THEME II ENJEUX PLANETAIRES CONTEMPORAINS : Thème II A De la plante sauvage à la plante domestiquée.

« THEME II ENJEUX PLANETAIRES CONTEMPORAINS : Thème II A De la plante sauvage à la plante domestiquée. Problème : Quelles sont les caractéristiques structurelles et fonctionnelles des plantes à fleurs et en quoi la domestication de ces dernières est un enjeu majeur pour l’humanité ? I - L’organisation fonctionnelle des plantes à fleurs. Unité n°1 : Organisation des plantes à fleurs et vie fixée 1 - Des surfaces d’échanges développées. a - Un appareil végétatif.

Une plante est constitué : Une plante est constituée d’un appareil végétatif comprenant:-racines ancrées dans le sol -tiges feuillées (milieu aérien) Cet organisme vivant fixé à l’interface du sol et de l’air, prélève des ressources disponibles dans les deux milieux :- l’eau et les sels minéraux dans le sol au niveau des racines, -le CO2 et l’énergie lumineuse dans l’atmosphère (nv des feuilles) Les substances prélevées sont présentes en très faible quantité (0,038 % de CO2 dans l’atmosphère par exemple).

Les deux milieux (atmosphère et sol)= pauvres en substances nutritives qui sont diluées. b - De vastes surfaces d’échanges foliaires : Les nombreuses feuilles,forment une très grande surface de capture de la lumière.( La surface aérienne d’un arbre de 40 m de haut peut être estimée à 10 000 m2 (1 ha)) De plus, l’organisation d’une feuille permet d’optimiser cette grande surface de captation de la lumière et d’échange avec l’atmosphère. Doc.

1 P 200 Le parenchyme palissadique est situé face supérieure et est formée de cellules pourvues de très nombreux chloroplastes assurant la photosynthèse. Doc.

2 et 3 P 200 Les stomates, dont le degré d’ouverture varie selon les conditions du milieu, permettent les échanges de gaz (CO2, O2 et H2O) avec l’atmosphère en limitant les pertes d’eau. =organisation d’une feuille permet de maximiser la surface d’échange avec l’atmosphère. On observe la présence de nombreuses lacunes.

Donc elles comportent une atmosphère interne contenue dans tous les espaces entre les cellules.

La surface d’échanges= toutes les surfaces exposées à cette atmosphère interne,(= très grande surface),30 fois supérieure à la précédente. c - De vastes surfaces d’échanges racinaires. Doc.

4 P 201 La surface des racines d’une plante est extrêmement développée pour capter l’eau et les sels minéraux (diluée dans le sol).

Chaque plante dispose de nombreuses racines longues et fines et ramifiées.(petit diamètre maximise leur surface de contact avec l’eau du sol).

Près de leurs extrémités, les racines sont couvertes de nombreux poils absorbants, très fins et très allongés, multipliant encore les capacités d’absorption de l’eau et des sels minéraux. =estimation surface racinaire 130 fois plus élevée que la surface aérienne.(=estimation à 1ha la surface aérienne externe d’un grand arbre de 40m de haut, la surface interne est de 30 ha, la surface racinaire de 130 ha et le total des surfaces d’échanges avec le milieu se monte à 160 ha ) Doc.

5, 6 et 7 P 201 Chez la plupart des espèces, les racines s’associent au mycélium de champignons.

Forme un feutrage en surface ou pénétrer à l’intérieur de la racine jusque dans les cellules= mycorhize c'est une symbiose :-le champignon se nourrit des matières organiques fabriquées par la plante -la pante grâce aux filaments mycéliens du champignon, beneficie d’un volume d’exploitation de l’eau du sol supérieur à ce qu’il serait sans mycorhize.(-myceliem=champi - mycorhize=champi+racines plantes) 2 - Les échanges au sein de la plante. TD : Les échanges au sein de la plante. La spécialisation fonctionnelle des organes (alimentation en eau et en ions, photosynthèse et stockage de réserves) rend indispensables des échanges de matières entre organes souterrains et aériens.

Ils s’effectuent grâce à un double réseau de vaisseaux conducteurs de sèves. a - Le xylème et la circulation de la sève brute. L’eau et les sels minéraux absorbés dans le sol=la sève brute. -Transport ascendante (monte) des racines jusqu’aux feuilles, de la seve par le xyleme -conduits appelés vaisseaux,+cellules de gros diamètre alignées verticalement, à paroi riche en lignine (colorée en vert).

Ces files de cellules ne comportent pas de cloisons transversales+ vides de leur contenu cellulaire (=cellules mortes), favorise une conduction rapide de la sève brute.

Dans les feuilles, les vaisseaux du xylème se ramifient abondamment (nervures) et ils apportent eau et sels minéraux aux cellules chlorophylliennes. b - Le phloème et la circulation de la sève élaborée. La sève élaborée : riche en molécules organiques(les glucides) -transport descendante de la seves des feuilles vers les autres organes du végétalen particulier ceux ne réalisant pas la photosynthèse (racines, bourgeons, organes de stockage) par un tissu conducteur : le phloème, -conduit appelée tubes criblés, + cellules allongées (cellules vivantes) disposées en file communiquant entre elles par des pores qui interrompent la paroi cellulosique (en rose). = Les vaisseaux du xylème et les tubes criblés du phloème forment deux réseaux continus dans toute la plante, entre les racines et les feuilles. 3 - Le développement d’une plante. Unité 2 : Les zones de croissance et de différenciation cellulaire. a - Les zones de croissance : les méristèmes. Les organes végétaux mis en place grace a des massifs cellulaires spécialisés situés aux extrémités (=apex) des tiges et des racines. Pour l’apex caulinaire et racinaire,2 mécanismes participent à la croissance des organes végétaux : -Multiplication des cellules par mitose, a lieu dans des dans le méristèmes constituées de petites cellules cubiques, indifférenciées etqui se diviser indéfiniment.

Une partie des cellules filles obtenues se diviseront à nouveau = renouvellement du méristème.Nv cellule sont disposées en files parallèles. -L’élongation de ces cellules disposées en files = augmentation de la taille des cellules qui ne se divise plus.

Les cellules de la zone d’élongation sont allongées + un noyau de taille relativement faible = croissance orientée qui permet l’allongement des racines et des segments de tiges ainsi que l’agrandissement des feuilles. Chaque bourgeon contient une ébauche de tige feuillée à l’extrémité de laquelle se trouve un méristème caulinaire.= localisation apicale et se présente sous forme d’un petit dôme abrité par les feuilles qu’il produit.

Ce méristème est organisé en zones dont les cellules ont des devenirs différents.:-Les cellules de l’anneau initial (zone périphérique) produisent les organes (feuille bourgeons, parties périphériques de la tige …) -Le méristème médullaire (axiale) = structures profondes de la tige. -Le méristème d’attente (zone centrale) = zone source de toutes les cellules du dôme. Des méristèmes existent aussi au sein des organes déjà développés.

C’est le cas du cambium, à l’origine des vaisseaux du bois qui provoque une croissance en diamètre des tiges et des racines. (voir schema cours) b - La mise en place des organes : l’organogenèse. Un organe végétal = des cellules différenciées. Les cellules qui naissent par division à partir des cellules méristématiques vont se spécialiser dans différentes fonctions : -différenciation cellulaire.

= quelle que centimètres au-dessus de l’apex d’une racine =nv racine secondaires peuvent se former.

Le méristème à l’origine provient d’une dédifférenciation de certaines cellules proches des vaisseaux conducteurs de sèves = ces cellules retournent à l’état embryonnaire et se divisent activement = méristème apical de la nouvelle racine. -Les tiges feuillées sont construites et se mettent en place de façon modulaire : module, appelé phytomère,constitué d’un segment de tige comprenant un entre-nœud (dépourvu de bourgeon et de feuille)+ un nœud comprenant une ou plusieurs feuilles + un ou des bourgeons axillaires situés à la base de chaque feuille = le dév des ébauches de phytomères contenues dans un bourgeon = une élongation des entre-nœuds + une augmentation de la taille des feuilles + une différenciation des tissus au sein des ces organes (tissus conducteurs de sèves, parenchymes chlorophylliens…) c - Une croissance indéfinie.

? Le méristème caulinaire est toujours présent à l’extrémité de l’apex.

De même, le méristème racinaire reste toujours actif = les cellules méristématiques qui se divisent donnent naissance aussi à des cellules méristématiques qui ne se différencient pas = conservation des capacités de croissance au cours du temps, et ce durant toute la vie de la plante, grâce à la pérennité des méristèmes. 4 - Une organogenèse sous influence. TD : Le contrôle du développement de la plante. a - Un développement contrôlé par des hormones. • L’auxine = première hormone végétale qui a été découverte = petite molécule hydrophile produite dans des lieux particuliers de la plante(apex + jeunes feuilles) qui migre vers le bas jusqu’aux racines. • Elle provoque:- l’élongation des cellules – formation des racines secondaires ; – elle inhibe au contraire le développement des bourgeons axillaires. Ses effets dépendent de sa concentration : elle agit à faible concentration et présente une courbe d’action dite en cloche = Au-delà d’une certaine concentration, l’auxine produit un effet inhibiteur sur le tissu végétal. Il existe d’autres hormones végétales comme les cytokinines qui sont produites par les racines, qui migrent vers les parties aériennes de la plante.Elles stimulent la croissance des bourgeons axillaires. b - Un développement influencé par les conditions du milieu Un éclairement unidirectionnel = croissance orientée des coléoptiles en croissance : il s’agit d’un phototropisme positif à la lumière.Due la migration latérale de l’auxine vers les cellules les moins éclairées.... »