les feuilles usines a gaz 2

CONNAITRE LA
PLANTE ET SON
MILIEU DE VIE
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A. BIOLOGIE DES PLANTES
A1 Qu’est ce qu’une plante ?
A2 Les organes de la plante
A3 Les organes souterrains
A4 Les feuilles, usines à gaz
A5 Comment les plantes grandissent ?
A6 Comment les plantes se reproduisent ?
A7 Comment les plantes se défendent-t-elles ?
A8 Les adaptations des plantes à leur environnement
Les différentes illustrations, photos et documents insérés dans ce cours sont extraits d’ouvrages, documents
et sites internets dont les références sont précisées en page 47.
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A4 Les feuilles, usine à gaz
A40 Morphologie et anatomie de la feuille
A41 La photosynthèse
A42 La respiration
A43 La sève élaborée
A44 La transpiration
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A4 Les feuilles, usine à gaz
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A40 Morphologie et anatomie
de la feuille
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QU’EST CE QU’UNE FEUILLE ?
(1)FEUILLE n. f. XIIe siècle, fueille, foille. Issu du pluriel du latin folium, « feuille d'arbre ».
I. BOT. 1. Organe végétal, généralement mince et plat, naissant d'un bourgeon à l'extrémité ou sur le côté
d'une tige, et présentant, selon les espèces, une grande variété de formes.
Feuille crènelée, dentelée, lobée. Le limbe, les nervures, le pétiole d'une feuille. Feuille simple, dont le limbe est
fait d'une seule pièce. Feuille composée, formée de plusieurs folioles attachées à un pétiole commun. Les
feuilles du marronnier sont composées, celles du chêne sont simples. Feuilles opposées, feuilles alternes. Feuilles
conjuguées. Des arbres à feuilles persistantes, à feuilles caduques. La chute des feuilles. Un feu de feuilles
sèches. Des feuilles mortes. Couleur feuille-morte, voir Feuille-morte. Une feuille de tabac, de salade. Une
infusion, une décoction de feuilles de menthe. SYLVIC. Bois de deux feuilles, de trois feuilles, bois de deux ans,
de trois ans. Expr. Trembler comme la feuille (vieilli), comme une feuille, trembler violemment de peur, de froid,
etc. Il s'en ira avec les feuilles (vieilli), il ne semble pas pouvoir survivre au prochain automne. Fam. Avoir les
oreilles en feuilles de chou, larges et très décollées. Titre célèbre : Les Feuilles d'automne, recueil de poèmes
de Victor Hugo (1831).
2. Se dit des folioles ou des bractées de certaines plantes. Un trèfle à quatre feuilles. Les feuilles d'un artichaut.
Abusivt. Pétale. Une feuille de rose.
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Ref 1 Dictionnaire de l’Académie Française
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QU’EST CE QU’UNE FEUILLE ?
La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs.
Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds. À l'aisselle de la feuille se trouve un bourgeon
axillaire.
C'est aussi le siège de la respiration et de la transpiration. Les feuilles peuvent se spécialiser, notamment pour
stocker des éléments nutritifs et de l'eau.
Pour accomplir son rôle, une feuille est généralement formée d'une lame plate et fine, le limbe, qui lui
permet d'exposer à la lumière un maximum de surface. Mais il existe aussi des feuilles transformées, pour
lesquelles le limbe est très réduit (elles sont transformées en vrilles, écailles sur les bourgeons, épines,....) 1.
Ref 2 Wikipedia
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QU’EST CE QU’UNE FEUILLE ?
Définition (Larousse 1984) : “Organe végétal chlorophyllien fixé le
long d’une tige ou d’un rameau, et dont la partie plate et large,
appelée Limbe, contient de nombreux vaisseaux, groupés en
nervures.”
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QU’EST CE QU’UNE FEUILLE ? : Ce qu’il faut retenir
! La feuille est un organe
spécialisé, fondamental ches végétaux supérieurs, qui prend
généralement la forme d’une lame plate et fine, le LIMBE
! La feuille naît d’un BOURGEON et s’insère, à l’extrémité ou sur les côtés d’une TIGE
! La feuille est un capteur d’énergie lumineuse et un laboratoire de synthèse, siège de la
transformation de la sève brute
! Ainsi ont lieu dans la feuille les processus métaboliques indispensables à la vie des
plantes :
- La PHOTOSYNTHESE
- La RESPIRATION
- La TRANSPIRATION
! La feuille prend une grande variété de forme, de taille, de teinte, de texture et
d’ornementation
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Le bourgeon est à l’origine de la feuille
! Le bourgeon est l’organe de survie des tissus de croissance
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Le bourgeon est à l’origine de la feuille
Ref 3
Donc le bourgeon contient :
- un embryon de tige
- les futures feuilles
- éventuellement des fleurs
Protégés par des écailles et un duvet
Il peut être :
-Bourgeon végétatif
-Bourgeon floral
-Bourgeon mixte (contenant feuilles
et fleurs)
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MORPHOLOGIE DE LA FEUILLE
LIMBE
La feuille est attachée à la
tige par le
PETIOLE
A la base de la feuille
se trouve un
BOURGEON AXILAIRE
La feuille
s’insère sur la tige au
niveau d’un
NOEUD
La feuille s’insère
sur la TIGE
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MORPHOLOGIE DE LA FEUILLE : LE PETIOLE
PETIOLE
• Le PETIOLE (du latin pétiolus : petit pied) relie le limbe à la tige, il est plus ou moins large,
cylindrique, en gouttière, rond ou plat
• Le pétiole contient les vaisseaux conducteurs de sève
•
Le pétiole peut être élargi, jusqu’à remplacer la feuille dans son fonction, on parle
alors de phyllode
elle est dite SESSILE
• Lorsqu’une feuille ne possède pas de pétiole,
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MORPHOLOGIE DE LA FEUILLE
LIMBE
• Le LIMBE d'une feuille désigne la partie de cet organe situé à la suite du pétiole.
• Il est en général très étalé, et comporte de nombreuses cellules photosynthétiques, car
c'est un organe particulièrement adapté à la capture de l'énergie lumineuse.
•
Le limbe est parcouru nervures qui constituent le système conducteur des sèves et la
charpente de la feuille
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MORPHOLOGIE DE LA FEUILLE
NERVURES
LIMBE
• Le limbe est parcouru de nervures qui constituent le système conducteur des sèves et
la charpente de la feuille
• Le pétiole et la nervure centrale constituent le rachis de la feuille
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ANATOMIE DE LA FEUILLE
•
En interne, la feuille contient tous les tissus et éléments nécessaires aux fonctions
métaboliques : photosynthèse, respiration, transpiration.
•
On distingue plusieurs types de tissus, qui selon leur position dans la feuille, assurent des
fonctions spécifiques.
!
Tissus de revêtement sur la face supérieure inférieure : captent les rayons du soleil,
protège la feuille des parasites et de l’environnement, évacue la vapeur d’eau de la
transpiration
!
Tissus médians : composent la partie interne de la feuille et assurent son soutien,
assurent la photosynthèse, stockent les produits du métabolisme, assurent le transport des
sèves
! Tissus de revêtement
sur la face inférieure : permettent les échanges avec l’extérieur en
captant le CO2 et l’O2, émettent des substances chimiques de protection
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ANATOMIE INTERNE DE LA FEUILLE
Xylème : transport de la sève brute
NERVURES
Phloème : transport de la sève élaborée
EPIDERME
CUTICULE
PARENCHYME
PALISSADIQUE
PARENCHYME
LACUNEUX
CUTICULE
EPIDERME
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STOMATES
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CUTICULE
Reçoit les rayonnements solaires
Emet de la vapeur d’eau
Barrière physique et biochimique contre les
parasites
PARENCHYME
PALISSADIQUE
Contient les chloroplastes,
Assure la photosynthèse
PARENCHYME
LACUNEUX
Stocke les produits de la photosynthèse
NERVURES
EPIDERME
Assure le transport des sèves et le soutien du limbe
Rôle de protection
Epiderme inférieur : ponctué de stomates, qui
assurent les échanges avec l’atmosphère
Emission de substances chimiques
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COMPOSITION CHIMIQUE DE LA FEUILLE
La feuille est principalement composée de 3 molécules :
- la pectine
- la cellulose
- la lignine.
Ces composants sont de grandes molécules chimiques « emprisonnant » de
nombreux éléments minéraux tels que calcium, potassium, sodium,
magnésium, soufre, phosphore.
Les feuilles contiennent également de la chlorophylle (pigment vert), des nutriments
(glucides, lipides, protides) des vitamines, des acides aminés, des composés aromatiques
complexes.
Ces éléments donnent à la feuille des propriétés qui lui permettent de se protéger contre
les parasites et maladies.
Lors de la décomposition des feuilles en humus, ces éléments minéraux sont relâchés dans
le sol et contribuent à son amélioration.
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A41 La photosynthèse
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‣Qu’est ce que la photosynthèse ?
La photosynthèse (grec !"# ph$s, lumière et %&'()%*# s!nthesis, composition) est un
processus bioénergétique fondamental qui permet aux plantes de synthétiser dans la feuille
de la matière organique en exploitant la lumière du soleil.
La photosynthèse est l´un des plus anciens processus biogéochimiques de la terre. C'est
aussi le plus important.
Elle fournit la quasi totalité de la matière organique et de l'énergie nécessaires à l’existence
des écosystèmes de la planète.
Toutes les plantes terrestres et toutes les algues ainsi que certaines bactéries se servent de la
photosynthèse.
‣ Objectif pour la PLANTE :
Produire en autonomie les éléments nécessaires :
- à sa croissance,
- à sa reproduction,
- à sa survie
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‣ Où se déroule ce processus?
‣ Il a lieu principalement dans les feuilles
‣ La photosynthèse se déroule dans le parenchyme palissadique, dans la cellule végétale,
au coeur des chloroplastes, (voir chapitre A13, diapo 12),
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Ref 8
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‣ Comment ça marche ?
!
Au cours de la photosynthèse, les feuilles
captent la lumière du soleil,
Oxygène
!
Tandis que de l’eau et des sels minéraux sont
acheminés dans les feuilles sous forme de sève brute
!
Et que du gaz carbonique est absorbé dans
l’air
!L’eau
et le gaz carbonique sont “transformés”
grâce à l’énergie du soleil en glucose et en
différentes substances organiques
Gaz
carbonique
! Une grande quantité d’oxygène est également
produite et rejeté dans l’atmosphère
!
Le glucose sera ensuite acheminé et utilisé
dans toute la plante pour différentes fonctions
Gaz
carbonique
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Sève brute
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‣Le mécanisme en images
Ref 8
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‣ En RESUME :
AIR
SOL
PLANTE
SORTIE
ENTREE
SEVE BRUTE
GLUCIDES
NUTRIMENTS
SEVE ELABOREE
EAU
SELS
MINERAUX
SUBSTANCES
CHIMIQUES
GAZ
CARBONIQUE
EAU
OXYGENE
“DECHETS”
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BILAN CHIMIQUE DE LA PHOTOSYNTHESE
EAU
(6 H₂0)
GLUCIDES
(C₆H₁₂0₆)
+
GAZ
CARBONIQUE
(6 CO₂)
+
OXYGENE
(6 0₂)
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‣ Que deviennent les produits de la photosynthèse ?
La plante, lors de la photosynthèse produit du Glucose qui sera synthétisée par la suite dans
les différentes organites des cellules pour :
Assurer la croissance annuelle
Fabriquer des hormones
Fabriquer des substances de protection : les métabolites secondaires
Etre mis en réserve
Production par les feuilles de Matière Organique :
- Chez le Hêtre = 0,1 à 0,12 mg par cm2 de surface foliaire et par heure d’éclairement
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A42 La respiration
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‣Qu’est ce que la respiration végétale ?
✓La respiration végétale est le processus de respiration qui a lieu dans une plante.
✓Elle se traduit par des échanges gazeux
✓ Elle a lieu dans les cellules des feuilles, au niveau des MITOCHONDRIES (voir chapitre A13, diapo
14)
✓Il existe 2 types de respiration :
1. la respiration permanente assurée par la chaîne respiratoire située dans la membrane
des mitochondries, qui se déroule de jour comme de nuit
2. la photorespiration qui se déroule uniquement en présence de lumière, est intimement
liée à la photosynthèse.
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! Le processus de respiration se traduit par :
- une consommation d’OXYGENE
- un rejet de GAZ CARBONIQUE.
ENTREE
SORTIE
GAZ
CARBONIQUE
OXYGENE
AIR
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‣ Intérêts de la photorespiration
‣ La photorespiration intervient dans la fabrication de l’énergie - appelée ATP - nécessaire à
la synthèse de nombreuses molécules organiques, en captant l’OXYGENE de l’air et se utilise
le glucose produit lors de la photosynthèse.
‣ Cette énergie ATP est ensuite utilisée dans les différentes organites de la cellule.
•Pour synthétiser les sels minéraux captés par les racines
•Et les transformer en diverses molécules organiques : celllulose, hormones
végétales
(auxines...), enzymes, lignine, lipides, tanins, résines...
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A43 La sève élaborée
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‣ De quoi la plante a-t-elle besoin pour fabriquer de la sève élaborée ?
! De Sève brute : surtout de l’EAU, absorbée dans le sol par les racines
! Des Photons de lumière, émis par le soleil
! De Gaz carbonique (CO2) absorbé dans l’atmosphère
! De quelques molécules de
Glucose
Ref 8
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‣ Quels sont les produits issus de la photosynthèse ?
• Sont issus de la transformation de la sève brute lors de la Photosynthèse dans les feuilles
• Contient des éléments organiques synthétisés, à partir du GLUCOSE produit à l’issue de la
photosynthèse et de la respiration cellulaire, et des sels minéraux absorbés
- du Sucre sous différentes formes (glucose, saccharose, fructose, amidon)
- de la cellulose
- des protides de constitutions
- des nutriments de réserves
- des hormones végétales
- des substances chimiques de défense et de protection
- quelques substances minérales
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Etat des substances organiques contenus dans la sève élaborée
Le Glucose subit plusieurs synthèses successives :
• En substances organiques
‣ En Saccharose
‣ En Amidon
‣ En Cellulose
‣ En Lignine
• En substances chimiques
‣ En alcools
‣ En acide organiques
‣ En protéines
Les sels minéraux associés à la synthèse du glucose sont transformés :
‣ En nitrates
‣ En Ammoniac
‣ En acides aminés
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Ref 10
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Les métabolites secondaires
Utilisées par la plante pour lutter
contre les attaques parasitaires et
les ravageurs
Ce sont :
- des Terpènes (produits par les conifères)
- des Phénols (antioxydants utilisés lors de la
compartimentation)
- des Esters (produits par les plantes
aromatiques)
- des Oxydes
- des Cétones
- des Aldéides
Ref 12
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333 Description des sèves qui circulent dans le tronc
Les hormones
Utilisées par la plante pour effectuer ces processus de croissance, d’allongement, de
floraison
Ref 5
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‣
Circule depuis les feuilles,
dans toute la plante vers les
organes
appelés organes
puits : les organes en
croissance, les organes de
réserves, les racines
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A44 La transpiration
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b Processus de la TRANSPIRATION
La transpiration foliaire est un processus indissociable de la photosynthèse qui permet
d’approvisionner les chloroplastes en eau.
‣ Rôles de la transpiration :
• Acheminer l’eau et les nutriments jusqu’aux feuilles
• Réguler les flux de sève en fonction des besoins des plantes et des conditions de
climat
• Limiter l’échauffement des feuilles
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‣ Où a lieu de la transpiration ?
• La transpiration a lieu dans les feuilles au niveau des STOMATES
• Les STOMATES sont placés sur la face inférieure des feuilles, ce sont des ouvertures
rétractables vers l’extérieur
Nombre de stomates au mm2 :
- Fagus sylvatica - Hêtre : 200
- Tilia platiphyllos - Tilleul : 300
- Hedera helix - Lierre : 300
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• La transpiration et les échanges gazeux ont également lieu grâce aux lenticelles, qui
sont réparties sur l’écorce du tronc, des branches et rameaux de nombreux arbres
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‣ Les stomates permettent :
• Les échanges gazeux entres les
cellules de la feuille et l’atmosphère
• L’évaporation de l’eau en excès
Texte
Les stomates se ferment sous l’effet des contraintes climatiques (sécheresse, vent) pour
éviter une perte en eau trop importante.
Un arbre transpire 99 % de l’eau qu’il absorbe :
- les stomates évaporent 90 % de l’eau
- la cuticule supérieure évapore 9 %,.
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L’évaporation se fait surtout par les stomates (90%)
! Si les stomates sont fermés
==> ! pertes d’eau MAIS manque de CO2 pour
la photosynthèse.
! Si les stomates sont ouverts
==> " pertes d’eau MAIS permet l’entrée de
CO2 dans la feuille et donc la
photosynthèse.
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Références et Bibliographie
(1) Dictionnaire de l’académie française
(2) Encyclopédie WIKIPEDIA
(3) Gilles Bourbonnais, CEGEP Ste Foy
(4) Connaître les arbres, B Fischesser, Bordas
(5) Introduction à la botanique, G Ducreux, Belin
(6) Jardin, création - entretien, JC Pamelard,
Mat éditions
(7) Les racines, C. Drénou, IDF
(8) Internet - non identifié
(9) Documents et sources personnels, support de cours,
photographies - GL
(10) Les bases de la production végétale, le SOL, D Soltner STA
(11) La forêt redécouverte, C Leroy - Belin
(12) Les soins naturels aux arbres, Eric Petitot - Edition de
Terran
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