Notion3_TIGE PDF - Biologie Végétale

Dans les séances précédentes… PHOTOSYNTHESE - Besoin d’eau, de sels minéraux (SOL) CO2 - Prélèvement de CO2 (AIR) - Production de Molécules Organiques...

Dans les séances précédentes… PHOTOSYNTHESE - Besoin d’eau, de sels minéraux (SOL) CO2 - Prélèvement de CO2 (AIR) - Production de Molécules Organiques (MO, distribuées à l’ensemble de MO l’organisme) H2O (milieu aérien est desséchant) ? EAU + SELS Morphologie d’une Angiosperme MINERAUX Source : CAMPBELL & REECE (2007) NOTION 3 : la tige, organe aérien, spécialisé dans la conduction des sèves, permettant échanges entre organes sources* et organes puits* Objectif général : montrer que la tige des Angiospermes, organe aérien, présente des tissus (xylème et phloème) spécialisés dans la conduction des sèves brute et élaborée. Plan du cours : Problématique : en quoi les structures de la tige, organe aérien, permettent une conduction efficace des sèves? 1. Morphologie de l’appareil caulinaire 1a. Diversité des appareils caulinaires 1b. Organisation en unité répétitives, les phytomères 2. Anatomie fonctionnelle de la tige Observation CT : identification épiderme (+éventuels stomates), parenchyme 2a. Propriétés des cellules des tissus conducteurs et conduction des sèves - Xylème, un tissu complexe pour la sève brute - Phloème, un tissu complexe pour la sève élaborée 2b. Structures à l’origine du port dressé en milieu aérien Paroi + vacuole ; présence d’éventuels tissus de soutien : collenchyme + sclérenchyme 2c. Tissus de revêtement : impact sur la conduction des sèves et les échanges gazeux 1. Morphologie de l’appareil caulinaire APPAREIL CAULINAIRE : ensemble constitué par les tiges d’une plante ainsi que les organes qu’elles portent. 1. Morphologie de l’appareil caulinaire 1a. Diversité des appareils caulinaires Tiges herbacées Tiges ligneuses 1. Morphologie de l’appareil caulinaire 1b. Organisation en unité répétitives, les phytomères Rameau de marronnier Rameau de peuplier (Populus sp) (Aesculus hippocastanum) (cf TP L1) Plant de grande mauve (Malva sylvestris) 1. Morphologie de l’appareil caulinaire 1b. Organisation en unités répétitives, les phytomères Ramification des tiges A : tige herbacée ramifiée d’Œillet (Dianthus caryophyllus) B : tige ligneuse ramifiée de Hêtre (Fagus sylvatica) Représentation schématique de Source : CHASSANY V., POTAGE M., RICOU M. Mini manuel de Biologie l’organisation en phytomères de la tige végétale. Dunod, 2019. 1. Morphologie de l’appareil caulinaire 1b. Organisation en unités répétitives, les phytomères PHYTOMERE : unité répétitive de l’organisation d’une tige; Un phytomère est constitué d’un entre-nœud, d’un nœud, d’une feuille et de son bourgeon axillaire. Représentation schématique de l’organisation en phytomères de la tige 2. Anatomie fonctionnelle de la tige A: ,B: Sanicle d’Europe (Sanicula europea, Apiacées) 1 2 A 3 B 4 TITRE ? 2. Anatomie fonctionnelle de la tige A : zone corticale, B : zone médullaire Sanicle d’Europe (Sanicula europea, Apiacées) Epiderme Parenchyme cortical A Collenchyme B Parenchyme médullaire TITRE ? Coupe transversale de tige de sanicle d’Europe (Sanicula europea, Apiacées), colorée au carmin aluné vert d’iode et observée au MO. 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Mise en évidence d’une circulation Résultats de l’autoradiographie après avoir ascendante dans un pétiole de céleri fourni du 14CO2 à une feuille Plus la zone est sombre, plus elle est riche en 14C. On plonge la base de pétiole de céleri dans une solution La feuille qui a été mise en atmosphère 14CO2 est la plus sombre. A partir colorée pendant 48h (a). d’elle, les produits de la photosynthèse ont été distribués vers les deux On observe ensuite, en coupe transversale, si des tissus ont été extrémités de la plante. traversés par cette solution et on identifie lesquels (b). (C. Girousse, INRA Clermont-Ferrand) Mise en évidence d’un double système conducteur des sèves  ⬅ Pucerons se nourrissant sur la tige d’une plante, dans laquelle ils enfoncent leur stylet Si on élimine le corps de l’insecte en laissant le stylet en place, du liquide s’écoule de ce dernier, c’est la sève élaborée de la plante ➡ Les « pleurs » de la Vigne (Vitis vinifera) Après la taille au printemps, on observe un suintement de liquide au niveau des sections, c’est la sève brute. Composition moyenne des deux types de sèves Composition, propriétés Sève brute Sève élaborée Eau 99 % 80 % Substances dissoutes…. 1% 20 % dont : Saccharose (mg/mL) 0 80 Protéines, acides aminés Traces 81,5 (mg/mL) Ions minéraux (µg/mL) 36,7 86,9 Vitesse (m/h) 6 Environ 1 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves A ? B Coupe transversale de tige de sanicle d’Europe (Sanicula europea, Apiacées), colorée au carmin aluné vert d’iode et observée au MO. 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Détail d’un FCV (Faisceau CribroVasculaire) 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Détail d’un FCV (Faisceau CribroVasculaire), caractéristique des dicotylédones Position des Angiospermes et de leurs principaux groupes dans la phylogénie des Embyophytes 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Détail d’un FCV (Faisceau CribroVasculaire) en V, caractéristique des Monocotylédones 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Le xylème, tissu complexe transportant l’eau et les sels minéraux NB : étude restreinte aux cellules conductrices du xylème 10 µm Les trachéides, cellules conductrices du xylème des Trachéophytes Coupe longitudinale de xylème d’une tige de Pois (Pisum sativum) montrant la diversité des ornementations lignifiées des parois a : trachéide annelée; s : trachéide spiralée; r : trachéide rayée Les trachéides Source : PEYCRU Pierre et al. Biologie tout en un, BCPST Source : NABORS, Murray. Biologie végétale. Pearson, 2008 1ère année, 2e édition. Dunod, 2010. 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Le xylème, tissu complexe transportant l’eau et les sels minéraux NB : étude restreinte aux cellules conductrices du xylème Les éléments de vaisseaux, unités élémentaires des vaisseaux xylémiens (Angiospermes) ⬅ Elément de vaisseau du bois de Tilleul (MEB x700) Source : PEYCRU Pierre et al. Biologie tout en un, BCPST 1ère année, 2e édition. Dunod, 2010. Les éléments de vaisseaux ➡ Source : NABORS, Murray. Biologie 50 à 200 µm végétale. Pearson, 2008 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Le phloème, tissu complexe conducteur de substances nutritives a) Éléments criblés et cellules compagnes observés au MO b) Schéma présentant des éléments criblés empilés, avec des cellules compagnes c) Plage criblée colorée en bleue, observée au MO Source : NABORS, Murray. Biologie végétale. Pearson, 2008 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Le phloème, tissu complexe conducteur de substances nutritives Caractéristiques des cellules conductrices du phloème a : coupe transversale de tubes criblés de Melon (Cucumis melo), MO; b : coupe longitudinale de tubes criblés de Vigne (Vitis vinifera), MO; c : coupe longitudinale schématique de cellules conductrices du phloème Source : PEYCRU Pierre et al. Biologie tout en un, BCPST 1ère année, 2e édition. Dunod, 2010. 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2a. Propriétés des tissus conducteurs et conduction des sèves Tableau présentant les différents types cellulaires constituant les tissus conducteurs (xylème et phloème) Types cellulaires Fonction principale Xylème Trachéides et éléments de vaisseaux Transport de la sève brute Fibres Soutien Parenchyme Réserves Phloème Eléments criblés (et cellules compagnes) Transport de la sève élaborée Fibres Soutien Parenchyme Réserves 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2b. Structures à l’origine du port dressé en milieu aérien Vacuole turgescente + Paroi 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2b. Structures à l’origine du port dressé en milieu aérien Vacuole turgescente + Paroi Présence éventuelle de tissus de soutien : COLLENCHYME SCLERENCHYME J’en ai soutien flexible soutien rigide aussi! 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2b. Structures à l’origine du port dressé en milieu aérien Epiderme Phloème primaire Parenchyme cortical Métaxylème Protoxylème Xylème primaire FCV A Collenchyme B Sclérenchyme Parenchyme médullaire Coupe transversale de tige de sanicle d’Europe (Sanicula europea, Apiacées), colorée au carmin aluné vert d’iode et observée au MO. 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2b. Structures à l’origine du port dressé en milieu aérien Vacuole + Paroi Présence éventuelle de tissus de soutien : COLLENCHYME SCLERENCHYME soutien flexible soutien rigide Rôle des tissus conducteurs (cf parties 2b) 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2c. Propriétés des tissus de revêtement : impact sur la circulation des sèves et sur les échanges gazeux 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2c. Propriétés des tissus de revêtement : impact sur la circulation des sèves et sur les échanges gazeux - Épiderme de tige jeune Plant de courgette (Cucurbita pepo) Coupe transversale de tige d’iris, colorée au carmin aluné vert d’iode et schéma interprétatif 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2c. Propriétés des tissus de revêtement : impact sur la circulation des sèves et sur les échanges gazeux - Ecorce de tige âgée/tronc : Tronc de cerisier Tronc de bouleau verruqueux (source : https://fr.wikipedia.org/) (source : https://fr.wikipedia.org/) 2. Anatomie fonctionnelle de la tige 2c. Propriétés des tissus de revêtement : impact sur la circulation des sèves et sur les échanges gazeux - Ecorce de tige âgée/tronc : présence de tissus aux parois suberifiées Formation des tissus de revêtement secondaires par le phellogène Plant de chêne liège (Quercus suber) (d’après BREUIL, 2007)  Bilan des connaissances acquises : TIGE : - Caractéristiques morphologiques et anatomiques d’une tige, relation structure/fonction des cellules, tissus de la tige CELLULE VEGETALE : - Propriétés des lignines et de la subérine, conséquences pour la cellule, le tissu, l’organe GENERAL : - Distinction tissu simple/tissu complexe - Caractéristiques des tissus conducteurs XYLEME (en particulier éléments de vaisseau et trachéides) et PHLOEME (en particulier éléments criblés et cellules compagnes) - Caractéristiques des tissus de soutien : collenchyme et sclérenchyme - Tissus de revêtement et échanges gazeux  Bilan des savoir-faire acquis : - Formuler une problématique - Observer pour identifier des tissus - Analyser des résultats expérimentaux - Adopter une démarche démonstrative