TD n°2

Travaux dirigés
Les stomates et le contrôle du degrés d’ouverture stomatique.
Physiologie de la Nutrition Végétale (PNV) ‐ Semaine du 3 au 7 mars 2014 ‐ L. Zurletto ([email protected])
http://www.sophia.inra.fr/physiologie_vegetale_enseignement
Question 1
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Les
documents
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détailler
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des
stomates dans la plante. Pour chacun des documents, et à l’aide de vos connaissances,
analyser et interpréter les résultats obtenus.
=> Qu’est-ce qu’un stomate ? Ou se trouve-t-il dans la plante ? Dans quel(s) mécanisme(s)
intervient-il ? Existe-t-il des régulations du degrés d’ouverture des stomates? Si oui, lesquelles ?
• Tableau I : Nombre de stomates au mm2 sur la face supérieure (S) et inférieure
(I) de quelques feuilles.
• Figure 1 : Influence de l’ouverture des
stomates sur la transpiration des feuilles.
• Figure 2 : Mesure de la transpiration journalière.
A
B
C
• Figure 3 : Effet de la température sur le
degrés d’ouverture des stomates.
D
• Figure 4 : Ouverture journalière des stomates
(exprimée en % de l’ouverture maximale).
En utilisant les interprétations précédentes, retrouver les quatre cas, A, B, C et D, présentés
dans la figure 4. Justifier vos choix.
Comment expliquer la diminution de la transpiration de la courbe B ?
- journée d’été chaude et pluvieuse.
- journée d’automne froide et humide.
- journée d’été très sèche.
- journée d’été chaude et sèche.
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Question 2
Analyser et interpréter les documents 5 et 6 ci-dessous. Quel est le phénotype
stomatique du mutant étudié ?
Pour justifier votre réponse, détailler le mécanisme d’ouverture des stomates sous
forme d’un schéma.
• Figure 5 : Taux d’extrusion des H+ d’une fraction cellulaire
enrichie en stomates. Les cellules de garde de plants
sauvages (Ler) et de plants mutants perte de fonction ont
été gardées à l'obscurité et le pH moyen externe a été
continuellement enregistré pour calculer la vitesse
d’extrusion des H+.
mutant
mutant
• Figure 6 : Le potentiel de membrane des cellules de garde
a été mesuré en utilisant la technique ‘discontinuous singleelectrode voltage-clamp’ (dSEVC) chez le sauvage (Ler) et le
mutant perte de fonction.
A
Faible [CO2] (100 p.p.m.)
Sauvage
mutant
B
Ouverture stom
matique (µm)
Question 3
Analyser et interpréter les figures 7 à 10 ci-dessous. Quel est le phénotype stomatique du mutant
étudié ? Pour justifier votre réponse, détailler le mécanisme de fermeture des stomates sous
forme d’un schéma.
Faible [CO2] Faible [CO
]
(100 p.p.m.)
Fort [CO2]
(700 p.p.m.)
Sauvage
Forte [CO
Forte
[CO2]
(700 p.p.m.)
Transfert de faible à forte [CO2] (Substraction)
mutant
• Figure 7 : (A) Images thermiques de plants
d’Arabidopsis thaliana sauvage et mutant perte de
fonction soumis à une faible (100 partie par million,
p.p.m.) ou une forte (700 p.p.m.) concentration en
CO2 atmosphérique. (B) Degrés d’ouverture
stomatique en fonction de la concentration en CO2
atmosphérique.
2/3
ABA (10 µM)
Contrôle
Sauvage
Ouverturee stomatique (µm)
B
Ouverturee stomatique (µm)
A
Lumière
Sauvage
mutant
1h obscurité
3h obscurité
mutant
• Figure 8 : Degrés d’ouverture stomatique en fonction (A) d’un traitement à l’acide
abscissique (ABA, 10 µM) ; (B) des conditions d’éclairement : lumière (80 µmol. M-2. s-1 ) ou
bien obscurité.
Concentration (fmol par ccellule de garde)
C
Sauvage
mutant
• Figure 9 : Concentrations en ions mesurées
après éclairement des cellules de garde (80
µmol. m-2. s-1) pendant 1h.
Malate
A
Cl‐
B
K+
Na+
• Figure 10 : Localisation subcellulaire de la
protéine, dont le gène est touché par la
mutation perte de fonction, à l’aide d’une
protéine fluorescente (GFP pour ‘green
fluorescent protein’).
(A) Fusion protéine-GFP ; (B) GFP seule.
Pouvez vous émettre des hypothèses sur la fonction de cette protéine dans le mécanisme
de fermeture stomatique ? Justifier vos choix.
Quelles expériences proposez-vous pour valider vos hypothèses ?
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