Fiche de révision : Nutrition des plantes à fleurs

📋 Plan du Cours

1. Autotrophie et bilan photosynthétique
2. Localisation de la photosynthèse
3. Mécanismes de la photosynthèse
4. Devenir des produits photosynthétiques
5. Surfaces d’échange et symbioses
6. Organisation fonctionnelle des feuilles
7. Transport des sèves
8. Adaptations aux milieux défavorables

📖 1. Autotrophie et bilan photosynthétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Autotrophie : Capacité d’un organisme à utiliser l’énergie lumineuse pour fabriquer des molécules organiques à partir de matières minérales prélevées dans le milieu.

★ À maîtriser

📐 Formule - Le bilan de la photosynthèse est $6 CO_2 + 6 H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6 O_2$ sous l’action de la lumière.

📌 Lors de la photosynthèse, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique stockée dans les molécules de glucides.

Compléments

• Le saccharose est une forme circulante des glucides produits par la photosynthèse, tandis que l’amidon constitue une forme de stockage du glucose.

💡 Astuce mémo

Lumière + matière minérale → matière organique + dioxygène

📖 2. Localisation de la photosynthèse

★ À maîtriser

• La photosynthèse se déroule principalement dans les parties aériennes de la plante, notamment dans les feuilles et leurs chloroplastes.

Compléments

• 🔄 La localisation s’organise selon cinq niveaux :

  1. plante à fleurs
  2. feuille
  3. parenchyme chlorophyllien
  4. cellule chlorophyllienne
  5. chloroplaste

• Une feuille d’élodée éclairée puis colorée à l’eau iodée présente des chloroplastes violets ou noirs, car ils contiennent de l’amidon.

💡 Astuce mémo

Plante → feuille → parenchyme chlorophyllien → cellule → chloroplaste

📖 3. Mécanismes de la photosynthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Oxydoréduction : Couplage d’une oxydation, au cours de laquelle une espèce perd des électrons, et d’une réduction, au cours de laquelle une espèce gagne des électrons.
• Coenzyme : Molécule qui peut être oxydée ou réduite et qui transfère de l’énergie dans la cellule ; sa forme réduite possède une énergie chimique potentielle libérée lors de son oxydation.
• ATP : Intermédiaire énergétique dont l’hydrolyse libère de l’énergie et produit de l’ADP ainsi qu’un groupement phosphate.

★ À maîtriser

📌 La phase claire convertit l’énergie lumineuse en ATP et en coenzymes réduits, tandis que la phase sombre utilise ces molécules pour produire des molécules organiques à partir du CO2.

📐 Formule - La photolyse de l’eau pendant la phase claire suit la réaction $2 H_2O \rightarrow O_2 + 4 H^+ + 4 e^-$.

• Dans le cycle de Calvin-Benson, le CO2 est réduit dans le stroma du chloroplaste en acide phosphoglycérique, puis en triose phosphate, précurseur de glucides, de lipides et de protéines. - Calvin et Benson

Compléments

• Les pigments chlorophylliens absorbent principalement les radiations rouges et bleues et sont situés dans les membranes des thylakoïdes des chloroplastes.

💡 Astuce mémo

Phase claire : capter et convertir ; phase sombre : réduire et synthétiser

📖 4. Devenir des produits photosynthétiques

★ À maîtriser

📌 Une partie des molécules organiques produites dans les feuilles est utilisée par la feuille, une autre est stockée sous forme d’amidon et le reste est exporté sous forme de saccharose et de petites molécules solubles.

• Les produits de la photosynthèse sont transformés par des enzymes en molécules de structure, de réserve ou d’interaction avec d’autres espèces.

Compléments

• L’amidon est stocké sous forme de grains dans les chloroplastes et dans les amyloplastes, notamment dans les tubercules de pomme de terre.

• Les tanins repoussent les phytophages, les anthocyanes attirent des animaux pollinisateurs ou disséminateurs et le nectar attire certains pollinisateurs.

💡 Astuce mémo

Amidon stocké, saccharose transporté

📖 5. Surfaces d’échange et symbioses

🔑 Notions clés & Définitions

• Symbiose : Association durable entre deux espèces différentes qui procure un bénéfice réciproque aux deux partenaires.

★ À maîtriser

• L’appareil aérien assure notamment l’approvisionnement en CO2 et la captation de la lumière, tandis que l’appareil racinaire assure l’approvisionnement en eau et en ions minéraux.

• Les racines longues, fines et ramifiées, ainsi que les nombreux poils absorbants de la zone pilifère, augmentent la surface de contact avec le sol et permettent l’absorption de l’eau et des ions minéraux.

• Les mycorhizes associent les racines à un champignon ; elles concernent 90 % des plantes, le champignon fournissant de l’eau et des ions minéraux et recevant des glucides.

Compléments

• Dans les nodosités des légumineuses, les bactéries du genre Rhizobium transforment le diazote atmosphérique en azote utilisable par la plante, qui leur fournit des glucides.

💡 Astuce mémo

Des racines ramifiées prolongées par une chevelure de poils absorbants et de mycorhizes

📖 6. Organisation fonctionnelle des feuilles

📝 Points essentiels

• Les feuilles sont plates et fines, ce qui augmente leur surface exposée aux rayons solaires et permet à la lumière d’atteindre leurs cellules.

• La feuille comprend un épiderme supérieur transparent recouvert d’une cuticule, un parenchyme palissadique, un parenchyme lacuneux et un épiderme inférieur portant des stomates.

📌 Les stomates s’ouvrent lorsque les conditions du milieu, notamment la température et la lumière, sont favorables et permettent les échanges gazeux entre la feuille et l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

Surface plane → lumière ; stomates → CO2 ; lacunes → circulation des gaz

📖 7. Transport des sèves

★ À maîtriser

📌 Les vaisseaux du xylème transportent la sève brute, constituée d’eau et d’ions minéraux, des racines vers les feuilles.

📌 Les vaisseaux du phloème distribuent la sève élaborée, contenant les molécules organiques produites par les feuilles, aux parties aériennes et souterraines du végétal.

Compléments

• Les vaisseaux du xylème et du phloème forment chacun un réseau continu entre les racines, les tiges et les feuilles.

💡 Astuce mémo

Xylème vers les feuilles, phloème vers tout le végétal

📖 8. Adaptations aux milieux défavorables

🔑 Notions clés & Définitions

• Adaptation : Caractère sélectionné au cours de l’évolution parce qu’il confère un avantage dans un environnement donné.

★ À maîtriser

📌 Les plantes à fleurs peuvent résister à des conditions extrêmes grâce à des caractères comme la production de molécules protectrices, la perte des feuilles, la présence de bourgeons, la vie ralentie ou le repli des feuilles.

Compléments

• La renoncule des glaciers possède une tige courte et rampante ainsi que des feuilles réduites, ce qui correspond à une adaptation à la vie en altitude.

• La saxifrage faux-mousse possède une tige plate favorisant l’ancrage et une racine très ramifiée, ce qui correspond à une adaptation aux éboulis.

• Chez l’ajonc des dunes, la feuille peut se replier ; sa face externe imperméable et sa face interne couverte de poils réduisent l’évaporation et la vitesse du vent.

💡 Astuce mémo

Caractère sélectionné dans un milieu → avantage de survie

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des phases de la photosynthèse