1 S Morphogenèse végétale Plan du cours Croissance radicule Sèneçon Différents types morphologiques Parasitisme sur une euphorbe TP « frites » Rappels cellule végétale Structure membrane squelett. Membrane squelettique Auxine: effet de la concentration Auxine: Lumière Auxine: gravité Circulation de l’IG Vocabulaire Sources

1S Morphogenèse végétale. I. Les variations morphologiques de végétaux. A) Types de morphologies des plantes 1) Les différentes parties d’une plante à fleur. 2) Principaux ports et types morphologiques B) Différences morphologiques dues à des différences génétiques. Différences entre espèces (les gènes sont différents). Différences entre individus 3) Des gènes « architectes » déterminant la morphologie des plantes a) Rappel sur les gènes homéotiques b) Exemple de l’organisation de la fleur d'Arabidopsis Thaliana (Arabette des dames). C) Différences morphologiques dues à l’influence du milieu. D) Différences morphologiques dues à l’interaction d’autres êtres vivants. E) Le cas des adaptations. F) Conclusion sur les différents types de modifications morphologiques II. Les modalités de la croissance des végétaux. A) Etude d’une zone en croissance B) Le mécanisme de la croissance du nombre de cellules. 1) La mitose : une reproduction conforme de la cellule. a) Rappels sur la structure d’un chromosome. b) Les différent es phases de la mitose 2) Importance des évènements situés entre deux mitoses. 3) Le mécanisme de la réplication de l’ADN : la réplication semi-conservative. 4) Le cycle cellulaire Définition du cycle cellulaire. Evolution de la quantité d’ADN par ce llule au cours d’un cycle cellulaire. c) Les étapes du cycle cellulaire C) Mécanisme de la croissance en longueur des cellules végétales. La structure de la membrane d’une cellule végétale. Un mécanisme responsable d’une pression s’exerçant sur la m embrane : L’osmose. III. Facteurs hormonaux réglant la croissance des végétaux. A) Totipotence cellulaire et développement harmonieux d’un organisme. B) Des hormones végétales aux effets spécifiques 1) Notion d’hormone végétale. 2) Hormones agissant sur l’élongation des cellu les. a) Auxine b) Gibbérellines en interaction avec l’auxine. 3) Hormones agissant sur la prolifération cellulaire. C) Action des hormones sur la morphogenèse végétale. D) Mécanisme d’action du milieu sur la morphologie végétale. Exemple de l’action de la lumière. Mise en évidence Mécanisme de l’action de la lumière. Exemple de l’action de la gravitation. IV. Conclusion : interaction entre milieu et génome dans le cas des végétaux. Existe t’il un effet à long terme

Morphologie d’une plate à fleur: Séneçon vulgaire (senecio vulgaris)

Marquage d’un petit pois Marquage germination + 4 j Lecture germination + 5 j

Différents types d’acquisition d’une modification morphologique Différences héréditaires Symbiose parasitisme Différences liées à l’interaction avec un autre être vivant Dans un milieu donné la morphologie est: Différences non héréditaires Différente Différence génomique Adaptation convergente Espèces différentes Convergence morphologique acquise Semblable Différence allélique Adaptation Différente Semblable Même espèce Acclimatation (accommodation)

TP « frites »

Parasitisme sur une euphorbe Euphorbe petit-cyprès (euphorbia cyparissias) Forme parasitée par Uromyces Pisi Aspect normal

Rappels sur la cellule végétale Membrane plasmique Cytosol Nucléole noyau Ribosomes REG Réticulum endoplasmique Mitochondrie Grande Vacuole Membrane squelettique Chloroplaste

Structure de la membrane squelettique Cytosol cellule 1 Membrane plasmique Paroi (membrane) celluloso-pectique Membrane secondaire Membrane primaire Lamelle moyenne Cytosol cellule 2 Couche de la paroi pectocellulosique Constitution chimique Propriétés Lamelle moyenne Composés pectiques Consistance de gelée assurant une fixation lâche entre les cellules. Membrane primaire Composés pectiques fibres de cellulose Consistance plastique Membrane secondaire Cellulose et lignine Consistance élastique.

Membrane squelettique Paroi (membrane) celluloso-pectique Lamelle moyenne Membrane primaire Membrane secondaire

Effets de l’auxine suivant sa concentration Tige 1 10-3 Tige1 10-5 Tige2 Tige 2 g.mL -1 10 -10 -8 -6 -4 Elongation/ + - Tiges témoin longueur initiale longueur finale témoin Bourgeons Auxine (AIA) Racines

Effet de la lumière sur la croissance d’une tige Auxine témoin Racines Tiges Auxine (AIA) g.mL -1 10 -10 -8 -6 -4 Elongation/ + - Croissance plus rapide du côté ombre

Auxine: effet de la gravité sur la croissance d’une tige et d’une racine Cas d’une tige Cas d’une racine témoin Racines Tiges Auxine (AIA) g.mL -1 10 -10 -8 -6 -4 Elongation/ + - Auxine Croissance plus rapide du côté bas Croissance plus rapide du côté haut

Circulation de l’information génétique dans la cellule Mécanisme Molécule produite Localisation chez un eucaryote Réplication ADN Noyau Génotype Phénotype ARNm Transcription Noyau Protéine Traduction Cytosol

Vocabulaire de base à connaître concernant la morphogenèse végétale Notion Définition Exemple Port d’une plante Clone Son allure générale, la disposition de son feuillage Cellules ou individus descendant d’une cellule de départ par mitose. Port en boule du tilleul, en drapeau des arbres exposés au vent. Fragmentation puis culture in vitro, greffes d’arbres fruitiers, vrais jumeaux Adaptation Cycle cellulaire mitose C’est la séquence d’événements comprenant une et ramenant une cellule à son état de départ. Caractère héréditaire d’un être vivant favorable à la survie dans un milieu donné, fixé grâce à La sélection naturelle. Variétés naines de saules adaptées aux zones d’altitude enneigées. Evénement compris entre une anaphase et l’anaphase de la mitose suivante. Réplication de l’ADN Production de deux molécules d’ADN portant la même IG à partir d’une molécule de départ. Elle se fait suivant un mécanisme semi-conservatif. Passage d’un chromosome monochromatidien à un chromosome bichromatidien au cours de la phase S Acclimatation= accommodation Modification non héréditaire d’un individu liée aux caractéristiques d’un milieu particulier. Anémomorphoses (formes prises par des arbres soumis à un fort vent dominant) Convergence Osmose Caractères analogues pris par différentes espèces et liées aux caractéristiques d’un milieu donné. Ce peuvent être des adaptations ou des acclimatations Mouvement d’eau à travers une membrane provoqué par des différences de concentrations en soluté. Une cellule placée dans l’eau pure devient turgescente Méristème Hormone végétale Amas de cellules indifférenciées capables par leurs divisions d’assurer la croissance d’un organe végétal Substance chimique produite par un végétal, efficace à faible dose et agissant à distance de son lieu de production sur des cellules cibles sur lesquelles elle provoque des effets spécifiques. Méristème apical caulinaire (extrémité d’une tige) ou racinaire (extrémité d’une racine) Auxine (élongation cellulaire) Cytokinines (prolifération cellulaire) Gibbérellines (élongation ou prolifération) Mitose Division cellulaire assurant une reproduction conforme de l’information génétique. Protoplaste Cellule végétale libérée de sa membrane squelettique.

Sources Euphorbe petit cyprès non parasitée http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Euphorbia_cyparissias-02_%28xndr%29.jpg Effet de la concentration d’auxine d’après Hatier 1 S doc 4 p240 Arabidopsis d ’après Hatier seconde http://www.mun.ca/biochem/courses/3107/Lectures/Topics/Flower_development.html