Chapitre 1. L'Usine Cellulaire Autotrophe des Végétaux PDF

L\'usine cellulaire autotrophie des végétaux : La physiologie végétale : La physiologie végétale est la science qui étudie le fonctionnement des végétaux et cherche à préciser la nature des mécanismes grâce auxquels les différents niveaux d'organisation du végétal (cellules, tissus, organes, plante...

L\'usine cellulaire autotrophie des végétaux : La physiologie végétale : La physiologie végétale est la science qui étudie le fonctionnement des végétaux et cherche à préciser la nature des mécanismes grâce auxquels les différents niveaux d'organisation du végétal (cellules, tissus, organes, plante) remplissent leurs fonctions. La physiologie : une science intégrative → Les informations de plusieurs disciplines permettent de comprendre les processus à l\'échelle de la cellule, de l\'organe et de la plante entière. Ces connaissances contribue à la compréhension de niveaux supérieurs d\'organisation. La physiologie végétale comprend : - La nutrition en particulier l\'absorption des éléments minéraux et les fonctions synthèse. - La respiration et les échanges gazeux chez les plantes - Les mouvements et les phénomènes de sensibilité. - La croissance et le développement. - La reproduction, végétative ou sexuée. I- Le chloroplaste Autotrophie des végétaux : Capacités des végétaux à produire leur propre matière organique. Matières organiques : Matières constitués de carbone. Hétérotrophie : récupération du carbone dans l\'alimentation. Chloroplaste : Longueur : 3-6 µm Épaisseur : 1-2 µm La mitochondrie est 10 fois plus petite qu\'un chloroplaste. 1. La feuille La feuille est l\'organe qui a comme fonction principale de réaliser la photosynthèse. Les dicotylédone possède une nervure principale et des nervures secondaires. Xylème conduit la sève brute des racines vers les feuilles. Phloème conduit la sève élaborée contenant des sucres provenant de la photosynthèse. Il véhicules cette sève des feuilles vers les racines. Les nervures sont des organes conducteurs. Dans le limbe on trouve le parenchyme, il y en a deux types : - Parenchyme palissadique sur la fasse supérieur - Parenchyme lacuneux sur la fasse inférieure. Les chloroplastes sont principalement situés dans le parenchyme. Sur la feuille présence de stomates qui s\'ouvrent et se ferment afin de permettre les échanges gazeux. 2. Le parenchyme chlorophyllien La chlorophylle fluoresce en rouge. Le parenchyme chlorophyllien est en contact avec les nervures. Les monocotylédone sont caractérisés par tout un tas de nervures parallèles. Elles ont généralement des feuilles qui sont verticales. En général elles ont seulement un parenchyme lacuneux. 3. La cellule chlorophyllienne Les chloroplastes sont principalement situé sur les contours de la cellule car la vacuole est située au centre. II - La structure du chloroplaste 1. Les chloroplastes granaires des cormophytes Cormophytes : plantes ayant un appareil végétatif de type cormus. (arbre) Thallophytes : plantes ayant un appareil végétatif de type thalle (algues) A l\'intérieur du chloroplaste on trouve des thylakoïde qui en microscopie végétale ressemblent à des filaments. Sur les thylakoïdes on trouve un empilement sombre qui se nomme granum. ( grana au pluriel). Le chloroplaste est entouré par une enveloppe. Dans le chloroplaste on trouve un milieu liquide que l\'on appel le stroma. Une enveloppe est constitué d\'une double membrane (une externe et une interne) qui forme ce que l\'on appel l\'enveloppe. En utilisant un plus grand grossissement on remarque que les thylakoïde forme des tubes. On appel l\'intérieur de ce tube le lumen. Entre deux grana : Thylakoïdes inter-granaire Thylakoïdes qui forment les grana : Thylakoïdes granaires Les thylakoïdes forment des réseaux de tubes interconnectés que l\'on appel communication inter-thylakoïdale. Le chloroplaste est l\'organisme le plus complexe que l\'on trouve dans une cellule eucaryote car elle est constituée de 3 membranes et de 3 compartiments. 3 membranes : - Interne - Externe - membrane thylakoïdes 3 milieux : - Milieu inter-membranaire - Stroma - Lumen 2. Structures particulières observées chez les algues Chez les rhodophycées les thylakoïdes sont isolés, il n\'y a pas de ramification. Entre les thylakoïdes on trouve des phycobilisomes qui contiennent des pigments nommés phycobiliprotéines. Chez les algues on trouve des pyrénoïdes qui contiennent à 90% une enzyme nommée la Rubisco. III- Différentiation du chloroplaste Dans les cellules méristématique on trouve les proplastes. Ils sont constitués d\'une enveloppe (une membrane int + une membrane ext) et de vésicules. Ces vésicules formeront les thylakoïdes, elles proviennent de la membrane interne. Les chloroplastes se formeront à partir des proplastes si ils se situent dans un parenchyme de feuille. Elle débute une dizaine d\'heure après l\'exposition à la lumière on obtient un jeune chloroplaste fonctionnel. Si la feuille n\'est pas exposée à la lumière le proplaste se différencie en étioplaste, si on expose par la suite la feuille à la lumière en quelques heures les étioplastes se différencient en chloroplastes. Les thylakoïdes se formeront à partir du corps prolamellaires. Si on se trouve dans les racines, les proplastes se différencieront en Chromoplaste. Ce sont des organites qui accumulent des pigments. Mais on peut aussi trouver ces cellules dans des cellules qui à l\'origine étaient verte. On trouve aussi des chromoplastes dans les fleurs. Dans un organe qui est conçu pour être à l\'obscurité on peut trouver des leucoplaste. Ils ont comme fonction d\'accumuler des éléments utile à la plante. Dans la plupart des cas les leucoplastes sont aussi des amyloplaste (organite qui stocke de l\'amidon). Si ils sont exposés à la lumière ils se différencieront en chloroplastes. La cellule végétale est caractérisée par la présence de plastes. IV- La composition chimique des chloroplaste 1. Composition chimique globale Teneur en eau : 50% Composition de la matière sèche : - Protéines + Acides nucléiques : 54% - Lipides polaires : 30% (Les phospholipides qui sont dans les membranes apporte cette teneur importante en lipides polaires. ) - Pigments (chlorophylles et caroténoïdes) : 10% - Sels minéraux : 6% Caractéristique de la fraction lipidique des membranes thylacoïdiennes : - Forte proportion de glycolipides (galactolipides) - Pauvreté en phospholipides (pas de phosphatidyléthanolamine) - Forte proportion d'acides gras insaturés (acide linoléique \[C18-2(oméga 6)\] et linolénique \[C18-3(oméga 3)\] 2. Composition chimique des différentes parties du chloroplaste Enveloppe : - Protéines (1 à 2% des protéines du chloroplaste) 75 espèces moléculaires : enzymes (synthèse des lipides), transporteurs - Lipides polaires - Pigments : Caroténoïdes (β carotène et Xanthophylles) Absence de chlorophylles Stroma : - Protéines (50% des protéines du chloroplaste) Nombreuses espèces moléculaires: enzymes (cycle de Calvin), protéines ribosomales... - ADN, ARN (ARNm, ARNt, et surtout ARNr) Enzyme : sert à catalyser (accélérer) une réaction chimique. C\'est au cours du cycle de Calvin que se fait la réduction du CO2 au sein des molécules organiques. La Rubisco est l\'enzyme essentiel du cycle de Calvin. Le soleil est perçu par les thylakoïde, on trouve dans les thylakoïde pratiquement que des pigments. Au bout d\'un certain nombre de réaction physiologique les thylakoïdes libèrent de l\'ATP (molécule riche en énergie chimique) et de l\'NADPH ( qui est de l\'énergie redox) + dégagement d\'oxygène. C\'est cette énergie qui vient alimenter la réaction. En colorant avec du lugol on peut remarquer la présence d\'amidon dans les chloroplastes ce qui permet de vérifier que la photosynthèse est active