Fiche de révision : Organisation et photosynthèse des plantes

📋 Plan du Cours

1. Organisation fonctionnelle des plantes
2. Racines et échanges avec le sol
3. Feuilles et échanges atmosphériques
4. Vaisseaux conducteurs des sèves
5. Zones de croissance végétale
6. Mise en place des organes
7. Contrôle de la croissance
8. Photosynthèse et matière organique

📖 1. Organisation fonctionnelle des plantes

🔑 Notions clés & Définitions

• Autotrophie : Organismes capables de fabriquer leur matière organique grâce à l’énergie solaire, à l’eau et aux sels minéraux prélevés dans le sol.

★ À maîtriser

• Les plantes à fleurs vivent fixées au sol.

Compléments

📌 Les angiospermes portent des graines enfermées, tandis que les gymnospermes possèdent des graines nues, comme les conifères.

📖 2. Racines et échanges avec le sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Poils absorbants : Cellules de l’assise pilifère qui augmentent la surface d’échange et permettent l’entrée de l’eau et des ions dans la racine.
• Mycorhizes : Association durable entre les racines d’une plante et les filaments mycéliens d’un champignon.

📝 Points essentiels

• Le réseau racinaire fin, long et ramifié augmente la surface d’échange, explore un volume de sol plus important et permet de puiser l’eau et les sels minéraux dans une zone plus vaste.

📌 L’eau circule du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré jusqu’à l’égalisation des concentrations de part et d’autre de la membrane.

• Dans les mycorhizes, les filaments mycéliens absorbent l’eau et les sels minéraux dont une partie est utilisée par la plante, tandis que la plante fournit aux champignons du glucose issu de la photosynthèse.

💡 Astuce mémo

Réseau racinaire étendu → absorption accrue d’eau et de sels minéraux

📖 3. Feuilles et échanges atmosphériques

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomates : Structures formées de deux cellules stomatiques qui permettent les échanges gazeux entre la plante et l’atmosphère.
• Cuticule : Revêtement souple, plus ou moins épais et imperméable à l’eau, qui protège les feuilles.

★ À maîtriser

• Les stomates permettent l’absorption du CO2 pour la photosynthèse, le rejet de O2 et la perte de vapeur d’eau par transpiration.

📌 Les ostioles stomatiques s’ouvrent davantage le matin et se ferment aux heures les plus chaudes afin de limiter les pertes d’eau par transpiration.

Compléments

• Les vastes surfaces d’échanges avec le sol et l’atmosphère constituent une adaptation à la vie fixée sélectionnée au cours de l’évolution par sélection naturelle.

💡 Astuce mémo

Stomates ouverts : échanges gazeux ; stomates fermés : limitation des pertes d’eau

📖 4. Vaisseaux conducteurs des sèves

🔑 Notions clés & Définitions

• Xylème : Constitué de vaisseaux à paroi riche en lignine qui assurent la circulation ascendante de la sève brute dans des tubes creux formés de cellules empilées.
• Phloème : Constitué de tubes criblés formés de cellules empilées et assurant la circulation descendante de la sève élaborée.

📝 Points essentiels

📌 La sève brute contient l’eau et les sels minéraux prélevés dans le sol, tandis que la sève élaborée contient les produits de la photosynthèse, notamment le saccharose.

💡 Astuce mémo

Xylème ascendant pour la sève brute, phloème descendant pour la sève élaborée

📖 5. Zones de croissance végétale

🔑 Notions clés & Définitions

• Méristème : Zone de cellules indifférenciées qui se divisent et permettent la croissance de la plante.

📝 Points essentiels

• Dans la racine, les cellules méristématiques se divisent, certaines s’allongent dans la zone d’élongation, puis d’autres se différencient dans la zone de différenciation.

• Les méristèmes peuvent se diviser pendant toute la durée de vie de la plante, ce qui rend la croissance des plantes indéfinie.

💡 Astuce mémo

Méristème → élongation → différenciation → organogenèse

📖 6. Mise en place des organes

🔑 Notions clés & Définitions

• Phytomère : Module de base de la plante, comprenant un fragment de tige portant un bourgeon axillaire et une ou deux feuilles entre deux nœuds successifs.

📝 Points essentiels

• Chaque bourgeon permet la mise en place et le développement d’un nouveau phytomère par croissance des entre-nœuds, des feuilles et différenciation de cellules en vaisseaux conducteurs de sève.

💡 Astuce mémo

Bourgeon axillaire → tige → feuille : le phytomère se répète

📖 7. Contrôle de la croissance

🔑 Notions clés & Définitions

• Auxine : Phytohormone hydrophile produite par l’apex, qui circule vers des cellules cibles et stimule leur croissance.

★ À maîtriser

📌 Le développement des racines est orienté par la gravité et les racines se développent vers le bas.

• Sous un éclairage unidirectionnel, le coléoptile se courbe vers la lumière parce que sa croissance est faible du côté éclairé et importante du côté non éclairé.

• Les expériences avec la gélose et le mica montrent qu’une substance hydrophile produite par l’apex circule vers le côté non éclairé du coléoptile et permet sa courbure.

Compléments

• L’expérience de Went montre qu’un apex déposé sur de la gélose produit une substance qui provoque la courbure d’un coléoptile dépourvu d’apex.

💡 Astuce mémo

Éclairage latéral → redistribution de l’auxine → croissance différentielle → courbure

📖 8. Photosynthèse et matière organique

★ À maîtriser

• La photosynthèse correspond à des échanges gazeux au cours desquels la plante consomme du CO2 et libère du O2.

📌 La plante a besoin de lumière pour produire de l’amidon, mis en évidence par une coloration violet foncé à noire avec le Lugol.

• La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes, qui contiennent de la chlorophylle et des grains d’amidon observables après ajout de Lugol.

📐 Formule — L’équation globale de la photosynthèse est $6\,CO_2 + 6\,H_2O \rightarrow 6\,O_2 + C_6H_{12}O_6$, le glucose étant la matière organique produite.

• L’expérience de Ruben et Kamen montre que le dioxygène libéré pendant la photosynthèse provient de la molécule H2O grâce au marquage par les isotopes 16O et 18O.

• Lors de la photolyse de l’eau, les pigments chlorophylliens absorbent des photons, passent à un état excité, puis permettent la formation de dioxygène, de protons et d’électrons.

Compléments

• La chlorophylle contient les pigments chlorophylle a, chlorophylle b, xanthophylles et carotène, qui absorbent principalement les radiations violettes, bleues et rouges.

💡 Astuce mémo

Lumière captée → photolyse de l’eau → production de dioxygène et de glucose

📊 Tableaux de synthèse

Circulation des sèves