La plante à fleurs sauvage : organisation fonctionnelle, reproduction

« La plante à fleurs sauvage : organisation fonctionnelle, reproduction I) L’organisation fonctionnelle 1) Organisation générale La plante a une organisation modulaire en phytomères : Le phytomère est l’unité architecturale d’une plante , il comprend les organes qu’il y a entre 2 nœuds. 2) Croissance Croissance d’une racine Croissance bourgeon apical Le développement d’une plante associe croissance (multiplication cellulaire par mitoses dans les méristèmes suivie d’élongation cellulaire) et différenciation d’organes (tiges, feuilles, fleurs, racines) à partir de méristèmes. La croissance et la différenciation sont sous l’influence d’hormones : Expérience : Si l’on supprime le bourgeon apical et son méristème, l’auxine n’est plus produite, or elle inhibe le développement des bourgeons axillaires.

Sans auxine, ces bourgeons se développent. Méristème : tissu formé de cellules indifférenciées en phase de mitoses Soit un coléoptile (en vert) produisant de l'auxine sur son méristème apical.

a) transport normal d'auxine lors d'un éclairage isotrope.

b) Modification du transport d'auxine avec une accumulation d'auxine dans la partie non éclairée lors d'un éclairage c) L'accumulation d'auxine induit une élongation de la partie non-éclairée et donc une incurvation vers la source lumineuse Il existe d’autres hormones végétales comme les gibbérellines, les cytokinines : en fonction des concentrations conjuguées de chacune de ces hormones, les cellules se différencient en feuilles, fleurs, tige ou racines La croissance se fait sous l’influence d’hormones végétales et influencée par les conditions du milieu.

(ex : la présence ou l’absence de lumière et l’auxine) II) Nutrition de la plante Les angiospermes sont des organismes autotrophes, c’est-à-dire qu’ils se nourrissent que de matière minérale et d’énergie lumineuse. 1) Nutrition en eau et ions minéraux La nutrition en eau et minéraux se fait grâce aux poils absorbants des racines, mais surtout grâce aux mycorhizes Une mycorhize est une association étroite entre une plante et un champignon. Les plantes développent de grandes surfaces d’échange souterraines (absorption d’eau et d’ions du sol facilitée le plus souvent par des symbioses, notamment les mycorhizes). Un tissu conducteur (le xylème) canalise les circulations d’eau et d’ions dans la plante entre les racines et les lieux de synthèse organique.

Ses parois sont riches en lignine. On peut démontrer les courants ascendants de la sève brute grâce à l’expérience : Les autres moteurs sont : - la capillarité (schéma hauteur d’eau dans un tube fin, et schéma hauteur d’eau dans un tube large) - la poussée racinaire (quand on sectionne une tige, une goutte peut apparaitre au sommet) 2) Production de matière organique Avec l’eau et les ions minéraux, les plantes utilisent l’énergie lumineuse : La plante pour réaliser la photosynthèse développe de grandes surfaces d’échange aériennes (optimisation de l’exposition à la lumière, source d’énergie, transferts de gaz). En observant la coupe de feuille, on repère de la face supérieure à la face inférieure: - 1 épiderme supérieur, bordé d'une épaisse cuticule, qui est une protection contre les pathogènes. - un parenchyme palissadique formé de cellules chlorophylliennes qui forment un mur face à la lumière - un parenchyme lacuneux appelé ainsi car les cellules sont organisées de façon à laisser de grands espaces entre elles appelés lacunes pour permettre le mouvement des gaz. - un épiderme inférieur bordé d’une cuticule On trouve des structures appelées stomates qui sont des ouvertures dans l’épiderme.

Ces stomates peuvent être fermés ou ouverts et sont les portes d’entrée ou sortie aux gaz. La feuille est un organe optimisé pour faire la photosynthèse .

Si l’on compare la surface intestinale par kilo d’un humain et celle d’une plante par kilo, celle de la feuille est double. Expérience pour prouver que la photosynthèse nécessite de la lumière : L’eau iodée marron montre la présence d’amidon en réagissant et en devenant violette. La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes Expérience : on marque avec de la radioactivité les atomes d’oxygène de l’eau.

La radioactivité se retrouve sur les atomes d’oxygène du dioxygène dégagé. Voir TP sur la réaction de Hill qui permet de montrer que l’oxydant ne provient pas de la molécule de CO2, mais d’une molécule intermédiaire réduite : NADPH A l’aide d’un spectroscope, on peut voir que les chloroplastes absorbent les rayons de longueur d’onde surtout dans le bleu et le rouge. On peut également voir que la photosynthèse se produit que dans ces longueurs d’ondes, et pas dans le vert.

Seules les ondes bleues et rouges excitent les pigments chlorophylliens, pour « casser » la molécule d’eau. Le CO2 est incorporé dans un cycle de carboxylation grâce à une enzyme : la Rubisco Captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique aboutissant à la production de glucose et d’autres sucres solubles. Le saccharose dans la sève élaborée est redistribué dans toutes les parties de la plante par des tissus conducteurs : le phloème. Les parois du phloème sont riches en cellulose. Remarque rappel : chez l’homme, le sucre transporté est le glucose, chez les plantes, le saccharose. Chez l’homme, le sucre stocké est le glycogène, chez les plantes : l’amidon. 3) Utilisation de la matière organique A quoi sert la matière organique produite par la photosynthèse ? La lignine et la cellulose sont des polymères de sucres qui forment des fibres résistantes.

Elles composent la paroi des cellules végétales pour résister à la pression des fluides. • Des produits de la photosynthèse sont métabolisés à partir du saccharose par diverses enzymes en cellulose et lignine pour assurer la croissance et le port de la plante. Autre utilisation de la matière organique : Exemples d’organes de réserves afin de passer la mauvaise saison où l’absence de feuille arrête momentanément la photosynthèse : oignon, bulbe, rhizome, tubercule… Les graines possèdent aussi des réserves pour permettre la germination de l’embryon avant que la photosynthèse soit possible.

On distingue les graines oléagineuses (riches en lipides), protéagineuses (riches en protéines), et amylacées (riches en amidon ou en saccharose). • La matière organique peut être stockée sous forme de réserves dans différents organes, qui permet notamment de résister aux conditions défavorables ou d’assurer la reproduction. Les plantes fabriquent d’autres nombreuses molécules à partir de la photosynthèse : La couleur des fleurs est nécessaire pour attirer les insectes afin d’assurer la pollinisation (interaction mutualiste) ; cette couleur est rendue possible par la fabrication d’anthocyanes (pigments colorés). Les tanins sont des métabolites secondaires de certaines plantes supérieures.

Ils se retrouvent dans toutes les parties du végétal (racine, écorce, feuilles etc.).

Molécules de nature phénolique (composé portant une fonction hydroxyle sur un noyau phénol, elles protègent les plantes de l'infestation par certains parasites : ex : les huiles essentielles (interaction compétitive). Exemple d’expérience pour montrer le rôle antifongique des huiles essentielles : Gélose avec levures Huile essentielle Auréole de levures absentes Eau Quelques jours plus tard Autre exemple : Certaines feuilles fabriquent des tanins , véritables poisons pour les herbivores.

(ex :le laurier rose) Autre expérience : floculation de l’amylase quand on ajoute des tanins (des feuilles de thé) dans le tube. • III) Les produits de la photosynthèse peuvent également servir à la fabrication d’anthocyanes et de tanins. Ces molécules assurent les interactions mutualistes (pollinisation…) ou compétitives (poison…) avec d’autres espèces. Reproduction de la plante Les plantes ont 2 modalités de reproduction : sexuée et asexuée 1) La reproduction sexuée a) La rencontre des gamètes La dissection d’une fleur montre que cette dernière contient 4 parties.

De l’extérieur vers l’intérieur de la fleur on trouve : - les sépales : protection des parties reproductrices plus externes Les sépales n’interviennent pas directement dans la reproduction sexuée de la plante. - les pétales : colorés (le plus souvent).

Ils protègent et attirent par leur couleur et leur forme les insectes (coévolution). - Les étamines : correspondant aux organes reproducteurs mâles de la fleur.

Les étamines produisent le pollen qui contient les cellules reproductrices mâles.

Le pollen est petit et léger quand il est transporté par le vent.

Il est collant et ornementé quand il est transporté par les animaux. - Les carpelles : correspondant aux organes reproducteurs femelles de la fleur.

L’ovaire correspondant à la base du carpelle, contient l’ovule qui lui contient une cellule reproductrice femelle. La reproduction sexuée est assurée chez les angiospermes par la fleur où se trouvent les gamètes femelles, au sein du pistil, et les grains de pollen portés par les étamines, vecteurs des gamètes mâles. Afin d’éviter l’autofécondation, et donc les inconvénients de la consanguinité, les plantes possèdent diverses adaptations : Certaines plantes portent des fleurs hermaphrodites (avec parties mâles et femelles sur la même fleur), mais chez d’autres espèces il y a des fleurs mâles (sans carpelles) et des fleurs femelles (sans étamines).

Pour les plantes à fleurs unisexuées, les fleurs mâles et femelles peuvent être présentes sur le même individu (plantes monoïques) ou sur deux plantes différentes.... »