morphoVG cours

Enseignement Obligatoire de 1
ère
S - Dossier 3 : la morphogenèse végétale et l’établissement du phénotype-
1
Ac. Poitiers
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1
ère
S
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Enseignement
Enseignement Enseignement
Enseignement
général
généralgénéral
général
L’établissement du phénotype
macroscopique morphologique
d’un végétal nécessite l’action
conjuguée du génotype (avec
l’expression des gènes propre à
l’espèce) et de l’environnement
(avec l’influence des facteurs
abiotiques et biotiques du
milieu).
La morphogenèse végétale
et l’établissement du phénotype
DOSSIER 3 - Sommaire :
Sommaire :Sommaire :
Sommaire :
I/ La diversité morphologique des végétaux
Les individus d’une même espèce végétale montrent des caractéristiques communes déterminées par leur gènes.
Au sein d’une même espèce l’environnement génère des morphotypes variables. Des réponses morphologiques
semblables peuvent être obtenues avec des végétaux d’espèces différentes placées dans un même environnement.
II/ La morphogenèse associe la division, la croissance puis la différenciation cellulaires aux niveaux de
territoires spécialisés, les méristèmes
La mise en place de la morphologie des plantes ou morphogenèse nécessite la mise en jeu de 3 zones : une
zone de division cellulaire, une zone d’élongation cellulaire et enfin une zone de différenciation cellulaire. Les
méristèmes sont les zones de divisions cellulaires actives. A proximité immédiate de ces zones mitotiques une
zone d’allongement cellulaire où se concentre l’auxine. L’auxine est une phytohormone à double action : à
court terme sur la plasticité pariétale et à plus long terme sur l’expression de gènes impliqués dans la synthèse
des composants de la paroi. La pression de turgescence associée à la plasticité pariétale permettent
l’élongation des cellules. Enfin, une troisième zone, de différenciation, permet la formation des différents
organes nécessaires à la mise en place du phénotype morphologique. Cette organogenèse est sous la
dépendance de concentrations relatives de différentes hormones végétales.
III/ Le développement du végétal est influencé par la répartition des hormones en interaction avec les
facteurs de l’environnement
Le phénotype morphologique des plantes, c’est-à-dire le port (en flèche ou en boule) et le nombre de tiges, de
rameaux, de feuilles, le développement du système racinaire, est directement influencé par la répartition des
hormones au sein du végétal. L’environnement exerce également une influence sur l’établissement du
phénotype morphologique via ses deux composantes : les facteurs abiotiques (vent, lumière…) et biotiques
(action de l’Homme, concurrence…). Samuel Remérand 2005

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Le phénotype morphologique d’un végétal est le résultat des interactions entre l’expression du génotype
et son environnement. Quelle est la part des gènes et celle de l’environnement dans l’établissement du phénotype
morphologique végétal ?
I/ La diversité morphologique des végétaux
 Malgré la variabilité individuelle, les individus d’une même espèce végétale montrent des
caractéristiques communes déterminées par leur génotype (Doc. 1). La morphologie d’un végétal dépend
donc en partie de ses gènes.
 Au sein d’une même espèce l’environnement génère des morphotypes variables (Doc. 2). En
effet, en fonction du milieu dans lequel elle se trouve une même espèce végétale peut présenter plusieurs
morphologies, phénotypes macroscopiques.
 Des réponses morphologiques semblables peuvent être obtenues avec des végétaux d’espèces
différentes placés dans un même environnement (Doc. 3). Ces convergences évolutives démontrent la
puissance de l’environnement dans l’établissement d’un phénotype macroscopique morphologique face au
génotype.
 La morphologie d’une plante résulte de la croissance et de la ramification de la tige et de la racine.
II/ La morphogenèse associe la division, la croissance et la différenciation cellulaires
aux niveaux de territoires spécialisés, les méristèmes
 La division, la croissance puis la différenciation cellulaires sont localisées dans les méristèmes
(Doc. 4), situés aux niveaux de la pointe racinaire (méristème racinaire), des bourgeons (méristèmes
axillaires) et de la pointe de la tige (méristème caulinaire).
 Au niveau des méristèmes on distingue donc 3 zones (Doc. 5) :
- une zone de division cellulaire : le méristème proprement dit où le nombre de cellule augmente par
mitoses
- une zone d’élongation cellulaire: les cellules y subissent plus une croissance en longueur qu’en
largeur
- une zone de différenciation cellulaire: les cellules jusqu’alors indifférenciées se spécialisent en
liaison avec leur fonction et deviennent des poils absorbants, des tiges, des feuilles…
 La mitose permet d’augmenter le nombre de cellules indifférenciées :
- une partie d’entre-elles resteront petites et indifférenciées et constitueront à leur tour des
méristèmes (racinaire, axillaire ou caulinaire)
- la majeure partie participera à la croissance (allongement notamment) et se différenciera en
racines, tiges et feuilles.
II-1 La zone de division cellulaire : la mitose est un processus commun aux cellules eucaryotes
 La mitose constitue le seul mécanisme capable de former de nouvelles cellules. C’est un
processus génétiquement codé et commun à toutes les cellules eucaryotes. Ce phénomène est fréquent
pendant le développement de la graine ( ou de l’œuf et de l’embryon chez les animaux ), puis lors de la croissance
du végétal ( ou du fœtus et du jeune chez les animaux ). Au stade adulte les mitoses se poursuivent pour remplacer
les cellules mortes, c’est le turn-over cellulaire ( plusieurs milliers par jour au niveau de la coiffe racinaire chez les
végétaux, 200 milliards de cellules sont remplacées par jour chez l’Homme ).
 Les cellules filles, génétiquement identiques, doivent posséder une copie de tous les gènes : elles
forment un clone. La mitose doit donc assurer :
- une copie conforme des gènes de la cellule mère,
- le partage des copies de manière équitable, sans perte d’informations, dans chaque des deux
cellules filles.

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Doc. 1 : Les individus d’une même espèce végétale montrent des caractéristiques communes
déterminées par leur génotype.
Doc. 3 : Des réponses morphologiques semblables peuvent être obtenues avec des végétaux d’espèces
différentes placés dans un même environnement.
Doc. 2 : Au sein d’une même espèce l’environnement génère des morphotypes variables.
Peupliers
Cèdre du Liban
Pins maritime, vivant dans les terres.
Pins maritime, en bord de mer.
Cactus adapté à la sécheresse (feuilles
épineuses). Bruyères et ajoncs adaptés à la sécheresse (feuilles en épines).

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Doc. 4 : La division et la croissance cellulaires sont localisées dans les méristèmes.
D’après SVT 1
ère
S,
Hatier, 2001, modifié
Remérand 2001.
D’après SVT 1
ère
S,
Hatier, 2001, modifié
Remérand 2001.
D’après SVT 1
ère
S,
Bordas, 2001, modifié
Remé
rand 2001.
Méristème apical
caulinaire,
bourgeon
terminal
Méristème
axillaire,
bourgeon
secondaire
Méristème apical
racinaire.

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Doc. 5 : Au niveau des méristèmes on distingue 3 zones : une zone de division cellulaire, une zone
d’élongation cellulaire et une zone de différenciation cellulaire.
D’après SVT 1
ère
S, Bordas, 2001, modifié Remérand 2001.
Photo. 1
:
zone de
division
cellulaire
Photo. 2
: zone d’élongation cellulaire
Photo. 3
: zone de dif
férenciation cellulaire