Fiche de révision : Organisation et développement des plantes

📋 Plan du Cours

1. Surfaces d’échange des racines
2. Échanges gazeux des feuilles
3. Mycorhizes et symbiose racinaire
4. Circulation des sèves conductrices
5. Adaptations aux contraintes environnementales
6. Croissance et organisation des méristèmes
7. Auxine et contrôle du développement

📖 1. Surfaces d’échange des racines

🔑 Notions clés & Définitions

• Poils absorbants : Les poils absorbants sont des cellules fines et allongées, parfois nombreuses près de l’extrémité des racines, qui augmentent la surface de contact entre la racine et le sol.

★ À maîtriser

• Le réseau racinaire, constitué de nombreuses racines longues, fines et ramifiées, ancre la plante et facilite l’absorption de l’eau et des sels minéraux présents en faible quantité dans le sol.

Compléments

• Chez un plant de seigle âgé de 4 mois, environ 14 millions de poils absorbants occupent près de 400 m² et les racines environ 200 m², soit une surface de contact totale d’environ 600 m².

• Une plantule de haricot fane lorsque ses poils absorbants ne sont pas en contact avec l’eau, même si d’autres parties de la plantule y sont immergées.

💡 Astuce mémo

Un réseau de racines fines se prolonge en une frange de poils absorbants.

📖 2. Échanges gazeux des feuilles

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomates : Les stomates sont de petits orifices à ouverture réglable qui permettent les échanges gazeux entre la feuille et l’atmosphère.

★ À maîtriser

• Les feuilles plates et fines exposent une grande surface à la lumière, qui atteint les cellules chlorophylliennes nécessaires à la photosynthèse.

• La transpiration foliaire, c’est-à-dire la sortie de vapeur d’eau par les stomates, contribue à faire circuler la sève brute des racines jusqu’aux feuilles.

Compléments

• Chez un chêne, la surface foliaire totale est estimée à 8 000 m² et une feuille mesure environ 100 cm².

• Les lacunes entre les cellules de la feuille communiquent avec les chambres sous-stomatiques et les stomates, ce qui augmente de plus de 30 fois la surface interne d’échange par rapport à la surface extérieure.

• La teneur atmosphérique en CO₂ est d’environ 0,04 %, et la grande surface d’échange interne des feuilles favorise son absorption.

📌 Les stomates sont pleinement ouverts par temps humide et davantage fermés par temps sec et chaud, selon la disponibilité en eau du sol, l’humidité de l’air et la température.

💡 Astuce mémo

La cuticule protège et bloque les gaz ; les stomates s’ouvrent pour les échanges.

📖 3. Mycorhizes et symbiose racinaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Mycorhize : Une mycorhize est une association entre les racines et les filaments, ou mycélium, de champignons.
• Symbiose : Une symbiose est une association durable et profitable à chacun des organismes associés.

★ À maîtriser

• Le champignon mycorhizien fournit à la plante de l’eau et des sels minéraux, et peut la protéger des bactéries, des agents pathogènes et des polluants.

Compléments

• Dans une prairie, un mètre de racines correspond à 10 km de filaments de champignons mycorhiziens, qui multiplient par plus de 1 000 le volume de sol exploité par la plante.

• La plante fournit aux champignons mycorhiziens 20 % de la matière organique qu’elle fabrique par photosynthèse.

💡 Astuce mémo

Le champignon apporte eau et minéraux ; la plante lui cède de la matière organique.

📖 4. Circulation des sèves conductrices

★ À maîtriser

• Le xylème est constitué de files de cellules mortes dont les parois latérales sont renforcées par des dépôts de lignine, tandis que le phloème est constitué de files de cellules vivantes riches en cellulose.

• Le xylème transporte la sève brute, solution concentrée d’eau et de sels minéraux, des racines vers les organes aériens selon un flux ascendant.

• Le phloème transporte la sève élaborée, enrichie en matières organiques comme les sucres et les acides aminés produits par les cellules chlorophylliennes, vers les organes qui ne réalisent pas la photosynthèse.

Compléments

• La dissociation entre les lieux d’approvisionnement en eau et en sels minéraux, de photosynthèse et de stockage rend nécessaires les échanges de matières entre les organes de la plante.

• La sève élaborée dessert notamment :

  • les racines
  • les fruits
  • les fleurs
  • les organes de stockage

💡 Astuce mémo

Xylème ascendant pour la sève brute ; phloème à circulation multiple pour la sève élaborée.

📖 5. Adaptations aux contraintes environnementales

★ À maîtriser

• En cas de manque d’eau, les plantes peuvent : réduire ou perdre leurs feuilles, couvrir leurs feuilles de poils ou d’une cuticule épaisse, protéger leurs stomates dans des cryptes parfois couvertes de poils, enrouler leurs feuilles, développer des racines explorant profondément le sol

• Les adaptations limitant la transpiration réduisent aussi la photosynthèse, mais protègent la plante contre la déshydratation.

• Pour résister au froid, les plantes pérennes peuvent : entrer en vie ralentie, protéger leurs bourgeons par des écailles épaisses et des poils, perdre leurs feuilles, subsister grâce à des organes souterrains comme les rhizomes de l’iris et les bulbes de jacinthe

Compléments

• Les cryptes stomatiques parfois couvertes de poils créent un microclimat humide qui permet l’ouverture des stomates en environnement sec, comme chez le laurier-rose.

📌 Les plantes annuelles franchissent l’hiver sous forme de graines très déshydratées contenant des réserves de matière organique et un embryon en vie ralentie.

📖 6. Croissance et organisation des méristèmes

🔑 Notions clés & Définitions

• Méristèmes : Les méristèmes sont des massifs de cellules indifférenciées capables de se diviser par mitose indéfiniment.
• Phytomère : Un phytomère est un segment de tige comprenant un entre-nœud allongé dépourvu de feuilles et de bourgeons, ainsi qu’un nœud court portant une ou plusieurs feuilles et un bourgeon axillaire à l’aisselle de chaque feuille.

★ À maîtriser

• La croissance cellulaire en longueur associe division cellulaire et élongation, puis les cellules peuvent se différencier pour former de nouveaux tissus et organes.

• Les méristèmes apicaux racinaires et caulinaires, situés aux extrémités, assurent la croissance en longueur de la plante.

Compléments

• Le fonctionnement des méristèmes permet le développement continu des végétaux grâce à des divisions cellulaires qui peuvent se poursuivre indéfiniment.

💡 Astuce mémo

Division méristématique → élongation → différenciation.

📖 7. Auxine et contrôle du développement

★ À maîtriser

• L’apex d’un coléoptile est nécessaire à sa croissance, et la croissance est rétablie si l’on ajoute de l’auxine au coléoptile décapité ou si l’on remet l’apex en présence de celui-ci.

• Un coléoptile éclairé latéralement se courbe vers la lumière : il présente un phototropisme positif.

• L’auxine est une phytohormone produite par le bourgeon apical et les racines, et elle participe au contrôle du développement de la plante.

• L’auxine s’accumule du côté non éclairé du coléoptile et y stimule davantage l’élongation, ce qui provoque sa courbure vers la lumière.

Compléments

• Les expériences des frères Darwin montrent que l’apex doit recevoir la lumière pour que le coléoptile se courbe vers celle-ci. - les frères Darwin

• En 1930, l’auxine, molécule responsable du phototropisme, a été isolée après des expériences menées pendant environ 50 ans.

• L’auxine du bourgeon apical inhibe le développement des bourgeons latéraux et limite ainsi la ramification, phénomène appelé dominance apicale.

• L’auxine favorise l’élongation des tiges, la production de racines secondaires ainsi que la croissance et la maturation des fruits.

📌 L’éthylène est une hormone gazeuse produite par tous les organes qui favorise le mûrissement des fruits et inhibe la croissance.

• L’acide abscissique favorise la dormance, la chute des feuilles et la fermeture des stomates lors d’un stress hydrique.

• Des facteurs environnementaux influencent le développement :

  • la lumière
  • la gravité
  • le vent
  • le froid

💡 Astuce mémo

Lumière latérale → auxine du côté non éclairé → élongation différentielle → courbure vers la lumière.

📊 Tableaux de synthèse

Tissus conducteurs de la plante