Licence professionnelle Aménagement et Gestion Écologiques des Paysages URbains (AGÉPUR) Module : Bases de Biologie Végétale Tissus et Architecture de la Plante Grandes fonctions de la Plante

Organisation structurale d’une plante

Osmose et potentiel hydrique Osmose = diffusion de l’eau Milieu hypotonique Milieu hypertonique Eau se déplace du milieu hypotonique au milieu hypertonique

L’eau peut aussi se déplacer si on applique une pression sur le liquide = courant de masse

La pression appliquée peut s’opposer à l’osmose Pression exercée par le piston = P = 0,23 P osmotique =  = 0,23 Si la pression exercée par le piston (P) est égale à la pression due à l’osmose () : P =  Dans ce cas, l’eau ne se déplace plus dans une direction particulière. La pression du piston a arrêté l’osmose.

Potentiel hydrique ( ) = résultante des deux forces dans chaque compartiment = P -  À droite À gauche P = 0,0  = 0 ,0  = P -   = 0 - 0 = 0 P = 0,23  = 0,23  = P -   = 0,23 -0,23 = 0 Quelle serait la valeur de  à droite s’il n’y avait pas le piston? - 0,23 eau pure solution de glucose

L’eau se déplace toujours du potentiel hydrique élevé au potentiel hydrique plus faible. Quel sera l’effet sur le potentiel hydrique à droite si on augmente la pression du piston de 0,23 à 0,30?  = P -   = 0,30 - 0,23 = 0,07 ==> l’eau se déplace de droite ( = 0,07) à gauche ( = 0) = osmose inverse

Cellules végétales en milieu hypotonique. Eau Eau Cellules végétales en milieu hypotonique. L’eau entre dans les cellules par osmose. ==> Turgescence Cellules végétales en milieu hypertonique. L’eau sort des cellules par osmose. ==> Plasmolyse

Transport des liquides dans la plante Transport radial Transport vertical

L’eau traverse la racine en empruntant 3 voies: a. En passant à travers la membrane des cellules. b. En passant de cellule en cellule par les plasmodesmes = voie symplaste. c. En passant entre les cellules ou dans les cellules mortes = voie apoplaste.

Transport vertical Montée de la sève brute dans le xylème. Déplacement de la sève élaborée dans le phloème. Sève brute = eau et minéraux puisés par les racines Sève élaborée = eau et matières organiques élaborées par les feuilles.

Montée de la sève dans le xylème Vitesse ~ 15 m / h La plus grande partie de la sève brute s’évapore au niveau des feuilles. Un érable peut perdre ~ 200 L / h en été DONC Il doit puiser 200 L / h dans le sol pour compenser. Évaporation des forêts tropicales joue un rôle important dans la circulation de l’eau sur la planète et dans le climat.

Les plus grands arbres (Séquoia) atteignent ~ 100 m Trois forces contribuent à faire monter l ’eau: 1. Capillarité 2. Pression racinaire 3. Aspiration foliaire

1. Capillarité Due à la cohésion des molécules d’eau entre elles et avec la paroi des vaisseaux conducteurs. Montée inversement proportionnelle au diamètre du tube. Ne peut pas monter plus haut que 1,5 m dans les plus petits trachéïdes.

Transport actif de minéraux dans la stèle: 2. Pression racinaire Transport actif de minéraux dans la stèle: Surtout au cours de la nuit. Augmente l’osmolarité de la stèle. Le potentiel hydrique dans la stèle devient plus faible que le potentiel hydrique à l’extérieur. Transport actif de minéraux dans la stèle L’eau se déplace vers la stèle et pénètre dans le xylème par osmose = pression racinaire. Ne peut faire monter la sève de plus de 1 à 2 m. Cette force ne joue pas un grand rôle (sinon aucun) dans la montée de la sève.

La pression racinaire peut entraîner dans certains cas la guttation L’eau perle le matin au niveau des feuilles des petites plantes. Le phénomène ne se produit que si le sol est gorgé d’eau et si l’air est assez humide pour ralentir l’évaporation au niveau des feuilles.

Il se crée donc une tension dans le xylème. 3. Aspiration foliaire Les lacunes, à l’intérieur des feuilles, sont recouvertes d’une pellicule d’eau qui s’évapore lorsque les stomates sont ouverts. L’eau s’évaporant, la pellicule d’eau se rétracte. La pellicule d’eau qui se rétracte, « tire » sur l’eau provenant du xylème. Il se crée donc une tension dans le xylème.

L’eau monte dans le xylème. Les molécules d’eau adhèrent entre elles (cohésion par les liaisons hydrogène). Si on « tire » sur une molécule, les autres suivent. Évaporation de l’eau dans les feuilles « tire » sur les molécules d’eau dans les tubes du xylème. L’eau monte dans le xylème. Plus l’eau s’évapore, plus la tension est grande et plus l’eau monte dans le xylème. Le phénomène est aussi facilité par l’adhérence (liaisons hydrogène) des molécules d’eau avec les parois du xylème.

Structure des stomates

Transport actif de K+ dans les cellules de garde: ==> augmentation de l’osmolarité ==> entrée d’eau par osmose ==> turgescence ==> ouverture de l’ostiole

paroi mince et souple paroi épaisse et plus rigide L’ouverture des stomates se produit lorsque l’eau entre, par osmose, dans les cellules de garde (phénomène de turgescence). Lorsque la cellule de garde se gonfle d’eau, son côté opposé à l’ostiole se déforme et s’arrondit plus que l’autre (la paroi est plus épaisse et plus difficile à déformer du côté de l’ostiole). En s’arrondissant, le côté mince « tire » sur les fibres de celluloses qui relient les deux côtés. L’ostiole s’agrandit.

Généralement, les stomates sont fermés la nuit et ouverts le jour. Peuvent se fermer aux heures les plus chaudes du jour.

C’est donc l’énergie solaire qui crée la force permettant de faire monter la sève à plusieurs dizaines de mètres d’altitude. Variation du potentiel hydrique (), du sol à l’air libre au niveau des feuilles.