Dans les programmes - Maitres Snv Jussieu Fr

Préparation à l’Agrégation Interne Séances des 29 Novembre et 3 Décembre 2008
LA CROISSANCE DES VEGETAUX
Les mots clés :
Méristème, MAC, MAR, méristèmes primaire et secondaire, cambium, phellogène, paroi, auxine, apex,
mérèse, auxèse, différenciation, gravitropisme, phototropisme…
Dans les programmes
Programme de 1ère S
La morphogenèse végétale et l'établissement du phénotype (durée indicative : 5 semaines)
Le phénotype morphologique d'un individu est le résultat des interactions entre l'expression du génotype
et son contrôle par l'environnement. L'établissement de ce phénotype met en jeu un ensemble de
processus biologiques dont des gènes sont responsables (mitose, métabolisme cellulaire, action
d'hormones, mise en place des structures de l'organisme). Les gènes gouvernent à la fois les grands traits
de l'organisation et les détails de la structure, en permettant la synthèse de protéines spécifiques aux
diverses échelles qui constituent l'organisme (cellules, tissus, organes, plan d'organisation). L'expression
de ces gènes est soumise à des facteurs externes (abiotiques ou biotiques) dont la variabilité s'ajoutent à la
diversité allélique pour aboutir à une diversité phénotypique individuelle.
L'étude de la morphogenèse des végétaux permet d'aborder dans un cadre intégré ces différents
phénomènes qui contribuent à l'établissement du phénotype.
 La diversité morphologique des végétaux
La morphologie d'un végétal dépend en partie des caractéristiques génétiques de l'espèce. En fonction de
leur environnement, des individus d'une même espèce peuvent avoir une morphologie différente. Des
réponses morphologiques semblables peuvent être obtenues avec des végétaux d'espèces différentes
placés dans un même environnement
 La morphogenèse associe la division et la croissance cellulaire au niveau de territoires
spécialisés
La mitose est localisée dans les méristèmes.
Elle permet de produire :
- des cellules qui vont ensuite se différencier et participer à la croissance et à la structuration de
l'organisme (feuilles, tiges, racines) ;
- des cellules qui restent indifférenciées et qui vont à leur tour constituer des méristèmes (apical ou
axillaire).
 Dans la tige, la croissance cellulaire est contrôlée par une hormone : l'auxine
La paroi des cellules végétales en extension est essentiellement composée de polysaccharides, dont la
cellulose et les hémicelluloses.
La pression de turgescence cellulaire et la plasticité pariétale permettent la croissance cellulaire.
L'auxine, facteur de croissance ou hormone végétale, contrôle la croissance cellulaire.
Elle est synthétisée par l'apex des tiges. Elle possède une double action :
- une action à court terme sur la plasticité pariétale ;
- une action à plus long terme sur l'expression de gènes qui participent aux divers événements du
métabolisme nécessaires à la croissance.
 Le développement du végétal est influencé par la répartition des hormones en interaction
avec les facteurs de l'environnement
La répartition inégale de l'auxine dans les tissus, conséquence d'un éclairement anisotrope, permet une
croissance orientée. Les ramifications naturelles ou provoquées sont sous la dépendance d'un changement
de répartition des hormones dans le végétal qui conduit à un changement de morphologie.

La totipotence des cellules végétales permet le clonage.
Les proportions des différentes hormones (rapport des concentrations d'auxine et de cytokinine)
contrôlent l'organogénèse (tige, racines).
Programme des Classes Préparatoires BCPST
3.2 Le développement post-embryonnaire des Angiospermes : de la jeune plante à la
plante différenciée
L'étude est limitée aux Angiospermes. On s'intéresse à la croissance et à la différenciation de la jeune
plante issue de la germination. L'étude de la mise en place des structures végétatives de la tige feuillée et
de la racine est conduite en relation avec les travaux pratiques correspondants. Il s'agit de présenter les
mécanismes qui accompagnent croissance et développement chez les Angiospermes : mérèse, auxèse,
différenciation.
- Organisation et fonctionnement des apex racinaire et caulinaire.
Les caractères cytologiques des cellules méristématiques sont présentés mais le contrôle hormonal du
fonctionnement des méristèmes est exclu. On présente les approches génétiques relatives au
fonctionnement du méristème apical caulinaire (cas d'Arabidopsis thaliana). On souligne la mise en place
de méristèmes latéraux, mais les types de ramification et leurs conséquences sur le port du végétal sont
hors programme. Le phénomène de dominance apicale n'est que mentionné.
- Grandissement cellulaire et histogenèse.
Il s'agit ici de préciser les processus cytologiques et physiologiques du grandissement cellulaire et de la
différenciation en se limitant à l'exemple de l'auxine. L'approche historique de la mise en évidence
expérimentale de l'auxine et du phototropisme ne sont pas au programme. L'influence des conditions du
milieu se limite à l'étude du phototropisme caulinaire et du gravitropisme racinaire. En relation avec les
travaux pratiques, on rappelle l'existence de cellules différenciées regroupées en tissus. Le processus de
différenciation lui-même est limité à l'exemple d'un vaisseau de xylème.
- Méristèmes secondaires et croissance en épaisseur.
La mise en place et le fonctionnement du cambium et du phellogène sont présentés. Cette étude de la
croissance en épaisseur complète ainsi celle de la croissance en longueur, abordée dans les deux points
précédents.
Quelques orientations bibliographiques
Pour la science, De la graine à la plante, Janvier 2000
Ducreux G. (2002). - Introduction à la botanique. Belin éd.
Heller R. & coll. (2000). - Physiologie végétale, Abrégé Tome 2 : Développement. Masson éd.
Hopkins W. G. (2003). - Physiologie végétale. De Boeck éd.
Laberche J. C. (1999). - Biologie végétale. Dunod éd.
Mazliak P. (1982). - Physiologie végétale.II. Croissance et développement. Hermann éd.
Meyer S., Reeb C. & Bosdeveix R. (2004). - Botanique : biologie et physiologie végétale. Maloine éd.
Nultsch W. (1998). - Botanique générale. De Boeck Université éd.
Prat R. (1993). - L'expérimentation en physiologie végétale. Hermann éd.
Raven P. H., Evert R. F. & Eichhorn S. E. (1992). - Biologie végétale (version traduite). De Boeck
Université éd.
Taiz L. & Zeiger E. (1998). - Plant physiology. Sinauer associates, Inc., Publishers.
Des pistes de révision
 Croissance et développement du système racinaire chez les Angiospermes
 Organisation et fonctionnement de l’apex racinaire chez les Angiospermes
 La croissance en longueur des racines (des tiges) chez les Angiospermes
 Le méristème apical caulinaire et son contrôle chez les Angiospermes
 L’apex caulinaire chez les Angiospermes
 Cellules méristématiques et cellules différenciées chez les Angiospermes

 Méristèmes secondaires et croissance en épaisseur chez les Angiospermes
 Comparaison de la croissance de la tige et de la racine chez les Angiospermes
 Les bourgeons des Angiospermes
 Les méristèmes des Angiospermes
 Mérèse et auxèse chez les Angiospermes (contrôle exclu)
 La croissance des racines chez les Angiospermes
 Paroi squelettique et développement des Angiospermes
 Les tropismes chez les Angiospermes
Lumière et croissance chez les Angiospermes
Quelques épreuves orales d’admission au concours
Leçons
Croissance et ramification chez les végétaux
Influence des facteurs de l’environnement sur la morphogenèse végétale
La croissance cellulaire et son contrôle chez les végétaux
La morphogenèse végétale
L’auxine, une phytohormone
Le port d’un végétal, résultat d’interactions multiples
Les tropismes
Multiplication et croissance cellulaires chez les végétaux
Phytohormones et contrôle de la morphogenèse végétale
Quelques exemples de l’influence des facteurs internes et externes sur le développement
végétal
Rôle des hormones et de l’environnement dans le développement du végétal
Rôle des méristèmes dans la morphogenèse végétale
Travaux Pratiques
Influence de la lumière sur la morphogenèse végétale
Influence des facteurs externes sur le port des végétaux
La construction d’un végétal
La croissance caulinaire
La croissance cellulaire des végétaux et l’auxine
La croissance racinaire
La croissance végétale
La multiplication cellulaire dans la morphogenèse végétale
La réalisation des phénotypes des végétaux
La variabilité morphologique des végétaux
Les hormones et le développement des végétaux
Les facteurs agissant sur le développement végétal
Les hormones végétales
Les tropismes
Utilisation de la notion de clone chez les végétaux
Travail prévu
 Avant la séance
Revoir la matrice extracellulaire végétale (paroi).
Proposer un exemple de progression en première S sur la « Diversité morphologique des végétaux »
Présenter des manipulations réalisables pour montrer les tropismes
 Pendant la séance
Correction de la progression proposée et
Acquis de première S sur la suite du programme
Présentation des notions supplémentaires dans le programme de BCPST