Physiologie Végétale

Contrôle de biologie végétale

Paroi, Plastes, Vacuole

1)  Quels sont les rôles physiologiques de la paroi ?

-  forme et rigidité des cellules (ex : plantes à bois) 80% chez l’arbre

-  permet la croissance → points faibles où se déposent les nouveaux matériaux (pression de turgescence)

-  semi-rigide (plasticité)

-  contrôle des échanges intercellulaires dans l’apoplasme

→        petites molécules neutres et anioniques (plasmodesmes) (paroi électronégative)

-  protection contre les pathogènes

→        bactéries trop grosses pour la traverser

- siège de dégradations sélectives nécessaires

→        germination, mûrissement du fruit (ramolli)

2)  Donner la définition du méristème

Un méristème est un tissu très jeune, non différencié, dont les cellules se divisent très activement ( toutes les 20 à 30 h)

3)  Quel est la composition d’une cellule jeune d’un méristème primaire ?

-    Cellulose

-    Hémicellulose

-    composés pectiques (pectines)

-    protéines

4)  Quel est la composition de la paroi secondaire ?

-   Cellulose

-    Hémicelluose

-   pas(en fait très peu) de pectines et de protéines

5)   Qu’est-ce que la cellulose ?

organisation des molécules de celluloses dans la paroi

-  association par liaisons H formant des structures en câbles (les micro-fibrilles) (cf poly)

-  1 micro-fibrille : association d’une 20taines de fibrilles élémentaires (ou micelles ou cordons micellaires)

fonctions des micro-fibrilles de cellulose

-   assurent l’essentiel de la solidité pariétale

-   plutôt parallèles au plasmalemme

-   orientées différemment dans les 3 strates de PII pour renforcer la solidité de la trame

6)  Donner la définition des hémicelluloses

famille de polysaccharides extractibles de la paroi par les alcali (NaOH 1 à 4 M) non constitués d’un sucre unique (30taines)

7)   Quels sont les monoses essentiels des hémicelluloses ?

–   Aldopentoses (5C) D-Xylose α  et β-D-Xylp

D et L-Arabinose α  et  β-D-Arap / α  et  β-L-Arap

–    Aldohexoses (6 C) ex : α et β-D-Glcp

–    D-Mannose α et β-D-Manp épimère en C2 du D-Glc

–    D-Galactose α et β-D-Galp épimère en C4 du D-Glc

–    L-Rhammose dérivé désoxy L-Rhap (6-désoxy-L-Manp) (voir pectines)

–    Acide-D-galacturonique α et β-D-GalAp

Aldohexose acide : famille acide aldonique fonction alcool I C6 oxydée en carboxyle

8)   Quels sont les principaux groupes d’hémicelluloses ?

les Xylanes et les Glucanes mais aussi les Mannanes, les Galactanes et les Arabinogalatanes

9)   Donner la définition d’un parenchyme

Les parenchymes sont des tissus fondamentaux, peu structurés, assurant les fonctions vitales : photosynthèse, réserve, soutien

10)  Quels sont les fonctions des hémicelluloses ?

–    engagées liaisons Hydrogènes avec les micro-fibrilles de cellulose → réseau hémicellulose / micro-fibrilles de cellulose

–    renforcent cohésion et solidité paroi

–    rôle cohésion PI → GAX monocotylédones / XyG dicotylédones

–    engagées liaisons covalentes avec pectines et extensines par des ponts via acide férulique

11)   Quels sont les fonctions des composés pectiques ?

–    régulent porosité pariétale → réseau à trame la plus fine

→ protection micro-organismes, trop gros

–    caractère polyanionique → régulation pH pariétal (5,5 à 6) et de balance ionique de l’apoplaste pour l’homéostasie

–    contrôle trafic molécules au sein de l’apoplaste → passent : plutôt petites molécules anioniques

–    adhésion des cellules par leur lamelle moyenne → pectines : « ciment pectique » gélifiées

–    cibles de dégradations essentielles

→ croissance végétaux supérieurs (élongations et maturation cellulaire)

→ mûrissements des fruits (dégradation partielle des pectines (pariétales et lamelle moyenne)

→ germination des graines …

12)   Quels sont les protéines de structure de la paroi ?

–     glycoprotéines : association partie protéique avec partie glucidique

–   protéines de structure de Mr de 40 000 – 4 classes principales HRGP / GRP (Glg)/ PRP (Protéine) / AGP ( Arabino-Galactane Protéine)

–     classe la plus étudiée Hydroxyproline-Rich- GlycoProtéins : HRGP

–     unités protéiques répétitives ou prédominent 2 AA

–    AA essentiel : Hyp (AA cyclique comme Proline) – 40% des AA

–    ensuite Sérine (Ser) : riche en Tyrosine (Tyr)

–    parties osidiques liées aux parties protéiques par liaisons covalente de type o-glycosylation → 1D-Galp / Ser                   → 0 à 4 unités Ara / Hyp

13)  Quels sont les protéines enzymatiques de la paroi ?

→ les hydrolases

→ les peroxydases (oxydo-réductases)

14)   Quels sont les rôles des tissus lignifiés ?

-   soutien (sclérenchymes, cellules fibres)

-   conduction : transport orienté des fluides (trachéides, vaisseaux conducteurs du xylème)

15)     Quels sont les types de lignine ?

Trois types lignines en fonction du monolignol principal : H, G et S

Lignine H : composée majoritairement d’alcool coumarylique (cycle Hydroxybenzoyl) → H

→ plutôt rare ( 5 à 10 % des lignines) sauf chez les monocotylédones

Lignine G : lignine dite « des conifères » : alcool coniférylique ( cycle Galacyl) → G

→ abondante Ptéridophytes, Gymnospermes

Lignine S : lignine dite « des Angiospermes » (plus de 50% des monolignols) alcool sinapylique (cycle Syringyl) → S

16)            Quels sont les moyens d’imperméabilisation de la paroi ? Les expliquer.

La subérification

–        polymère lipidique imperméabilisant : la subérine

–        face interne des parois des cellules d’un tissu : suber ou liège

→ parois imperméables, plus d’échanges d’eau

→ cytoplasmes et noyaux dégénèrent, mort des cellules vidées

–        programme de mort cellulaire : apophase

organe protégé par un tissu mort : isolant, imperméable et élastique.

La cutinisation

–    dépôt d’un lipide : la cutine face externe des cellules des épidermes des parties aériennes

–    dépôt lipidique forme la cuticule, colorable sur coupes au Rouge-Soudan.

–    Épaisseur variable : mince sur les organes jeunes (0,5 à 1 μm) / épaisse sur les feuilles des végétaux adaptés à la sécheresse (20 μm sur les feuilles des oliviers)

–     échanges hydriques possibles sur les faces non recouvertes

–     cutinisation → pas de mort cellulaire ; épidermes : tissus vivants

–     cuticule : barrière pertes d’eau → limite transpiration des zones recouvertes

–      limite dessiccation des feuilles (ex : olivier)

–      transpiration et échanges gazeux → 90% stomates / 10% perdues par l’épiderme

–      barrière de protection pathogènes (bactéries, fonges et insectes → cutinase)

–       intérêt agronomique : pénétration sélective des herbicides

La cérification

dépôt de cires au-dessus de la cuticule

majoritairement hydrocarbures et acides gras agglomérés

plus hydrophobe que la cuticule

cuticule + cires = complexe cuticulaire

propriétés d’imperméabilisation renforcées

17)   Citer les différents plastes importants et dire leurs caractéristiques principales (1 par plaste)

Végétaux supérieurs : plusieurs types spécialisés

→ chloroplaste (photosynthèse)

→ amyloplaste (stockage de l’amidon)

→ chromoplaste (pigments)

dérivent tous d’un organite non spécialisé : le proplaste

18)   Faire le schéma des interconversions possibles des plastes

Capture 1

19)   Qu’est-ce qu’un proplaste ?

–    plaste simple, peu différencié, sphérique ou ovoïde, diamètre 0,2 à 1 μm

–    trouvés dans les cellules indifférenciées des méristèmes

–    apex des tiges ( 7 à 20 /cell) ; apex racinaires (jusqu’à 40/ cell)

20)    Faire le schéma d’un chloroplaste

Capture 2

Ultrastructure d’un chloroplaste:
1-membrane externe
2-espace inter-membranaire
3-membrane interne (1+2+3: enveloppe)
4-stroma (fluide aqueux)
5-lumière du thylakoïde
6-membrane du thylakoïde
7-granum (thylakoïdes accolés)
8-thylakoïde inter-granaire (lamelle)
9-grain d’amidon
10-ribosome
11-ADN
12-plastoglobule (gouttelette lipidique)

21)   Qu’est-ce qu’une enveloppe d’un chloroplaste ?

espace inter-membranaire entre membrane externe et interne → lisse

membrane pauvres en protéines et en pigments

membrane de l’enveloppe : pas de chlorophylle

perméabilité différente de 2 membranes de l’enveloppe

membrane externe : perméable à toute molécule de Mr (Masse moléculaire relative) < 10 000

→ propriété due à des protéines porines : pores non spécifiques

membrane interne : perméabilité sélective

→ passage assuré par des transporteurs protéiques

→ régule échanges entre le stroma et le cytoplasme (ex : trioses)

22)   Qu’est-ce que le stroma d’un chloroplaste ?

–    micrographes de coupes ultra-fines : substance finement granuleuse : la substance fondamentale

–    diverses inclusions, des grains d’amidon, des fibrilles d’ADN (nucléoïdes), des ribosomes, des gouttelettes lipidiques

–    substance fondamentale riche en protéines, en ions magnésium et phosphate

–    protéines enzymatiques → réplication, transcription, traduction ADN plastidial

→ la synthèse des produits de la photosynthèse

–     réactions non photochimiques de la photosynthèse (ex : cycle de Calvin)

–     cycle de Calvin → synthèse de glucides grâce à ATP et NADPH produits au niveau des thylacoïdes par les réactions photochimiques

23)   Qu’est-ce que la RUBISCO ?

1ère étape cycle Calvin : fixation du CO2, sur une enzyme : la RUBISCO

50% des enzymes solubles du stroma → enzyme la + abondante de la planète

RUBISCO → entrée du C dans la MO

enzymes stromatiques : réduction des nitrates et sulfates, synthèse des AA et des lipides

NO3−  → – NH2  fonction aminées

SO42-  → – SH    fonction thiol

24)  Quels sont les pigments photorécepteurs d’un chloroplaste ?

–    2 types de pigments dans les thylacoïdes : chlorophylle et caroténoïdes

–    phycobilines → algues rouges et les cyanobactéries

25)  Quels sont les réactions photo-chimiques et non photo-chimiques d’un chloroplaste ?

Réactions photo-chimiques :

–       2 photosystèmes PSI et PSII « complexes protéiques dans membrane thylacoïdes

–       pigments de l’antenne collectrice de PSI → capture des photons

–       chaque photon capturé → éjection d’un électron transfère à des transporteurs d’électrons dans membrane des thylacoïdes

→ réduction de NADP+ en NADPH grâce à ces transferts d’électrons

–       déficit en électrons des pigments → comblé la photolyse de l’eau

–       photolyse de l’eau nécessite l’énergie des photons collectés par l’antenne collectrice de PSII

H2O → ½ O2 (air ambiant) + 2 H+ (acidité de la lux du thylacoïde)+ 2e-                     (lumière des thylacoïdes)

–       flux de photons traversant membranes thylacoïdes par ATP-synthétase → ATP

Réactions non photo-chimiques :

–       ensemble de réactions effectuées dans le stroma synthétisant des métabolites essentiels (sucres, AA, lipides..) utilisant l’énergie chimique accumulée pendant les réactions photo-chimiques de la photosynthèse (ATP, NADPH)

–       cycle de Calvin → synthèse des glucides → fixation du CO2 sur la RUBISCO

26)  Qu’est-ce qu’un amyloplaste ?

–     végétaux supérieurs : chloroplaste siège de la photosynthèse

–     accumulation transitoire d’amidon de jour

–     dans chloroplastes, dégradation → disparition des grains de nuit

–     produits de cette dégradation  (sous forme de trioses) transportés vers d’autres tissus (tissus de réserve stockage à long terme)

–     stockage durable dans des plastes sans pigments : les amyloplastes

parfois classés parmi les leucoplastes (plastes sans pigments)

–     taille très variable ; de 1 à 175 microm, formes variées

–     double membrane : stroma + ou – important ; + ou – rempli de grains

–     pas ou peu de thylacoïdes (idem leucoplastes)

–     nucléotides plastidiaux non transcrits

–     permet uniquement des redifférenciations ex : amyloplaste → chloroplaste

27)   Décrire les grains d’amidon

–     forme dépend de l’espèce

–     microscopie optique des grains : striés + ou – concentriques autour d’un point central : la hile

–     variabilités : taille éventuelles associations en grains composés, forme du hile, disposition régulière ou non des stries

–     ex : blé : grains d’amidon simples à hile central

–     pomme de terre : grains d’amidon composés à hile excentrés

–     application : répression des fraudes

→ forme de grains d’amidon dans les farines

–     blancs mais couleur bleue violacée avec l’eau iodée

–     stries → synthèse périodique des grains

–     synthèse des grains des amyloplastes suivie de leur dégradation

–      plus ou moins rapide : 24h dans les feuilles (amidons du chloroplaste)

–      plusieurs semaines à plusieurs mois dans organes réserve (grains amidon des amyloplastes)

28)  Qu’est-ce qu’un chromoplaste ?

–      plastes dépourvus de chlorophylle, mais pigments caroténoïdes

–      responsables de la couleur jaune, orangée ou rouge

→ fruits (tomates) / → pétales de fleurs (jonquilles) / → racines (carottes)

–      rares chez les Gymnospermes, abondants chez les Angiospermes

–      rôle pas encore complètement connus (pourquoi la racine de carotte est orangé?)

–      signaux colorés destinés à certains animaux

–      expansion des Angiospermes → pollinisateurs / → frugivores

→ facilisation de la reproduction des végétaux dissimination du pollen et des graines

–      pigments chromoplastiques : essentiellement des caroténoïdes à 40 °C

→ be-carotène (orangé) = carotte

→ lycopène (rouge) = tomate

→ violaxanthine (violet) = violette (cycle à chaque extrémité)

→ crocétine (jaune-orangé) = safran

29)  Quels sont les types de chromoplaste ? Les décrire brièvement

4 types fondamentaux :

  • globulaire

–       disparition thylacoïdes du stroma au profit de nombreux globules lipidiques

–       globules → pigments hydrophobes dissous dans les lipides

–       type souvent trouvé dans les pétales jaunes de certaines fleurs

→ renoncule, chysanthème des moissons

→ mais aussi écorce de l’orange

–       chez le chysanthème, les pétales passent de vert → jaune-vert → jaune

→ simultanément : redifférenciation chloroplaste → chromoplaste

  • tubulaire

–        accumulation de très nombreux tubules membranaires interplastidiaux contenant les pigments

–        type riche dans certains fruits : poivron, piment, asperge

rougissement du poivron vert par transformation des chloroplastes en chromoplastes tubulaires

  • membranaire (ou lamellaire)

–        système de membranes concentriques dans le stroma contenant les pigments

type le plus rare ex : couronne de fleurs des narcisse

  • cristallin

–          pigments → cristaux (ou aiguilles allongées) isolés ou associés, orientées selon l’axe du chromoplaste

–          souvent be-carotène et lycopène

–          chromoplastes des fruits de tomate et du rosier, des racines de carottes

30)  Quels sont les rôles de la vacuole ?

  • Rôle dans la pression et la turgescence cellulaire
    • Rôle  dans la stratégie d’occupation maximale d’espace

Pour tirer le maximum de nutriments, elle soit occuper un volume maximal. Un hêtre de 25 m à une surface de 1200 m² de feuilles. Les cellules doivent être gonflées mais peuvent être plasmalines (pas gonflées).

  • Rôle dans le port du végétal : Allure du végétal.
  • Rôle dans les mouvements rapides d’organes.
  • Rôle de stockage :

Accumulation de métabolites primaires (Cycle de Krebs, Glycolyse), de métabolites secondaires (nicotine) et d’ions. C’est une fonction de grenier;

  • Rôle dans l’homéostasie du cytosol et du cytoplasme, Régulation

Il y a des interfaces de protection : La paroi et la vacuole

  • Rôle dans la détoxification du cytoplasme

Fonction « poubelle ». Tout ce qui peut porter atteinte au bon fonctionnement du cytoplasme est mis dans la vacuole

  • Rôle dans la pigmentation du VG

Les pigments peuvent être localisées soit dans la vacuole avec des biomolécules hydrosolubles soit dans les chromoplastes.

Les caroténoïdes sont des lipides, ils sont insolubles dans l’eau.

Ils servent à attirer les insectes polennisateurs.

  • Rôle dans les défenses contre les agresseurs (bactéries, champignons, agents pathogènes)
  • Rôle lysosomal

Comme les lysosomes : Recyclage des macromolécules biologiques : Protéines, Acides nucléiques.

31)  Quel est la genèse de la vacuole et son évolution ?

La vacuole vient du système endomembranaire, elle provient d’une région commune entre le RE et la Golgi : Le GERL : Golgi Endoplasmic Reticulum Lysosom.

L’évolution des vacuoles des cellules d’organes végétatifs (racine, tige, feuille…)

Le nombre et la forme des vacuoles varie selon le stade de maturité de la cellule.

La croissance en épaisseur est due à un méristème secondaire.

1: Il y a des cellules végétales très jeunes, elles sont isodiamétriques. Volume nucléaire important sur le reste de la cellule. Très nombreuses mitochondries ; Métabolisme très actif. Il n’y a pas de plantes différenciées : Les proplastes.

Les vacuoles sont petites et nombreuses, et colorées en rose

2 : Cellules plus âgées, s’allongent. Le rapport nucléoplasmique tend à diminuer. Les vacuoles sont moins nombreuses et en taille plus importantes, il y a coalescence des vacuoles

4 : Toutes les vacuoles ont fusionnées chez la cellule adulte

32)  Qu’est-ce qu’un tonoplaste ?

C’est la membrane vacuolaire, il a une structure membranaire typique constituée par 2 couches de phospholipides dans lesquelles il y a des protéines intrinsèques. On peut l’isoler très facilement.

33)  Citer les types de transport

Système de transport

Présents car la membrane vacuolaire est imperméable. 3 types de transport :

Capture

1 : Transport uniport

2 : Symport = Cotransport

3 : Antiport = Contretransport : Chez les plantes Halophiles (Na+). Dans le cytoplasme, [Na+] très faible (10-6M) car poison métabolique ; Dans la vacuole : 10-3 M

Contretransport permet aussi l’accumulation de sucre.

34)  Quel est le contenu vacuolaire ?

  • Composés inorganiques = Minéraux

Cations : Ca, Mg et Na mais très peu de K

Anions : Accompagnent les cations = Coions

Cl-, Sulfate (SO42-), Iodures, PO42- stocké sous forme de polyphosphate

CaSo4, 2H2O : Cristaux de gypse chez les algues Closterium

  • Composés organiques

1/Acides organiques, Acides aminés

Une ou plusieurs fonctions COOH, souvent intermédiaires du CdK (Dans stroma de la mitochondrie)

Acide citrique                                                Acide oxalique

Acide tartrique : COOH – CHOH – CHOH – COOH

Acide shikimique

Acide malique : HOOC-CH2-CHOH-COOH

Oxalate de Ca :   Cristaux d’oxalate de calcium

Acide ascorbique

Saccharides

Composés phénoliques

35)  Quels sont les saccharides présents dans le contenu vacuolaire ?

-  Monosaccharides

-  Oligosaccharides :

  • Saccharose = α-D-Glcp + β-D Fruf                                        Canne à sucre, Betterave
  • Gentianose :   β-D-glucopyranosyl-(1,6)-α-D-glucopyranosyl-(1,2)-β-D-fructofuranoside
  • Raffinose :      α -D-galactopyranosyl-(1,6)-α -D-glucopyranosyl-(1,2)-β-D-fructofuranoside
  • Stachyose:      a-D-galpyranosyl(1,6)-a-D-galpyranosyl(1,6)-a-D-glcpyranosyl(1,2)-b-D-fructofuranoside

-  Polysaccharides : Inuline : G -1,2 – F-1, (2-F-1)n, 2F    Dans l’artichaut, les topinambours

36) Quels sont les composés phénoliques présents dans le contenu vacuolaire ?

Noyau benzénique avec un ou plusieurs OH

*  Les Flavanoïdes

Composés colorés, solubles dans l’eau qui ont comme structure de base un squelette en C15

Squelette de base C6-C3-C6 ; A et B noyaux benzéniques , C  : Hétérocycle oxygéné

-  Aglycanes :

-  Anthocyanes :

  • Pélargonidine             Orange
  • Cyanidine                   Bleu ciel
  • Delphinidine               Bleu foncé
  • Peonidine                   Cramoisi
  • Pétunidine                  Cramoisi
  • Malvidine                   Mauve

Voies de biosynthèse activées par les UV. Couleur des anthocyanes varie selon pH intracellulaire, elle peut varier dans le temps

-  Flavonols et Flavones : Couleur jaune

  • Flavonols : Quercétine, Myricétine, Koemférol
  • Flavones : Apigénine, Lutéoline

*  Les tanins

Se combinent avec polyalcools et protéines

Dans la paroi de certaines cellules, dans la vacuole.

Vacuoles Tonoïdes

Coloration n brin marron par le Cr2O7K2 ; en bleu par le FeCL3

Famille des fagacées : Fagus, Quercus, Castanea

2 catégories :

-  Tanins galliques : Solubles, partie non sucrée aglycane fixée à des sucres.

Ex : Ac gallique + α D-Glcp ==>

-  Tanins non hydrolysables = Tanins condensés/flaviniques/catéchiques

*  Les coumarines

Composés vacuolaires solides.

Composés de phénylalanines qui subi une désamination sous influence de la PAZ –> Ac cinnamique –> Apport de Glc –> ac hydroxycinamique –> βglucosidase cytoplasmique –> Ac cinamique –>                              –> Coumarine (odeur de foin coupé)

*  Les bétalaïnes

Bétacyanines/Bétaxanthines

Classe de pigments végétaux colorés, soluble dans la vacuole sous forme d’aglycane + Sucre.

-  Bétacyanine : Rouge/Violet

Ex : Bétamine = Couleur rouge de la betterave

-  Bétaxanthine = Brun/Jaune, appartiennent toutes à un même ordre botanique : Les caryophilates (15 familles)

*  Glycosides cyanogénétiques

Libère de l’acide cyanidrique

Réaction d’hydrolyse

*  Glycosides soufrés

= Hétérosides soufrés

Soufre = Glucosmalates

Aglycane + Sucre

Réaction glycoside soufré + H2O –> Isothyocyanate + sulfate + Glc

ex : La moutarde noire

*  Les alcaloïdes

-  Structure très diverses

-  Origine végétales   (Ex : Coquelicots, Grande ciguë, PdD)

-  Composés azotés

-  Réaction basique avec tannins

-  Rôle : Propriétés pharmacologiques

-  Peuvent être toxiques

 

*  Protéines de stockage enzymatique

37)  Expliquer la fonction lysosomiale de la vacuole

Enzymes séquestrées dans le lysosome

Lysosome I = Compartiment qui me contient que des enzymes, elles sont optiquement vide.

Lysosome II = Plus grand,  pas optiquement vide (Macrocytose)

Autophagie : Provient de l’intérieur de la cellule

Hétérophagie : Substrat hydrolysé provient de l’extérieur de la cellule

Contrôle de biologie végétale

2ème partie

1)  Qu’est-ce que la sève brute ?

Sève brute : Eau et sels minéraux puisés dans le sol «  elle est pompé dans le sol, arrive dans le centre et va dans la feuille ou se produit la photosynthèse, qui produit des sucres… » puis donne :

2 modes de transport : Radial : passage du sol jusqu’au centre de la racine

Vertical : passage de la sève brute du centre de la racine vers la partie aérienne.

2)   Quels sont les éléments minéraux ?

Éléments minéraux important (azote NO3- ou NH4+ )

Éléments essentiels présents dans la sève brute : 14 éléments indispensable à la croissance de la plante. On les classes en 2 catégories : Macroéléments / Microéléments en fonction de la quantité que l’on retrouvent dans la plante.

Indispensable  H,C,O car

N,K,Ca,M,P,S = Acide aminé ,

N = Chlorophylles, hormones

K = Maintient de la turgescence des cellules.

Ca = S’associe au polysaccharide de la paroi pour la solidifié.

S = Acide aminée soufrés

P = stabilise le double bruns d’ADN et ATP (libération de l’énergie)

Les éléments minéraux sont uniquement pompé par la racine sauf le soufre  qui est pompé par la racine et les feuilles.

3)  Quels sont les différents transports radiaux ? Quel est le meilleur ?

  • Transport transcellulaire : De vacuole à vacuole , au travers du tonoplaste, du plasmalemme et de la paroi. (assez peu utilisé)
  • Transport symplasmique : En passant de cellule en cellule par les plasmodesmes
  • Transport apoplasmique : En passant entre les cellules et la paroi

Le meilleur est le transport apoplasmique.

4)  Quels sont les tissus conducteurs chez les plantes vasculaires ?

2 types de tissu qui conduit la sève.

  • Xylème: tissu conducteur qui conduit la sève brute
  • Phloème : Tissu conducteur de la sève élaborée.

5)  De quoi est composé le xylème ?

Plusieurs types de cellules :

fibre : rôle de structure et de maintient. Cellules très allongé et qui vont avoir des parois dites secondaire épaisses.

Cellules de parenchymateuses : paroi plus fine, rôle de stockage et de transfert des soluté vers les éléments trachéiformes .

Éléments trachéiformes :  – Trachéides

- Vaisseaux

6)  Quels sont les structures primaires et secondaires pour le xylème ?

Dans les végétaux : 2 phases de croissance

1ère : croissance en élongation : les cellules montent, tissu primaire. Ex d’organe :bourgeon, très jeunes feuilles, les radicules, les hypocotyles.

2ème : Croissance secondaire :mis en place de tissus secondaires, croissance en épaississement. La constitution de vaisseau conducteur, sous deux étapes : primaire dans les tissus jeunes

secondaire :tissu plus agées.

Les tissus jeunes : tissu conducteur xyliniens (xylème primaire on distingue le proxylème et métaxylème en fonction de la différenciation) , vaisseaux et trachéides annulaires, spiralé.

Les tissus plus âgées : (branche, tronc) xylème secondaire qui participe à la croissance en épaisseur,  appelé : le bois

7)  Quels sont les solutions de transport vertical de l’eau et des ions ?

Une solution hypertonique : contient plus de soluté qu’une autre solution. Potentiel hydrique très négatif

Une solution soluté : molécules ou ions dans une solution.

Une solution hypotonique : moins de soluté que la solution voisine. Donc à plus d’eau.

8)  Quels sont les moteurs qui permettent la montée de la sève brute ?

La poussée racinaire : dans le xylème accumulation d’ions , donc solution hypertonique donc afflux d’eau car plus on va vers l’intérieur de la racine plus il va tendre à aspirer de l’eau. Arrive dans les tubes du xylème ,  donc monte = poussé racinaire.

beaucoup d’espèce dont la poussé racinaire n’existe pas. Elle a un rôle important au printemps car les arbres non pas de feuilles , quand ils n’y pas de feuilles difficile de monter la sève brute.

La capillarité : ne sert pas à grand chose

La transpiration : Théorie de la cohésion, qui consiste : la sève brute monte et forme une colonne d’eau continue de la racine vers l’air.

Structure d’une feuille est surtout les stomates ( ils sont composé de + cellules de garde elle même entouré de 2 autres cellules annexes , il ont la particularité de laisser un passage ou non en fonction de l’état de turgescence de la cellules.)

Les molécules qui arrivent dans la feuilles partent en évaporation puis tire sur les autres molécules est permet donc de monter la sève.

9)  Quel est le cycle de la photosynthèse ?

Capture t

10)  Quel est la composition de la sève brute et de la sève élaborée ?

Sève élaborée (phloème) Sève brute (xylème)
Sucres 100-300g.l-1 0g.l-1
AA 5-40 g,l-1 0,1-2 g.l-1
Composés inorganiques 1-5g,l-1 0,2-4g.l-1
Solutés (total) 250-1000 mmol.kg-1 pi env 0,6-3 MPa 10-100 mmol.kg-1 pi env 0,02-0,2 Mpa
PH 7,3-8,0 5,0-6,5

11)  Quels sont les sucres présents dans la sève élaborée ?

Les sucres dans la sève élaborée

–           Saccharose (>80%) → sucre non réducteur : plus grande stabilité chimique ; liaison be-glucosidique très riche en énergie

Pas de réaction au cours du transport (peu ou pas de glucose ou de fructose dans le suc phloémien)

–           raffinose

–           stachyose

–           sorbitol

–           mannitol

12)  Que font les protéines p ?

protéines p (phloem protein) sont constituée de nombreuses sous unités. Elles ont la capacité de former un « gel » pourraient servir à boucher les tubes criblés lors de blessure.

13)   Quel est l’origine du xylème et du phloème ?

Cambium : assise génératrice libéroligneuse.

14)   Qu’est-ce qu’un organe puits ?

Organe puits → production inférieur à consommation

15)   Qu’est-ce qu’un organe source ?

Organe source → produit plus de sucre que besoin

16)    Quel est l’élément moteur de la sève élaborée ?

élément moteur : pression de l’eau dans tube criblés osmose.

Hypertonique → osmose → hypotonique → osmose

17)   Faire le cycle du chargement du phloème par le symplasme

Saccharose + Galactose (feuilles) → raffinose (cell compagne) → phloème

18)   Faire le cycle du chargement du phloème par l’apoplasme

Saccharose → transporteur + proton → phloème

19)    Comment se fait le déchargement ?

Le déchargement peut être apoplasmique ou symplasmique.

Voie symplasmique niveau jeunes feuilles et pointes racines, implique hydrolyse saccharose en fructose + glucose besoin invertases

20)   De quoi se compose le phloème ?

Phloème dans racine. Phloème I ds organe jeune, II ds organe âgé ou liber.

Cellule de tube criblé + cellule compagne

éléments de tube criblés (ETC) cell vivantes, sans noyau ni vacuole, microfilaments, microtubules, golgi, ribosomes

paroi non lignifiées, quelques organelles (mito, plastes, RE lisse)

pores (1-15 µm) ou plaques criblées

21)   Que sont les mucilages ?

Les mucilages sont des glucides, des polymères complexes de fucose, d’acide glucorinique et d’acide manuronnique. Les mélanges colloïdaux gonflent avec l’eau, ce sont des composants importants des algues pluricellulaires. Chez les végétaux supérieurs, les mucilages sont présents dans la sève chez presque toutes les espèces. On ignore encore l’utilité exacte des mucilages pour les plantes.

22)    Que sont les gommes et les résines ?

Les gommes et résines sont produites par la plante à la suite d’une blessure. Les gommes sont surtout produites par des clusiacées, ou guttifères, des légumineuses et des urticales. Les résines sont surtout produites par des résineux, produits solides provenant de l’oxydation des essences par contact avec l’air.

23)   Que sont les terpènes ?

Très largement représentées dans la flore, les terpènes sont des polymères de l’isoprène très solubles dans les corps gras. Ils constituent le groupe le plus vaste des composés végétaux. Ce sont des hormones comme les gibbérellines, des pigments caroténoïdes, des stérols, des latex à base de caoutchouc naturel, des huiles essentielles donnant un goût ou un parfum à la plante. Certaines molécules participent à la croissance. Le goût et l’odeur sont dus à des molécules très volatiles qui en interagissant avec l’oxygène forment l’ozone troposphérique qui est toxique, source de pollution. De nombreux terpènes possèdent des propriétés antiseptiques, d’où divers emplois dans l’embaumement. Il n’existe pas de fonction chimique commune aux terpènes, seules leur structure et leur biosynthèse en font une catégorie à part entière. Le caoutchouc naturel est un polymère de l’isoprène. Sous forme de petites particules en suspension dans une émulsion laiteuse blanche, il est produit par Hevea brasiliensis. Les stéroïdes possédant un groupement alcool sont des stérols dont les plus abondants chez les plantes sont les stigmastérols et les sitostérols, proches du cholestérols des animaux, bien qu’en moins grande quantité.

24)   Que sont les hétérosides ?

Le lien entre un glucide et un groupement hydroxyle ou d’acides aminés forme un hétéroside. Quatre familles sont identifiées. On suppose que les hétérosides ont une fonction dissuasive vis-à-vis des herbivores. Les saponosides provoquent des irritations gastriques et l’hémolyse des globules rouges. Produits sur l’écorce du bois de Quillaja saponaria, le panama, ils sont utilisés dans la fabrication de fibres photographiques, de shampoings, de dentifrices, de boissons… Les hétérosides diminuent ou renforcent le rythme cardiaque en fonction du dosage. Les cyanogènes comptent plus de soixante composés dont la plupart sont dérivés de l’acide nicotinique. Ils ne sont pas toxiques d’eux-mêmes mais libèrent du cyanure lors de l’hydrolyse par certaines enzymes. Le manioc, Manihot esculenta, qui porte des hétérosides, n’est comestible qu’après cuisson.

25)  Que sont les composés phénoliques ?

Les composés phénoliques sont issus des acides aminés aromatiques. Les coumarines donnent des odeurs caractéristiques. Non toxiques, elles peuvent néanmoins être transportées par les champignons du foin moisi, inhibant la vitamine K et entraînant des hémorragies fatales. La scopolétine est la couramine la plus fréquente chez les plantes supérieures. La lignine est un polymère formé de trois alcools phénoliques simples. Elle contribue à la résistance des structures secondaires. Elle est difficile à extraire et rend les plastes moins digestibles.

26)  Que sont les alcaloïdes ?

Les alcaloïdes ont un intérêt pharmacologique et médical. Ils sont solubles dans l’eau et ont une forte activité biologique. Ils créent des interférences avec les neurotransmetteurs chez l’homme et sont donc employés pour lutter contre la douleur. La morphine est le premier alcaloïde isolé, dans l’opium. La strychnine et la caféine, l’atropine, le curare ou la mescaline sont aussi des alcaloïdes. Leurs utilisations sont diverses : antipaludéens, substances paralysantes, poisons, stupéfiants, anticancéreux.

27)   Comment sont stockés et comment sont sécrétés les métabolites secondaires ?

Longtemps considérés comme des déchets, les métabolites secondaires se sont souvent révélés avoir un rôle écologique important. Toxiques, ils sont stockés das les vésicules spécifiques ou dans la vacuole. Les poils peuvent être vivants ou morts. Dans le premier cas, un flux existe pour mener les composés vers l’extrémité pour mieux les disséminer. Dans les poils morts, les métabolites repoussent les prédateurs. Chez les plantes carnivores, des poils emplis de mucilage permettent la capture et d’autres emplis de protéases la digestion. Il existe deux groupes d’appareils sécréteurs internes. Les cellules isolées peuvent par exemple concentrer l’oxalate de calcium dans le parenchyme. Les cellules à essences ou les cellules à tanins, souvent présentes dans les fruits, sont aussi des cellules isolées. Les tanins sont responsables de l’astringence du fruit. Les cellules groupées sont des poches. Les poches schizogènes se forment à partir d’une cellule qui se divise plusieurs fois. Les poches schizolysigènes présentent des cellules dont les parois sont moins nettes, car lysées.

28)  Qu’est-ce que le cambium ?

Le cambium, ou assise génératrice libéroligneuse, se met en place dans la tige en formant un anneau qui sépare phloème et xylème. On parle de cambium intrafasciculaire des dicotylédones. Si l’anneau est complet, on parle de cambium interfasciculaire, formant un cercle continu. Dans la racine, où le xylème se présente continu, le cambium sépare également phloème et xylème. Le parenchyme devient cambium comme dans la tige car c’est un tissu peu différencié. Les cellules initiales cambiales peuvent faire des divisions périclines, c’est à dire parallèles à la surface de l’organe, permettant son épaississement. Après la division, une des cellules devient dérivée ; elle ne peut plus se diviser mais se différencie, soit en phloème secondaire soit en xylème secondaire, selon qu’elle est externe ou interne. Le xylème secondaire est appelé bois, le phloème secondaire liber. Le développement du bois est bien plus important que celui du liber par le fonctionnement asymétrique du cambium. Les cellules initiales cambiales peuvent aussi se diviser de manière anticline, perpendiculaire à la surface de l’organe, pour entretenir le cambium. Les cellules initiales sont généralement fusiformes, allongées verticalement et de forme parallélépipédique, mais peuvent aussi être radiales, allongées horizontalement et de forme cubique, générant uniquement du parenchyme en formant des rayons parenchymenteux. Le cambium et les cellules qui le constituent ont un fonctionnement saisonnier, surtout actif l’été, responsable des cernes du tronc d’un arbre.

29)   Qu’est-ce que le phellogène ?

Le phellogène, ou assise subéro-phellodermique, se positionne en premier sous les tissus de revêtement primaire, l’épiderme et l’assise subéreuse. C’est dans le parenchyme cortical, peu différenciée, que se crée le phellogène. Les cellules initiales du phellogène ont des divisions uniquement périclines, générant le suber ou liège, un tissu mort, protecteur. Des lenticelles apparaissent pour remplacer les ostioles de l’épiderme. Vers l’intérieur, le phellogène crée du phelloderme, un parenchyme secondaire bien moins présent que le suber. Le diamètre de l’organe augmentant, une traction se crée sur le phellogène jusqu’à sa destruction. Tous les deux ans maximum, un nouveau phellogène apparaît. Chez des individus très âgés, le phellogènes peut apparaître dans le phloème secondaire, à l’origine toujours plus profonde. L’ensemble suber, phellogène, phelloderme est appelé périderme. Il peut s’exfolier, un nouveau se crée donc régulièrement.

30)   Où se trouvent les tissus secondaires ?

Les tissus secondaires se trouvent dans deux grandes zones. Le bois présente une taille bien plus importante que celle de l’écorce. L’écorce est l’ensemble de la zone externe du cambium. La plus externe est constituée de cellules mortes, périderme et liège, présentés en couches, servant à la protection. L’écorce interne, vivante elle, va du phellogène actif au cambium. Son tissu majeur est le liber fonctionnel, comprenant les cellules conductrices, les tubes criblés associés aux cellules compagnes, le parenchyme et parfois des fibres au rôle de soutien. Les cellules conductrices et le parenchyme sont pectiques, très ressemblants aux cellules primaires ; les fibres sont mortes, lignifiées ou non. Le bois est la partie la plus importante d’une plante pérenne. La conduction de la sève est permise chez les gymnospermes par des trachéides aérolées et chez les angiospermes dicotylédones par des vaisseaux sans cloison transversale. Les cellules de soutien des gymnospermes sont, comme pour la conduction, des trachéides ; celles des angiospermes sont des fibres à la paroi très épaisse. Ces fibres sont un signe de l’évolution supérieure des angiospermes. Les cellules parenchymenteuses du bois restent vivantes plusieurs années aussi bien chez les gymnospermes que les angiospermes. Toutes les cellules du bois sont lignifiées, parfois à l’extrême. Le bois formé au printemps présente des structures de conduction en grand nombre alors que le bois d’été bénéficie au soutien. On distingue au sein du bois l’aubier et le duramen. Le premier, dit vivant, sert à la conduction de la sève. C’est cette partie qui est employée pour faire du papier après avoir été délignifiée, étape très polluante. Le duramen, ou bois de cœur, dit mort, ne sert qu’au soutien à l’arbre et de charpente à l’homme.

31)   Quels sont les grands types de systèmes racinaires ?

–    pivotant : racine principale + racine secondaires (dicotylédones)

–    fasciculé : très nombreuses racines secondaires (monocotylédones (graminées très développés))

32)   Comment se fait le transport vers le centre de la racine ?

Pour traverser le cortex, la solution de sol absorbée par la racine peut emprunter deux voies : symplastique (cytoplasme à cytoplasme) et apoplastique (paroi à paroi). Transcellulaire très difficile (trop d’obstacles).

L’endoderme est un tissu très particulier pour le flux d’eau et de sels minéraux absorbés

Le cadre de Caspary, subérifié, permet à la racine de contrôler les flux entrants.

33)  Où se fait la croissance de la racine ?

  • une zone de lubrification

–     pas niveau apex lui même

–     Auxèse ou élongation cellulaire

–   4 zones : méristème d’entretien de la coiffe / Méristème d’origine du cortex / Centre quiescent / Méristème à l’origine du procambium = futur cylindre central

–     Mérèse autour et au dessus de l’apex.

  • une zone de division : mérèse, une zone d’allongement : auxèse et une zone de différenciation

34)   A quoi sert la zone pilifère ?

–                    différenciation → apparition de poils absorbants = zone pilifère

–                    lieu de l’absorption de l’eau et des sels minéraux

35)  Faire le schéma des zones de la racine

Capture f

36)    Qu’est-ce que l’auxine ?

L’auxine est une phytohormone indispensable à la croissance végétale. Elle favorise la croissance en longueur en agissant sur l’élongation cellulaire ou auxèse. Elle joue également un rôle dans le phototropisme positif des tiges et dans l’initiation des méristèmes racinaires latéraux.

37)     Qu’est-ce que l’écorce externe ?

Ensemble de tissus morts (que des cellules mortes), sa fonction essentielle est de protéger la plante. On va y trouver plusieurs péridermes  superposés. Elle part de la surface de l’organe et va aller jusqu’au PHELLOGENE encore actif. Chez le chêne, on récolte le liège tous les 10 ans (régulièrement), un autre PHELLOGENE va se régénérer.

38)     Qu’est-ce que l’écorce interne ?

Dans l’écorce, tout ce qui se situe entre le PHELLOGENE encore actif et le CAMBIUM correspond à l’écorce interne = partie vivante de l’écorce. Le tissu majeur = Liber (=Phloème secondaire).  Le Liber va être responsable du transport de la sève élaborée, on va trouver plusieurs types cellulaires dans ce tissu :

  • Cellules conductrices : organisés exactement comme ceux du Phloème I : tubes criblés et cellules compagnes. On retrouve des éléments de parenchyme : vertical (parenchyme vertical) et horizontal (parenchyme horizontal), ces 2 types cellulaires sont toujours des éléments cellulosipectiques.
  • Fibres libériennes = peuvent être lignifiées ou cellulosiques

Tout ce qu’on va trouver sous le CAMBIUM constitue la majeur partie de l’organe : forme le Bois

39)   Quels sont les différents types cellulaires du bois ?

Gymnospermes Angiospermes dicotylédones (Feuillus)
Cellules conductrices (mortes à maturités = n’a plus de cytoplasme) Trachéides qui présentent des ponctuations aréolées. Ce sont des cellules qui ont des extremités en biseau, pas complétement perforée, sur toute la surface longitudinale, on a une lignification non-totale ; elle ne se fait pas aux niveaux des ponctuations, ce qui permet à la sève de passer d’une trachéide à une autre. Vaisseaux (l’extrémité de la cellule est complétement perforé cette fois ci ; permet la communication sur de longues files de cellules et le transport de la sève). On les retrouve seulement dans le Métaxylème ou Bois. Présentent également une lignification des parois longitudinale ; selon la disposition de la lignine sur le contour, on distingue des vaisseaux rayés, réticulés, ou ponctués. Absence de cloison transversale. Ils sont entourées par des cellules de parenchyme vivantes = cellules de contact
Cellules de soutien (mortes à maturité et lignifiées totalement) Trachéides à ponctuation aréolés -> le bois des gymnospermes est un bois Homoxylé (1 seul type de cellules qui sont responsables du transport et du soutien) Fibres ligneuses ; aux parois lignifiées très épaisses. S’apparentent à du parenchyme. Le bois -> Hétéroxylé ( 1 type cellulaire par fonction)
Cellules parenchymateuses (Vivantes pendant plusieurs années). Lignification peu importante. Selon leur orientation, allongées horizontalement = rayons, si verticalement on parle du parenchyme verticale                  //

40)   Qu’est-ce que l’aubier ?

Bois → Seul le soutien est assuré pendant toute la vie du végétal, la fonction de conduction de sève est assurée seulement pendant quelques années

Après quelques années de fonctionnement, les vaisseaux vont se trouver obstrués par des composés phénoliques. Structures appelées des Tiles = expansions du cytoplasme qui viennent boucher le vaisseau. Ce bois (plus de possibilité de transporter la sève) correspond à la partie morte du Xylème = Bois de cœur ou Duramen, cette partie est très utilisé dans les matériaux de construction car très peu sujet au pourrissement.

La zone qui permet le transport de la sève correspond à l’Aubier = partie vivante du Bois. Cette partie est utilisée plutôt dans l’industrie papetière car moins dure et plus facile d’extraire les fibres pour fabriquer du papier.

Seul 10% permet le transport de la sève.

41)   Qu’est-ce que le collenchyme ?

Collenchyme : tissu de soutien des organes en croissance, parois pectocellulosique très épaissie. Selon la manière dont la paroi est épaissie on distingue 3 types de collenchyme : rond ou annulaire, tangentiel, et angulaire. Les cellules du collenchyme se nomment

42)   Qu’est-ce que le sclérenchyme ?

Sclérenchyme : organes qui ont déjà fini leur croissance :

  • Cellules de soutien des parties de la plantes qui ne sont plus en croissance
  • Cellules généralement allongées (pouvant être très longues ; qqs mm à pls cm) ; formant des fibres
  • Paroi secondaire épaisse et rigide imprégnée de Lignine
  • Rigides, ne peuvent pas croître
  • Cellules, sclérocytes, mortes à maturité

43)   Comment est caractérisée la morphologie de la feuille ?

Morphologie de la feuille

Caractérisée par :

  • Un pétiole plus ou moins long
  • Le limbe : symétrie bilatérale et soutenu par les nervures, le limbe peut être : entier (feuille simple), divisé en folioles réunies en 1 point (feuilles composées), insérés à différents niveaux du pétiole (composées pennées)
  • Les stipules à la base du pétiole
  • Les marges ou bords du limbe : lisse, denté, lobé, ondulé

Les feuilles ont donc différentes formes (lancéolée, cordiforme…)

Elles peuvent être caduques ou persistantes zones d’abscission

  • Les feuilles formées en premier ne sont pas forcément semblables aux feuilles suivantes
  • Les feuilles secondaires ne sont pas forcément toutes de la même taille (anisophyllie)
  • Les feuilles secondaires ne sont pas forcément toutes semblables (hétérophyllie)

44)   Quels sont les réactions chimiques de la photosynthèse ?

NADP+  + H+ + 2e- = NADPH

½ O2 + 2H+ + 2e- = H2O

45)    Qu’est-ce que l’autotrophie ?

L’autotrophie désigne la capacité de certains organismes vivants à produire de la matière organique en procédant à la réduction de matière inorganique, par exemple le carbone (le dioxyde de carbone) ou encore l’azote (sous forme de NO3 ou de N2). Cela s’accompagne d’un prélèvement de sels minéraux dans le milieu (ions nitrate, phosphate, …). Les organismes autotrophes sont donc capables de se développer dans un milieu ne contenant que du carbone minéral, contrairement à un organisme hétérotrophe qui devra se procurer des molécules organiques (idem pour l’azote).

46)   Quels sont les voies photosynthétiques des plantes ?

Les plantes ont évolué dans trois voies photosynthétiques : C3 dans les régions tempérées, C4 en régions chaudes, CAM (pour crassulacean acid metabolism) pour les régions arides. Les deux derniers types ont des étapes de photosynthèse supplémentaires. En C1, il n’y a pas de parenchyme palissadique mais un mésophylle  pour former des molécules à quatre atomes de carbone. Les cycles se déroulent dans des endroits différents.

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s