Fonctions des plantes et Anatomie des plantes vasculaire SBI3U

La biosphère dépend des plantes La photosynthèse est à l’origine de la vie Ce processus est une série de réactions chimiques par laquelle l’énergie solaire est convertie en énergie chimique. La biosphère dépend des plantes

Oxydoréduction Photophosphorylation NADP+ Gradient de concentration Molécule chlorophylle P680

Les produits de la photosynthèse (textile p. 541) La photosynthèse utilise le dioxyde de carbone (absorbé par les stomates des feuille) et l’eau (absorbé par les racines du sol) pour produire du glucose et relâche de l’oxygène comme déchet. Le glucose est transformé en disaccharide pour le transport dans le système vasculaire et stocké sous forme de polysaccharide tel que l’amidon. Ces hydrates de carbones peuvent être convertis en cellulose et utilisé pour former les structures de la plante. Les humains peuvent pas digérer le cellulose.

L’agriculture Au Canada, 1 emploi sur 7 dépend de l’industrie de l’agriculture. L’agriculture et l’agroalimentaire représente presque 10% du produit intérieur brut (PIB). Les produits de l’agriculture sont exportés à travers le monde. Nos partenaires les plus importants sont les États-Unis, la Chine et le Japon. Nos produits les plus importants en milliers de tonnes sont le blé (28 611); le canola (12 642); l’orge (11 781) et le maïs-grain (10 592)

La sécurité alimentaire Avec la croissance exponentielle de la population humaine mondiale (9 milliards prévus d’ici 2050), la question de disponibilité de nourriture pour chaque personne est un point de discussion international. La sécurité alimentaire est définit comme l’état dans lequel tous humains ont à tout moment accès à une nourriture suffisante, saine et nutritive qui leur permet de répondre à leurs besoins énergétiques et à leurs préférences alimentaire pour mener à une vie saine et active. Croyiez-vous que nous somme présentement dans un état de sécurité alimentaire?

Quelles sont les techniques d’agriculture qui favorisent la sécurité alimentaire? La monoculture permet d’améliorer le rendement et la qualité des cultures L’agriculture durable permet le développement durable, l’environnement et l’économie et la société

Les plantes sont des sources de produits biochimiques et de revenues importants Les fins médicales: 25% des médicaments contiennent des extraits végétaux, isolés ou synthétisés. Par ex., la pervenche rose a permit les taux de survie de la maladie de Hodgkin de passé de 20% à 90% Les biocarburants: Possibilité de remplacer les carburants fossiles pour réduire les problèmes de changements climatiques La réduction de l’érosion du sol: Les racines encre le sol en place et diminue la perte du sol arable (les premières couches de sol fertile) Les plantes, les loisirs et l’écotourisme L’écotourisme est très important au Canada, ceci est reflété dans les intérêts de la population

L’anatomie des plantes vasculaires Le système aérien est à la surface du sol. Tiges, troncs et feuilles (les organes vertes sont photosynthétiques) Le système racinaire est sous la surface du sol. Racines qui fixent la plante au sol, absorbent l’eau et les minéraux essentiels

La cellule végétale

Représentation d'un chloroplaste :     (1)   membrane externe ;     (2)   espace intermembranaire ;     (3)   membrane interne ;     (4)   stroma ;     (5)   lumen du thylakoïde ;     (6)   membrane du thylakoïde ;      (7)  granum (empilement de thylakoïdes) ;     (8)   thylakoïde ;     (9)   amidon ;     (10) ribosome ;     (11) ADN chloroplastique ;     (12) plastoglobule (gouttelette lipidique).

Les types de cellules végétales (Tableau 13.3) Les cellules parenchymateuses: Compose la plus grande partie de la plante Avec ou sans chloroplastes Fonctions: stockage, photosynthèse, échange gazeux, protection, réparation et remplacement de tissus Les cellules collenchymateuses: Formes de longs filaments (céleri) Fonctions: support, flexibilité, réparation et remplacement de tissus Les cellules sclérenchymateuses: Fibres (utilisé pour fabriquer le textile et les cordes) et scléréides (l’enveloppe d’une graine ou l’aspect grumuleux de la poire) Fonction: support à la plante mature

Les tissus végétaux Le tissu méristématique: Le tissu protecteur: Tissu végétal embryonnaire (division cellulaire rapide) 3 types: Croissance primaire: Apicaux (longueur racine, tige) Croissance primaire: Intercalaires (longueur racines, tiges, feuilles) Croissance secondaire: Latéraux (circonférence racines, tiges) Le tissu protecteur: L’épiderme ou le périderme qui recouvre la plante Certaines cellules de l’épiderme sont spécialisées telles que les cellules de gardes et les poils absorbants Le tissu fondamental: Compose la majeure partie des structures internes Le tissu vasculaire (conducteur): Le xylème (transport de l’eau et des minéraux, racinefeuilles) et le phloème (transport des nutriments organiques)

Révision 13.1 et 13.2 Quelles sont les 3 cultures qui composent la plus grande part de l’alimentation humaine? Le blé, le canola et l’orge (le maïs-grain est presqu’aussi important que l’orge) Explique pourquoi l’agriculture est importante pour la société canadienne. 1 emploi sur 7 est directement relié à l’agriculture L’agriculture et le secteur agroalimentaire composent 10% du produit brut intérieur Nos cultures sont exportés à travers le monde Permet des relations étroites avec les É.-U., la Chine et le Japon

Suite… Donne ton opinion sur l’efficacité et l’aspect durable de la monoculture comme méthode pour augmenter le rendement des cultures. Justifie ton opinion. Si un seul type de plante est cultivé sur de vaste superficie, il faut un seul type d’engrais, les mêmes soins, les mêmes pesticides, etc. L’agriculteur devient expert dans cette culture et augmente son rendement. Source: http://www.agronomy- journal.org/index.php?option=com_article&access=doi&doi =10.1051/agro:19930801&Itemid=129

Suite… Compare le système racinaire et le système aérien des plantes. Le système racinaire est sous la surface du sol donc n’a pas accès à la lumière. Il comporte les racines qui absorbent l’eau et les minéraux et encre la plante au sol. Le système aérien comporte la ou les tiges et les feuilles. Les feuilles et les tiges vertes sont photosynthétiques. Les deux systèmes sont reliés par le xylème et le phloème dans les plantes vasculaires.

Suite… Énumère 3 organites qu’on retrouve dans une cellule végétale et explique leurs fonctions. Le chloroplaste: comprend les thylakoïdes qui contiennent les photosystèmes munit de chlorophylle. La photosynthèse débute dans la membrane des thylakoïdes.

Suite… La paroi cellulaire: se retrouve à l’extérieur de la membrane cellulaire, donne de la structure à la cellule grâce à la forte concentration de cellulose qui la compose. Le noyau, l’appareil de Golgi, le réticulum endoplasmique, les ribosomes, la vacuole, les lysosomes, les peroxysomes, la membrane cellulaire, la membrane nucléaire, les centrioles, le cytoplasme, le nucléoplasme. (voici une bonne révision des organites: http://askabiologist.asu.edu/les-parties ) http://www.inrp.fr/Acces/biotic//morpho/html/paroi.htm#structure Figure 1. Paroi d'une cellule végétale (X 45 000) Racine de bois.

Suite… Voir Q. 3 p. 553 Parenchymateuse sans chloroplastes Responsable du stockage d’amidon, d’huile et d’eau. Ces cellules comprennent de grandes vacuoles et des parois cellulaire minces. Dans les racines et les fruits Quel type de cellule spécialisé est une scléréide? Dans quel tissu trouve-t-on des scléréides? Sclérenchymateuse Dans le bois secondaire (partie morte de la tige) et dispersé dans la plante

Suite… Quels sont les 4 grands types de tissus végétales? Le tissu méristématique Le tissu protecteur Le tissu fondamental Le tissu vasculaire Voir Q. 10 p. 553

Les organes Les feuilles Les tiges les racines

Les feuilles Le rôle essentiel de la feuille est identique chez les gymnospermes (avec graines) et les angiospermes (avec fleurs) Il s’agit de transformer l’énergie solaire en substance nutritives grâce au processus métabolique de la photosynthèse. La structure de la feuille permet cette fonction. (autotrophe) Les feuilles fournissent l’oxygène et les substances nutritives pour toute la biosphère. De plus, les feuilles mortes fournissent l’énergie nécessaire aux décomposeurs qui recycle la matière.

Faisceau conducteur Cellule du mésophylle palissadique Cellule du mésophylle lacuneux Faisceau conducteur

Paroi cellulaire Plasmodesme Paroi cellulaire Paroi cellulaire Cytoplasme Cytoplasme Paroi cellulaire Plasmodesme

Composantes de la feuille Épiderme: Couche externe de cellules qui sert à protéger (contre les mycètes et les bactéries) les cellules à l’intérieur de la feuille. Les cellules s’ajustent l’une à l’autre comme l’épiderme humain le fait. Les humains peuvent se déplacer pour trouver un abris ou de l’eau tandis que les plantes ne peuvent pas. Pour éviter une grande perte d’eau ou une hyperhydratation, les cellules de l’épiderme produisent une cuticule. La cuticule est une mince couche cireuse et transparente. Donc, évite la surcharge ou la perte d’eau ainsi que l’entrée et la sortie des gaz. La transparence permet l’entrée des photons du Soleil.

Les stomates Les stomates sont les pores de la cellules. Elles permettent l’échange gazeux et sont particulièrement nombreuses sur le revers des feuilles. Ils sont bordé de cellules de garde qui travaillent en tandem pour contrôler l’ouverture des stomates. Ils sont aussi munis de chloroplastes, donc ils sont photosynthétique. Plus l’ouverture est grande, plus de dioxyde de carbone et d’oxygène sont échangés. Stomate ouvert (a) et fermé (b) 1 Cellule épidermique 2 Cellule de garde 3 Ostiole 4 Ions K+ 5 Eau 6 Vacuole

Les trichomes Certaines feuilles ou tiges Les trichomes sont une excroissance à la surface de l’épiderme de la feuille. Maintient la surface de la cellule fraîche et réduit l’évaporation (la perte d’eau) Certaines secrètent des substances collantes ou toxique pour éloigner les herbivores (adaptation évolutionnaire).

La membrane spongieuse des feuilles Les cellules du tissu parenchymateuse (spongieux) sont espacées qui lui permet de contenir l’air (le dioxyde de carbone, l’oxygène et l’azote) et la vapeur d’eau. L’eau qui s’évapore de la stomate constitue la transpiration de la plante.

Le tissu vasculaire des feuilles Les nervures des feuilles sont composées de xylème et de phloème. Elles ont trois fonctions: Elles transportent l’eau jusqu’aux feuilles; Elles apportent les minéraux dissous jusqu’aux feuilles; Elles évacuent de la feuille le glucose dissous.

Les cellules du mésophylle palissadiques des feuilles Cellules longues et étroites Orientation vertical. Donc, un extrémité est exposé au photons tandis que l’autre aux gaz (O2 et CO2) Riche en chloroplastes.

Question pratique à l’examen Selon toi, les plantes en milieu arides ont-elles plus ou moins de stomates que les plantes en milieu humide? Explique ta réponse.