Aspects physiologiques des végétaux

Aspects physiologiques des végétaux. Photosynthèse. Reproduction

• La cellule végétale

  • Caractéristiques principales:
    • Chloroplastes: organites responsables de la photosynthèse
    • Vacuole: réservoir d'eau et de substances chimiques, incluant les déchets et les éléments de stockage
    • Paroi cellulaire: donne forme à la cellule, agissant comme un exosquelette, et procure une "texture" aux tissus

• Photosynthèse

  • Définition: processus permettant aux plantes de produire des glucides à partir du CO2, H2O et de l'énergie lumineuse. L'O2 est également libéré.

Phases de la photosynthèse

• Phase lumineuse (dépendante de la lumière): Réactions nécessitant la lumière. L'ATP et le NADPH (transporteurs d'énergie) sont produits.
• Phase sombre (indépendante de la lumière): Cycle de Calvin-Benson. Indépendant de la lumière. L'ATP et le NADPH (de la phase lumineuse) et le CO2 sont utilisés pour former les liaisons C-C des glucides.
  • Se produit généralement dans l'obscurité si les transporteurs d'énergie de la phase lumineuse sont présents.
  • La phase lumineuse se déroule dans les thylakoïdes, tandis que la phase sombre se déroule dans le stroma des chloroplastes.
  • Des études récentes suggèrent que l'enzyme la plus importante de la phase sombre est indirectement stimulée par la lumière.

Reproduction

• Productivité: augmentation de la biomasse.

  • Types de productivité:
    • Croissance: augmentation de la taille des organismes.
    • Reproduction: augmentation du nombre d'organismes.

• Définition: la reproduction est une caractéristique des êtres vivants qui permet de produire de nouveaux organismes à partir d'un ou plusieurs parents.

Types de reproduction

• Reproduction asexuée: la multiplication d'organismes se produit par différents mécanismes. Peut être végétative ou germinative (médiée par des spores).
• Reproduction sexuée: un accouplement des corps des organismes ou des cellules se produit, avec une fusion des noyaux (caryogamie). Un nouvel organisme génétiquement différent, résultant du mélange des parents, est formé.

Reproduction asexuée

• Caractéristiques:
  • Pas d'intervention de gamètes.
  • Un double du progéniteur est généré à partir d'une cellule ou d'un groupe de cellules: un nouvel individu identique au précédent.
  • Un grand nombre de descendants identiques entre eux et leurs parents peuvent être formés.
  • Pas de combinaisons génétiques car il n'y a pas de mélange de matériel génétique. Les individus sont clonés.
• Avantages:
  • Génère beaucoup de descendants en peu de temps.
  • Nécessite peu d'énergie.
  • Exige seulement un individu.
• Inconvénients:
  • Aucune variabilité génétique.
  • Pas de biodiversité.

Types de reproduction asexuée

• Reproduction végétative:

  • Individus génétiquement identiques au parent sont obtenus.
  • Les végétaux créent de nouveaux individus génétiquement identiques à l'original par fragmentation et division de leur corps.

• Reproduction asexuée médiée par des cellules germinatives (spores): fréquente chez les champignons.

• Apomixie

Reproduction végétative

• Caractéristiques:

  • Individus génétiquement identiques au parent sont obtenus.
  • Les végétaux créent de nouveaux individus génétiquement identiques à l'original par fragmentation et division de leur corps.

• Types:

  • Bipartition ou fission binaire
  • Bourgeonnement (protoplastes)
  • Fragmentation

Types de reproduction végétative

• Organismes unicellulaires:

  • Bipartition: division en deux
  • Bourgeonnement: formation d'un bourgeon qui se développe en un nouvel individu.

• Végétaux pluricellulaires:

  • Fragmentation: séparation des parties du corps qui se développent en un nouvel individu.
    • Types de fragmentation:
      • Rhizomes: tiges souterraines (ex: gingembre)
      • Tubercules: tiges renflées (ex: pomme de terre)
      • Stolons: tiges rampantes
      • Bulbes: bourgeons souterrains (ex: oignons)
      • Thalle des algues: corps végétatif des algues.

• Techniques de reproduction végétative utilisées par l'homme

  • Boutures:
  • Marcottage:
  • Greffage:

Fragmentation naturelle

• Bulbes:

Techniques de reproduction végétative

• Marcottage:
• Bouture:
• Greffage:

Reproduction asexuée médiée par des cellules germinatives (spores)

• Caractéristiques:

  • Les spores peuvent être produites par mitose (mitospores) ou par méiose (meiospores). Elles sont liées au phénomène de la reproduction sexuée.
  • Le végétal qui produit les spores est appelé sporophyte et l'organe dans lequel ils se produisent est appelé sporange.

• Spores:

• Sporange:

• Champignons:

• Fougères (sporophytes):

Types de spores

• Classification simple:
  • Selon mobilité:
    • Planospores: mobiles (avec flagelles)
    • Aplanospores: immobiles. Elles peuvent se produire en groupes.
  • Selon la taille:
    • Megaspores: grandes
    • Microspores: petites

Apomixie

• Définition: type de reproduction où la production de graines se produit sans fusion des gamètes.
• Caractéristiques:
  • La progéniture est génétiquement une copie fidèle du parent.
  • L'apomixie évite la voie sexuelle en évitant la réduction méiotique et la fécondation.
  • L'ovule développe une graine dont l'embryon contient exactement le même génotype que la plante d'origine.

Reproduction sexuée

• Caractéristiques:

  • Individus génétiquement différents des parents sont obtenus.
  • Le renouvellement constant et la variation des différents matériaux génétiques sont assurés.
  • Il y a des sexes différents qui se produisent dans les gamètes (cellules sexuelles), les gamétanges (organes produisant les gamètes) et les gamétophytes (individus qui produisent les gamètes).
  • La reproduction sexuée est liée à un processus de méiose pour que la fusion des noyaux n'implique pas la multiplication du nombre de chromosomes.

• Avantages:

  • La recombinaison génétique permet la variation des caractéristiques des nouvelles générations.

• Importance:

  • Critique dans les processus évolutifs qui peuvent conduire à l'adaptation des espèces à l'environnement.

Avantages et inconvénients de la reproduction sexuée

• Avantages:

  • Promouvoir la variation génétique entre les membres d’une espèce.
  • Meilleure adaptation à l'environnement.
  • Augmentation du taux d'évolution.

• Inconvénients:

  • Besoin de deux sexes: des gamètes, des organes dédiés, des individus.
  • Dépense énergétique accrue pour la recherche de partenaires.
  • Moins de descendants.

Types de reproduction sexuée

• Fusion des gamètes:

  • Oogamie: fusion d'un gamète femelle volumineux et immobile avec un gamète mâle mobile.
  • Anisogamie: fusion de deux gamètes de tailles différentes.
  • Isogamie: fusion de deux gamètes de tailles similaires.

• Fusion des gamétanges:

  • Gamétangiogenèse: fusion des gamétanges.

• Fusion des gamétophytes:

  • Somatogenèse: fusion des gamétophytes.