Les feuilles assurent l`autotrophie de la plante chlorophyllienne

Les feuilles assurent l’autotrophie
de la plante chlorophyllienne
1
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Les feuilles assurent l’autotrophie
de la plante chlorophyllienne
✤
Origine : primordium foliaire (issu du méristème
axillaire)
✤
Limbe (plat, intérieur de la feuille)
✤
Pétiole (relie la feuille au noeud de la tige)
chez les dicot. et gaine enveloppante chez les
monocot. (mais le palmier en a...)
✤
Nervures : tissu conducteur des feuilles
✤
Feuilles simples / composées / bipénnées :
supportent le grand vent sans se déchirer
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1
Les feuilles assurent l’autotrophie
de la plante chlorophyllienne
✤
Origine : primordium foliaire (issu du méristème
axillaire)
✤
Limbe (plat, intérieur de la feuille)
✤
Pétiole (relie la feuille au noeud de la tige)
chez les dicot. et gaine enveloppante chez les
monocot. (mais le palmier en a...)
✤
Nervures : tissu conducteur des feuilles
✤
Feuilles simples / composées / bipénnées :
supportent le grand vent sans se déchirer
✤
Epiderme / épithélium : cuticule (limite
l’évapotranspiration et les agressions
mécaniques) ou trichomes (sécrétion d’huiles
aromatiques contre les agressions)
1
1
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
2
2
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
✤
Vrilles : permet à une plante de
s’accrocher à un support (pois)
2
2
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
✤
Vrilles : permet à une plante de
s’accrocher à un support (pois)
✤
Epines : photosynthèse de la tige, lutte
contre la dessiccation (cactus)
2
2
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
✤
Vrilles : permet à une plante de
s’accrocher à un support (pois)
✤
Epines : photosynthèse de la tige, lutte
contre la dessiccation (cactus)
✤
Feuilles de stockage : stockage d’eau
(plantes grasses, aloé)
2
2
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
✤
Vrilles : permet à une plante de
s’accrocher à un support (pois)
✤
Epines : photosynthèse de la tige, lutte
contre la dessiccation (cactus)
✤
Feuilles de stockage : stockage d’eau
(plantes grasses, aloé)
✤
Bractées : attraction des pollinisateurs,
feuilles colorées (poinsettia)
2
2
Certaines feuilles
ont d’autres rôle...
assez curieux !
http://www.svt.ac-versailles.fr/IMG/avi/kalanchoe.avi
✤
Vrilles : permet à une plante de
s’accrocher à un support (pois)
✤
Epines : photosynthèse de la tige, lutte
contre la dessiccation (cactus)
✤
Feuilles de stockage : stockage d’eau
(plantes grasses, aloé)
✤
Bractées : attraction des pollinisateurs,
feuilles colorées (poinsettia)
✤
Reproductives : plantules foliaires
pouvant s’enraciner (kalanchoe
montana)
2
2
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
3
3
La structure interne de la
feuille est entièrement dédiée
à son rôle
✤
Cuticule protectrice et épithéliums
✤
Stomates : échanges O2 et CO2, cellules
stomatiques, chambre sous-stomatique,
vaporisation de l’eau, ostiole
✤
Mésophylle (entre épiderme sup. et
l’épiderme inf.)
✤
parenchymes spécialisés dans la
photosynthèse
✤
lacunes
✤
vaisseaux conducteurs de sève :
nervures et ramifications,
✤
apports d’eau et de minéraux,
transport des matières organiques
issus de la photosynthèse
✤
squelette de la feuille : gaine
périfasciculaire
3
3
Etude d’une coupe
transversale d’une feuille
au microscope optique
4
4
Etude d’une coupe
transversale d’une feuille
au microscope optique
4
4
Etude d’une coupe
transversale d’une feuille
au microscope optique
Cuticule supérieure
Lutte contre la perte d’eau par évapotranspiration
Epiderme sup.
Parenchyme palissadique
Cellules chlorophylliennes acollées verticalement
Epithélium inf.
Cuticule inf.
Parenchyme lacuneux
Cellules chlorophylliennes délimitant de
grands espaces (chambres sous-stomatiques)
4
4
Etude d’une coupe
transversale d’une feuille
au microscope optique
Cylindre central : faisceaux de
vaisseaux conducteurs
Apport d’eau et d’ions (xylème), transport des produits de la
photosynthèse (phloème)
Cuticule supérieure
Lutte contre la perte d’eau par évapotranspiration
Epiderme sup.
Parenchyme palissadique
Cellules chlorophylliennes acollées verticalement
Epithélium inf.
Cuticule inf.
Parenchyme lacuneux
Cellules chlorophylliennes délimitant de
grands espaces (chambres sous-stomatiques)
4
4
Etude d’une coupe
transversale d’une feuille
au microscope optique
Mésophyle
Toutes les cellules et tissus compris entre l’épiderme
supérieur et l’épiderme inférieur
Cylindre central : faisceaux de
vaisseaux conducteurs
Apport d’eau et d’ions (xylème), transport des produits de la
photosynthèse (phloème)
Cuticule supérieure
Lutte contre la perte d’eau par évapotranspiration
Epiderme sup.
Parenchyme palissadique
Cellules chlorophylliennes acollées verticalement
Epithélium inf.
Cuticule inf.
Parenchyme lacuneux
Cellules chlorophylliennes délimitant de
grands espaces (chambres sous-stomatiques)
4
4
4
4
4
4
Les cellules parenchymateuses,
lieu de la photosynthèse
5
5
Les cellules parenchymateuses,
lieu de la photosynthèse
✤
Cellules parenchymateuses
✤
Paroi primaire mince et flexible,
grande vacuole au milieu du
protoplasme, réalisent la majeure
partie du métabolisme, emmagasinent
les molécules produites (amyloplastes,
chloroplastes, pulpe des fruits...).
✤
Parenchyme chlorophyllien ou
pallisadique : épiderme supérieur,
nombre important de cellules riches
en chloroplastes, verticales et serrées
✤
Parenchyme lacuneux : épiderme
inférieur, nombre de cellules limité,
grands espaces (chambres sousstomatiques) constituant l’atmosphère
interne des feuilles.
5
5
Les cellules parenchymateuses,
lieu de la photosynthèse
5
5
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
6
6
✤
Stomates
✤
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
Nombre : jusqu’à 20 000 par cm2 ! plus nombreux sur l’épiderme inf.
que sup.
6
6
✤
Stomates
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
✤
Nombre : jusqu’à 20 000 par cm2 ! plus nombreux sur l’épiderme inf.
que sup.
✤
Structure :
✤
Cellules de garde, stomatiques : turgescence (ouverture)/
plasmolyse (fermeture)
✤
Ostiole
✤
Chambre sous-stomatique
6
6
✤
Stomates
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
✤
Nombre : jusqu’à 20 000 par cm2 ! plus nombreux sur l’épiderme inf.
que sup.
✤
Structure :
✤
✤
Cellules de garde, stomatiques : turgescence (ouverture)/
plasmolyse (fermeture)
✤
Ostiole
✤
Chambre sous-stomatique
Inconvénient : augmentent grandement l’évapotranspiration
6
6
✤
Stomates
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
✤
Nombre : jusqu’à 20 000 par cm2 ! plus nombreux sur l’épiderme inf.
que sup.
✤
Structure :
✤
Cellules de garde, stomatiques : turgescence (ouverture)/
plasmolyse (fermeture)
✤
Ostiole
✤
Chambre sous-stomatique
✤
Inconvénient : augmentent grandement l’évapotranspiration
✤
Ouverture de l’ostiole si :
✤
Turgescence : suffisamment d’eau dans la vacuole, concentration
K+ importante pour entraîner le flux hydrique
✤
Manque de CO2 dans l’environnement (processus encore peu
compris)
✤
Rythme circadien (horloge interne)
6
6
✤
Stomates
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
✤
Nombre : jusqu’à 20 000 par cm2 ! plus nombreux sur l’épiderme inf.
que sup.
✤
Structure :
✤
Cellules de garde, stomatiques : turgescence (ouverture)/
plasmolyse (fermeture)
✤
Ostiole
✤
Chambre sous-stomatique
✤
Inconvénient : augmentent grandement l’évapotranspiration
✤
Ouverture de l’ostiole si :
✤
✤
Turgescence : suffisamment d’eau dans la vacuole, concentration
K+ importante pour entraîner le flux hydrique
✤
Manque de CO2 dans l’environnement (processus encore peu
compris)
✤
Rythme circadien (horloge interne)
Fermeture de l’ostiole si :
✤
Déshydratation
✤
Acide abscissique sécrété par les racines
6
6
Les stomates permettent les
échanges atmosphériques
6
6
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
7
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
7
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
7
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
7
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
7
La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
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La photosynthèse est l’ensemble des étapes
permettant la synthèse de matières organiques
7
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Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
dicot
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
dicot
monocot
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
Il existe trois types de circulation de matière, d’eau ou d’ions dans un
organisme végétal :
✤
La circulation vasculaire, par les canaux de xylème ou de
phloème (verticale, longues distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation de apoplasmique, extra-cellulaire (transport radial,
courtes distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation symplasmique, de cellule à cellule par les
plasmodesmes (transport radial, courtes distances, vitesse faible).
✤
Bien que la vacuole soit un organe de stockage d’eau, de
minéraux et de matières organiques, elle ne constitue par un
moyen de transport de matières. Le tonoplaste (membrane
vacuolaire) peut toutefois permettre des échanges polarisés
(membrane semi-perméable).
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
Il existe trois types de circulation de matière, d’eau ou d’ions dans un
organisme végétal :
✤
La circulation vasculaire, par les canaux de xylème ou de
phloème (verticale, longues distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation de apoplasmique, extra-cellulaire (transport radial,
courtes distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation symplasmique, de cellule à cellule par les
plasmodesmes (transport radial, courtes distances, vitesse faible).
✤
Bien que la vacuole soit un organe de stockage d’eau, de
minéraux et de matières organiques, elle ne constitue par un
moyen de transport de matières. Le tonoplaste (membrane
vacuolaire) peut toutefois permettre des échanges polarisés
(membrane semi-perméable).
8
8
Les vaisseaux conducteurs ne sont pas les
seuls à assurer la circulation de matières
✤
L’ensemble des tissus conducteurs est appelé STÈLE dans la racine
✤
✤
Angiospermes : racine - cylindre central, tige et feuilles faisceaux conducteurs
Il existe trois types de circulation de matière, d’eau ou d’ions dans un
organisme végétal :
✤
La circulation vasculaire, par les canaux de xylème ou de
phloème (verticale, longues distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation de apoplasmique, extra-cellulaire (transport radial,
courtes distances, vitesse importante) ;
✤
La circulation symplasmique, de cellule à cellule par les
plasmodesmes (transport radial, courtes distances, vitesse faible).
✤
Bien que la vacuole soit un organe de stockage d’eau, de
minéraux et de matières organiques, elle ne constitue par un
moyen de transport de matières. Le tonoplaste (membrane
vacuolaire) peut toutefois permettre des échanges polarisés
(membrane semi-perméable).
8
8
Comment la sève brute est-elle
transportée?
9
9
Comment la sève brute est-elle
transportée?
✤
Circulation de sève brute par les canaux de
xylème (unidirectionnel)
✤
Depuis les racines (sources) vers les zones
photosynthétiques (puits), parfois sur plus de
100m ! (les plus hauts séquoias)
✤
Trachéides et éléments de vaisseaux : cellules
allongées tubulaires, mortes à maturité
✤
Paroi secondaire rigide (lignifiée), intérieur
détruit : circulation verticale par diff. de press.
osmotique, résistance au poids d’eau
✤
Ponctuations (portions de paroi primaire)
entre les cellules : circulation horizontale
possible
9
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Comment la sève brute est-elle
transportée?
✤
Circulation de sève brute par les canaux de
xylème (unidirectionnel)
✤
Depuis les racines (sources) vers les zones
photosynthétiques (puits), parfois sur plus de
100m ! (les plus hauts séquoias)
✤
Trachéides et éléments de vaisseaux : cellules
allongées tubulaires, mortes à maturité
✤
Paroi secondaire rigide (lignifiée), intérieur
détruit : circulation verticale par diff. de press.
osmotique, résistance au poids d’eau
✤
Ponctuations (portions de paroi primaire)
entre les cellules : circulation horizontale
possible
9
9
Comment la sève brute est-elle
transportée?
✤
Circulation de sève brute par les canaux de
xylème (unidirectionnel)
✤
Depuis les racines (sources) vers les zones
photosynthétiques (puits), parfois sur plus de
100m ! (les plus hauts séquoias)
✤
Trachéides et éléments de vaisseaux : cellules
allongées tubulaires, mortes à maturité
✤
Paroi secondaire rigide (lignifiée), intérieur
détruit : circulation verticale par diff. de press.
osmotique, résistance au poids d’eau
✤
Ponctuations (portions de paroi primaire)
entre les cellules : circulation horizontale
possible
9
9
Comment la sève brute est-elle
transportée?
✤
Circulation de sève brute par les canaux de
xylème (unidirectionnel)
✤
Depuis les racines (sources) vers les zones
photosynthétiques (puits), parfois sur plus de
100m ! (les plus hauts séquoias)
✤
Trachéides et éléments de vaisseaux : cellules
allongées tubulaires, mortes à maturité
✤
Paroi secondaire rigide (lignifiée), intérieur
détruit : circulation verticale par diff. de press.
osmotique, résistance au poids d’eau
✤
Ponctuations (portions de paroi primaire)
entre les cellules : circulation horizontale
possible
9
9
Aspiration (évapotranspiration) et
poussée de sève brute
10
10
Aspiration (évapotranspiration) et
poussée de sève brute
✤
Différences de pression exercées par les puits sur les sources
au travers des vaisseaux
✤
Organes de stockage : absorption et stockage de matières
organiques
✤
Feuilles : évapotranspiration d’eau par les stomates
(pression exercée permettant une montée de sève brute
d’environ 10 m)
✤
Courant de masse (la seule diffusion serait trop lente,
efficace pour des distances <100 mm)
10
10
Aspiration (évapotranspiration) et
poussée de sève brute
✤
✤
Différences de pression exercées par les puits sur les sources
au travers des vaisseaux
✤
Organes de stockage : absorption et stockage de matières
organiques
✤
Feuilles : évapotranspiration d’eau par les stomates
(pression exercée permettant une montée de sève brute
d’environ 10 m)
✤
Courant de masse (la seule diffusion serait trop lente,
efficace pour des distances <100 mm)
Pression racinaire : permet une taille maximale de 130 m
✤
Accumulation de minéraux dans les cellules de
l’endoderme et rétention
✤
Eau entre dans les canaux de xylème par différence de
pression osmotique
✤
L’eau entrée dans les feuilles > eau évapotranspirée :
guttation (différent de la rosée)
10
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Y a-t-il une limite à la taille des
arbres?
11
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Y a-t-il une limite à la taille des
arbres?
✤
Transpiration - cohésion - tension : tout est dû au soleil !
✤
!feuille > !environnement (stomates) :
transpiration
✤
Molécules d’eau liées entre elles par liaison
hydrogène : cohésion, et liées aux parois
hydrophiles des cellules du xylème
✤
Diminution du diamètre d’un arbre le jour,
dilatation la nuit !
✤
Déplacement de molécules d’eau entraîne une
tension permettant l’ascension de sève brute des
racines aux feuilles
✤
Attention : Poids de la colonne d’eau > tension ->
CAVITATION (cas fréquent en hiver avec le gel de
la sève brute) -> rupture de la chaîne, arrêt de
circulation de la sève... taille max : 130m !
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La circulation des produits de la photosynthèse
est assurée par les vaisseaux de phloème
12
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La circulation des produits de la photosynthèse
est assurée par les vaisseaux de phloème
✤
Depuis les zones photosy nthétiques (sources) vers les
zones consommatrices (puits, organes cibles)
✤
Cellules constituant les vaisseaux vivantes à maturité :
éléments de tubes criblés
✤
Sans noyau, ni ribosome, ni vacuole centrale
✤
Cribles : parois poreuses qui joignent les deux bouts
d’une cellule criblée
✤
Cellules compagnes : aucun transport de sève mais
connectées aux cellules criblées par des
plasmodesmes, le noyau et les ribosomes sont à
disposition de la cellule criblée
✤
Permet le passage du saccharose produit dans le
parenchyme vers les tubes criblés (et de certaines
hormones, ions et d’eau)
✤
Circulation apoplasmique ou symplasmique
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Comment circule la sève élaborée?
13
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Comment circule la sève élaborée?
✤
Moteurs de la circulation dans les
canaux de phloème
✤
Courant de masse et gradient
de pression entre sources et
organes cibles
✤
Vitesse de 1m /h pour la sève
élaborée, alors que la sève
brute peut atteindre 75cm /
minute
13
13
Comment circule la sève élaborée?
✤
Moteurs de la circulation dans les
canaux de phloème
✤
Courant de masse et gradient
de pression entre sources et
organes cibles
✤
Vitesse de 1m /h pour la sève
élaborée, alors que la sève
brute peut atteindre 75cm /
minute
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