Fiche de révision : Organisation fonctionnelle des plantes

📋 Plan du Cours

1. Morphologie et échanges de la plante
2. Feuille et échanges atmosphériques
3. Racine et absorption du sol
4. Symbioses racinaires avec les champignons
5. Mycorhizes du pin sylvestre
6. Poils absorbants et croissance racinaire
7. Comparaison des surfaces corporelles

📖 1. Morphologie et échanges de la plante

🔑 Notions clés & Définitions

• Angiospermes : Plantes qui portent des fleurs puis forment des fruits contenant les graines ; le mot signifie « graine dans un récipient ».

★ À maîtriser

📌 La plante possède deux ensembles ramifiés : le système aérien, composé de branches et de feuilles, capte l’énergie lumineuse et favorise les échanges gazeux, tandis que le système souterrain formé des racines absorbe l’eau et les sels minéraux du sol.

Compléments

• Les échanges de la plante avec son milieu comprennent : la lumière et la photosynthèse, le CO₂ et l’O₂, associés à la photosynthèse et à la respiration, l’eau et les sels minéraux absorbés dans le sol, l’eau perdue par évapotranspiration

💡 Astuce mémo

Le système aérien capte la lumière ; le système souterrain prélève l’eau et les sels minéraux.

📖 2. Feuille et échanges atmosphériques

🔑 Notions clés & Définitions

• Stomate : Structure de l’épiderme foliaire formée de deux cellules de garde qui délimitent une ouverture appelée ostiole.

★ À maîtriser

• La feuille est le principal organe végétal réalisant la photosynthèse et échangeant des gaz avec l’atmosphère.

• Les stomates interviennent dans plus de 90 % des échanges gazeux entre la plante et l’atmosphère, notamment l’absorption du CO₂ et les sorties d’O₂ et de vapeur d’eau.

📌 Les observations de feuilles de lierre montrent beaucoup plus de stomates sur la face inférieure, moins exposée au soleil, que sur la face supérieure, où ils sont pratiquement absents.

Compléments

• La forme plate de la feuille favorise la capture de la lumière nécessaire à la photosynthèse.

• Les chloroplastes se situent sur :

  • la face supérieure de la feuille

  • exposée au soleil

  • davantage soumise à la déshydratation

• La densité moyenne des stomates foliaires varie de 50 à 500 par mm².

• Les feuilles représentent une surface d’échange aérienne de l’ordre de milliers de mètres carrés pour un arbre.

• La finesse des feuilles, d’environ 500 µm, raccourcit le trajet des gaz entre les stomates de la face inférieure et leur lieu d’utilisation dans les tissus chlorophylliens.

💡 Astuce mémo

Feuille plate → lumière captée ; nombreux stomates inférieurs → échanges avec moins de pertes en eau.

📖 3. Racine et absorption du sol

🔑 Notions clés & Définitions

• Zone pilifère : Partie de la racine recouverte de cellules spécialisées dans l’absorption de l’eau et des ions, appelées poils absorbants.

★ À maîtriser

• La racine est le principal organe végétal permettant d’absorber l’eau et les sels minéraux du sol.

📌 L’expérience de Rosène indique que la zone pilifère absorbe l’eau et les sels minéraux, tandis que l’apex racinaire ne les absorbe pas.

Compléments

• Au stade étudié, la racine principale du radis a un diamètre moyen de 1 mm et une longueur moyenne de 2 cm ; sa zone pilifère mesure 1 cm et porte environ 10 000 poils absorbants.

• Les poils absorbants, prolongements cytoplasmiques de cellules racinaires, augmentent la surface de contact de la racine avec le sol et favorisent les échanges avec le milieu extérieur.

📖 4. Symbioses racinaires avec les champignons

★ À maîtriser

📌 Dans la symbiose mycorhizienne, la plante transmet aux champignons des sucres issus de la photosynthèse, tandis que les champignons transmettent aux racines des éléments nutritifs du sol et dégradent la matière organique.

Compléments

• Chez les jeunes plants de pin étudiés, 30 % des plantes sont associées à des champignons et forment des mycorhizes.

• Chez les plants de canneberge associés à un champignon, la longueur des réseaux racinaires passe de 24 cm/g de sol sec à 2708 cm/g de sol sec.

💡 Astuce mémo

La plante fournit des sucres ; le champignon fournit des éléments nutritifs.

📖 5. Mycorhizes du pin sylvestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Réseau de Hartig : Structure formée par l’association des mycéliums avec les cellules végétales, où s’effectuent des échanges entre champignon et plante.

★ À maîtriser

📌 Dans la mycorhize du pin sylvestre, le champignon reçoit les sucres issus de la photosynthèse des feuilles, tandis que la plante reçoit du champignon de l’eau et des éléments minéraux, notamment du phosphore et de l’azote.

Compléments

• Les mycéliums du champignon s’insinuent dans le végétal et établissent un contact entre cellules fongiques et végétales au niveau du réseau de Hartig.

• Les filaments fongiques entourent la racine et prolongent le réseau d’exploration du sol.

📖 6. Poils absorbants et croissance racinaire

★ À maîtriser

• Les poils absorbants sont localisés sur les racines secondaires, sont observables au microscope et multiplient la surface d’absorption racinaire.

• Un plant de seigle présente un accroissement racinaire de 5 km par jour et un accroissement des poils absorbants de 90 km par jour.

Compléments

• Les ramifications des racines et des filaments fongiques favorisent l’absorption en augmentant la surface d’exploration du sol.

• L’augmentation de la surface racinaire permet à la plante d’exploiter un plus grand volume de sol.

• L’appauvrissement de la solution du sol est compensé par une croissance continue des racines.

💡 Astuce mémo

Ramifications et poils absorbants → surface d’échange accrue.

📖 7. Comparaison des surfaces corporelles

📝 Points essentiels

• Le rapport surface corporelle sur masse est :
  • 0,020 m²/kg chez l’homme
  • 0,008 m²/kg chez la tortue
  • 0,015 m²/kg chez la grenouille verte
  • 0,042 m²/kg chez la mésange

📊 Tableaux de synthèse

Échanges entre la plante et son milieu