CH4 DIVERSITE MORPHOLOGIQUE DES VÉGÉTAUX

CH4 DIVERSITE MORPHOLOGIQUE DES VÉGÉTAUX
INTRODUCTION
Les végétaux présentent des phénotypes très diversifiés. Comment se construit leur forme ? Quelles sont les
influences du génotype et du milieu sur la morphogenèse végétale ?
PLAN
I MORPHOGENESE ET CROISSANCE Zones de croissance : Méristèmes et zone d’élongation
Contrôle génétique : Gènes homéotiques ou de structure
II MULTIPLICATION DES CELLULES Mécanisme de la mitose : étapes, molécules en jeu
Mécanisme de réplication : hypothèses, vérification, mécanisme
Cycle cellulaire ADN, phases
Conséquences : conservation caryotype, génotype, conformité
III ELONGATION DES CELLULES Evolution des caractères C/ : C/ jeune, modification
Mécanisme d’élongation : paroi, turgescence, synthèse
IV MORPHOGENESE HORMONE MILIEU Croissance orientée : lumière, action sur auxine
Organogenèse et hormones : rôle auxine, rôle autres hormones
Du clonage naturel à in vitro : totipotence, clonage
V ORIGINE DIVERSITE VEGETAUX : Diversité des morphologies : Ports, cimes, feuilles
Phénotype, milieu : génotype adaptation convergence accommodation
CONCLUSION

I : MORPHOGENESE ET CROISSANCE DES VEGETAUX plan
La diversité des formes végétales résulte des variations de croissance des rameaux, des feuilles et des racines, à
partir des organes embryonnaires. Comment un végétal acquiert-il sa morphologie ?
A. ZONES DE CROISSANCE CELLULAIRE
La croissance s’effectue à l’apex des tiges, des feuilles, des racines, au niveau de zones de multiplication cellulaire et
de zones d’allongement cellulaire.
http://www.snv.jussieu.fr/vie/conferences/morphovg_ai_01/03localisation/images/soja16-480.mov
1. Zone de multiplication cellulaire = méristème
Cette zone de croissance par multiplication cellulaire, est nommée méristème (massif d’environ 1.000 cellules).
 Méristème racinaire, sous apex de la racine
 Méristème caulinaire, sous l’apex des rameaux (bourgeon)
 Méristème axillaire, au départ des rameaux
2. Zone d’allongement cellulaire
C’est la zone de croissance par allongement dans la quelle les chromosomes sont peu visibles dans les cellules.
Elle est située entre le méristème et la zone d’ébauche des organes.

plan
coiffe
méristème apical
épiderme
cortex
Cylindre central
Zone de vaisseaux
poils absorbants
Zone de mitoses
Zone d’élongation
Zone de
différenciation
cellulaire
 2mm

B. CONTROLE GENETIQUE DE LA MORPHOGENESE plan
Comme chez les animaux, les mécanismes de multiplication et d’allongement cellulaire sont contrôlés par des gènes
de développement. L’activation de ces gènes dépend de la position de la cellule dans la plante.
Après leur multiplication et leur allongement, les cellules se différencient en exprimant leurs gènes spécifiques : leur
gène structure expriment leurs protéines spécifiques à l’origine de leur activité spécifique.
Certaines cellules intermédiaires reprennent des mitoses perpendiculairement à l’axe d ‘allongement et provoquent la
croissance en épaisseur.
La croissance est théoriquement indéfinie (pas infinie) : 10 ans, 100 ans, 1.000 ans, 10.000 ans…
BILAN : Un végétal acquiert sa morphologie en multipliant ses cellules dans les méristèmes, puis en les
allongeant et en les différenciant spécifiquement suivant leur position dans la plante.
La multiplication cellulaire dure très longtemps, or la quantité de chromosomes est limitée :
 Comment les mitoses peuvent-elles se succéder tout en conservant leur programme génétique ?
 L’allongement suit la multiplication cellulaire : Comment cette cellule peut-elle s’allonger ?

II : MULTIPLICATION DES CELLULES plan
La multiplication des cellules méristématiques est la conséquence de leur division : elles se divisent toutes les 20/30 h.
Comment se divisent-elles ? Comment se reconstituent-elles ?
A. MECANISME DE MITOSE :
1) Etapes de mitose :
PHASE
CHROMOSOMES
CYTOPLASME MEMBRANE PAROI
Prophase
Condensation chromatine
apparition des chromosomes
Disparition membrane nucléaire
début de formation fuseau mitotique
Métaphase
Chromosomes alignés à l’équateur
Fuseau mitotique entre les 2 pôles cellulaires
Anaphase
Séparation chromatides de chaque chromosome
migration des chromatides sur les fibres du fuseau mitotique
Télophase
Décondensation des chromatides
à chaque pôle cellulaire
Formation membrane nucléaire, Disparition fuseau mitotique
Cytodiérèse : création paroi, séparation des cytoplasmes
2) Molécules mises en jeu :
 Chromosomes : 2 chromatides réunis au centromère ; Enzymes de dé/condensation de la chromatine
 Fuseau mitotique : formé de microtubule résultat l’association de tubulines + (protéines).
 Cytodiérèse : coupure de la cellule par synthèse enzymatique de cellulose constituant la paroi cellulaire.