de nouveaux bourgeons axillaires, qui peuvent répéter ce motif.

📖 8. Localisation et mécanismes de croissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Méristème : Zone où les cellules se multiplient par mitose.
• Différenciation cellulaire : Produit, à partir des cellules semblables des méristèmes, les populations cellulaires qui structurent les organes comme les racines, les tiges et les feuilles.

★ À maîtriser

• La croissance en longueur de la racine est localisée près de son extrémité, appelée apex, particulièrement dans la région proche des repères 5 à 7 de l’expérience décrite.

• Les mitoses sont localisées dans les méristèmes des bourgeons axillaires et terminaux des tiges ainsi qu’à l’apex des racines.

Compléments

• À l’extrémité de la racine, la zone de division contient de petites cellules cubiques, la zone d’élongation contient des cellules qui s’allongent fortement, puis la zone de différenciation voit apparaître les poils absorbants et les vaisseaux conducteurs.

• La coiffe racinaire protège l’extrémité de la racine.

💡 Astuce mémo

Division au méristème → élongation → différenciation

📖 9. Phototropisme et auxine

🔑 Notions clés & Définitions

• Auxine : Substance hormonale produite par l’apex qui stimule rapidement l’allongement des cellules du coléoptile qui la reçoivent.
• Phototropisme : Orientation de la croissance d’une plante en réponse à la lumière.

★ À maîtriser

• L’apex du coléoptile est nécessaire à son orientation vers la lumière : lorsqu’il est supprimé ou couvert, le coléoptile ne s’oriente pas, tandis que couvrir le corps en laissant l’apex exposé permet l’orientation.

• En réponse à une lumière latérale, l’apex produit de l’auxine qui stimule davantage les cellules du côté non éclairé ; leur allongement plus rapide courbe le coléoptile vers la lumière.

Compléments

• La gélose laisse passer les substances solubles dans l’eau émises par l’apex, contrairement au mica, à la paraffine et au beurre de cacao dans les expériences décrites.

💡 Astuce mémo

L’auxine s’accumule du côté non éclairé → les cellules s’allongent davantage → le coléoptile se courbe vers la lumière

📖 10. Géotropisme racinaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Géotropisme : Orientation de la croissance d’une plante selon la gravité terrestre.

★ À maîtriser

• Chez le maïs, une jeune racine placée horizontalement se courbe pour ramener sa pointe vers l’axe vertical ; sans coiffe, aucune courbure n’apparaît, mais elle réapparaît lorsque la coiffe se reconstitue après 18 à 24 h.

📌 Dans les racines, l’auxine inhibe l’élongation des cellules de la zone d’élongation, contrairement aux tiges où elle stimule l’allongement des cellules du coléoptile.

Compléments

• Dans les cellules de la coiffe, les amyloplastes se déplacent selon la gravité et permettent à la cellule de percevoir son orientation.

• Une lame de mica entre la coiffe et la zone d’élongation empêche la courbure racinaire, tandis qu’une lame placée au-dessus de la zone d’élongation ne l’empêche pas.

• Deux types de substances migrent de la coiffe vers la zone d’élongation : l’auxine et les cytokinines.

• La répartition asymétrique des substances venant de la coiffe inhibe davantage l’élongation du côté qui en reçoit le plus ; ce côté reste plus court et la racine se courbe.

💡 Astuce mémo

Gravité perçue par la coiffe → répartition hormonale asymétrique → élongation inhibée d’un côté → courbure racinaire

📊 Tableaux de synthèse

Rôle de l’auxine selon l’organe