Biologie végétale - Spé SVT Tle

Légende alternative :

en matière minérale aux lieux de synthèse et de stockage Croissance et différenciation : Croissance = augmentation du nombre de cellules = multiplication cellulaire + allongement cellulaire Différenciation = acquisition nouvelles caractéristiques Ex: cellules du méristème apical de la tige → cellules différenciées des tissus de la tige ou des feuilles Méristème apical (à la pointe) de la tige → structures répétitives phytomères = bourgeon axillaire + feuille + fragment de tige → système caulinaire - contrôle de développement d'une plante : Coléoptiles de céréales = étui protecteur formé lors de la germination de la céréale, ont une croissance orientée vers la lumière = phototropisme Auxine = hormone produite dans l'apex du coléoptile des céréales impliquée dans la croissance de la plante Expériences : lumière anisotrope → croissance du côté opposé à la lumière → croissance orientée vers la lumière =phototropisme Lumière isotrope : croissance verti La plante, productrice de matière organique Autotrophie organismes chlorophylliens permise par réalisation photosynthèse = synthèse molécules organiques en présence de lumière Présence organites particuliers : chloroplastes, permet expliquer cette spécificité Phase claire I) Photosynthèse → NRJ lumineuse absorbée par pigments chlorophylliens dans chloroplastes situés dans thylakoïdes, convertie en NRJ chimique sous frome ATP, coenzymes réduits RH2 sont également produits Photolyse de l'eau : H₂O → électrons + O₂ H₂O + ADP + Pi + R → O₂ + ATP + RH₂ Phase sombre : du CO₂ à MO → Ne nécessite pas de lumière → Utilise coenzymes réduits RH₂ et ATP produits lors phase claire → Permet réduction CO2 en MO (glucose + autres sucres solubles) CO₂ + ATP + RH₂ → C6H1206+ nADP + nPi II) Produits de la photosynthèse Différentes fonctions : - croissance et port de la plante - stockage MO sous formes de réserves - interactions mutualistes et compétitives avec autres êtres vivants - Croissance de la plante Produits Lignine Hémicellulose Pectines Cellulose Localisation organisme Vaisseaux conducteurs du xylème Paroi cellulaire Paroi cellulaire Paroi cellulaire Localisation cellulaire Duramen des arbres Toutes cellules de l'organisme Toutes cellules de l'organisme Fonction Protection mécanique et chimique Port dressé Assurer croissance du végétal: épaississement, rigidification paroi cellulaire Protection mécanique + contre autres animaux (peu digestive) Constitution de réserves → Fonction attraction et récompense pour autres animaux (ex chair cerise) → Utilisées pour passer hiver et permettre germination l'année suivante (ex multiplication asexuée) → Accumulées dans la graine → contribuent dissémination des graines Interactions avec autres espèces → Fonction protection contres prédateurs (ex tanins) → Fonction attraction des pollinisateurs (ex anthocyanes) Reproduction de la plante : entre vie fixée et mobilité I) Reproduction asexuée : une stratégie pour occuper l'espace → RA (= multiplication végétative) = modalité de reproduction végétaux qui repose sur la totipotence des cellules végétales (= capacité des cellules végétales à se différencier (par exemple des cellules de tige deviennent des cellules méristématiques lors d'un bouturage). → 3 modalités naturelles de reproduction asexuée : exemple de la pomme de la terre via organe spécialisé : tubercule (= morceau de tige souterraine) qui assure production de nouveaux individus sans fécondation par bouturage (= technique utilisant la capacité d'une plante à reformer un individu à partir d'une partie de tige, de feuille ou de racine) - - par marcottage (= technique consistant à enterrer la partie aérienne d'un végétal afin qu'elle développe ses propres racines) → Ou alors en labo par micropropagation in vitro : chaque petit fragment de la plante mère mis dans un milieu nutritif donne un cal (= amas de cellules indifférenciées) à partir duquel une plante fille peut se développer II) Reproduction sexuée des angiospermes - fleur, structure spécialisée assurant la reproduction sexuée : → Fleur contient gamètes femelles (ovules) au sein du pistil et les grains de pollen, vecteurs des gamètes males, sont portés par les étamines → hermaphrodite (peut se reproduire seule) → Chez certaines fleurs : autofécondation possible voire obligatoire disparition diversité génétique Déroulé autofécondation : grains de pollen d'une fleur de la même espèce déposés sur le stigmate du pistil reçoivent un afflux d'eau dû à la solution sucrée produite par le pistil et se mettent à germer en émettant chacun un long tube : tube pollinique. Ce dernier se développe dans les tissus du style et amène un noyau male jusqu'à un ovule situé dans l'ovaire. Chez d'autres autofécondation est rendue impossible grâce à des mécanismes d'incompatibilité Ex TP: fleur de primevère de type 2 avec étamines situés en dessous du stigmate) Allèles d'incompatibilité S1 S2 etc. → Fécondation croisée/ allofécondation qui implique une mobilité des grains de pollen d'une plante à l'autre. - transport du pollen - Par les animaux : plantes entomogames →Collaboration plante/ pollinisateur : en butinant fleur, insecte permet une pollinisation plus efficace de celle-ci qui lui fournit des substances nutritives (nectar) Ex: abeille dont pattes possèdent un peigne pour récupérer le pollen des corbeilles pour le transporter en petites pelotes. - couleurs vives du coquelicot - rafflésie forets sud-est asiatiques qui attire mouches avec sa forte odeur de viande pourrie - linaire : bourdon perce l'éperon nectarifère → service pollinisation non rendu → Coévolution : organisation fleur a évolué conjointement et progressivement avec organes de l'insecte - par le vent Ex: noisetier - formation et dispersion des graines et fruits A issue fécondation : - fleur qui porte ovules → fruit qui renferme graines → Leur dispersion = étape mobilité dans reproduction de la plante qui repose sur mutualisme plante/ animal disséminateur et sur agents physiques (eau, vent) Modes dissémination Exemples Eau = hydrochorie - Vent = anémochorie Animaux = zoochorie - - tube digestif - surface du corps - cache, réserves Plante elle-même = autochorie fruits en bois : lotus, nénuphar, noix de coco dont fruits légers Pissenlit, clématite (voir schémas) - fruits charnus et sucrés : tomate, cerise, pommes du loup - bardane avec vache noisettes, noix mode dissémination balistique : éjection graine hors du fruit sous pression Ex: fleur de violette -plantes myrmecophiles : hébergent fourmis - germination graine et formation d'un nouvel individu → Graine est en état de dormance (= état d'une graine ne pouvant germer si les conditions environnementales ne sont pas réunies) → Conditions nécessaires à la germination : hydratation importante, luminosité, (exposition au froid) → Embryon secrète de la gibbérelline (= phytohormone comme auxine) → changements biochimiques → utiliser réserves contenues dans cotylédons pour se développer 1) Domestication des plantes Domestication A) de la plante sauvage à la plante cultivée : - Syndrome de domestication = ensemble caractères qui 1 plante cultivée domestiquée de son plus proche parent sauvage → Long processus, plantes deviennent dépendantes de l'Homme Ex: téosinte/ mais - croisement par polyploidisation = addition du nombre de chromosomes - Homme en choisissant et en croisant de manière répétée des individus montrant caractères génétiques favorables à mise en culture, récolte, valorisation en nourriture a donc opéré 1 forme de sélection empirique (= par l'expérience) ou artificielle # sélection naturelle → Apparition d'espèces de plantes dites cultivées Ex: engrain sauvage/ engrain cultivé Cultivé intéressant pour l'alimentation, faible teneur en gluten, résistance fortes aux maladies infectieuses MAIS reproduction naturelle impossible ! → Pratiques culturales (= production graines) constituent un enjeu majeur pour nourrir humanité B) Sélection empirique à sélection programmée : - diversité biologique des plantes cultivées actuelles : - diversité génétique plantes sauvages = richesse car réservoir caractéristiques potentiellement utiles pour mettre au point de nouvelles variétés → lutter contre nouvelles maladies ou améliorer variété existantes → Diversité variétale au sein d'une espèce Ex: tomates doryphores, bananes maladie de Panama souche TR1 TR4 → Espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité) qui résulte de mutations de gènes particuliers - techniques modernes d'amélioration des plantes : → Sélection empirique ou programmée exercée par l'Homme sur plantes cultivées au cours de siècles a retenu ‡ caractéristiques de celles qui étaient favorables à leur ancêtre sauvage. Aujourd'hui de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales PGM (plante génétiquement modifiée)/ OGM (organisme génétiquement modifiée) Le résultat de cette sélection est visible sous la forme d'une diversité biologique = diversité variétale particulière C) Production de semences commerciales → Production de semences commerciales spécialisé pour maintenir des sélectionnées au fil des générations. = activité caractéristiques II) Conséquences de la domestication → Etudes des génomes montrent appauvrissement global diversité allélique lors domestication, perte certaines caractéristiques plantes sauvages (défense chimique, capacités dissémination), extension culture → favoriser développement maladies infectieuses végétales. Ces fragilités doivent être compensées par pratiques culturales spécifiques. Exploitation ressources génétiques (historique/ sauvage si existence) permet envisager nouvelles méthodes culture (réduction usage intrants (= apportés par Homme : produits phytosanitaires (eau, engrais), herbicides, pesticides, fongicides)