LA NUTRITION ET LE TRANSPORT DES NUTRIMENTS

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1 LA NUTRITION ET LE TRANSPORT DES NUTRIMENTS
Chapitre 36 et 37 Automne 2007

2 Transport et nutriments: un aperçu…
Les racines absorbent l’eau et les minéraux du sol. Les feuilles utilisent cette eau pour faire de la photosynthèse à partir de la lumière du soleil et du CO2 de l’air. L’eau doit être transportée des racines aux feuilles … parfois sur plus de 100m.

3 Les besoins nutritifs…
Expulsion de H2O et O2 Le CO2 fournit le carbone (photosynthèse) Les racines absorbent O2 et expulsent le CO2 Les racines absorbent H2O + minéraux du sol

4 L’azote: Nutriment important dans la croissance des Végétaux
(Chapitre 37) L’azote est le principal acteur dans la croissance des végétaux Élément essentiel des protéines, acides nucléiques, chlorophylle et autres molécules organiques… L’atmosphère terrestre contient 80% de N2 Les Végétaux n’assimile pas l’azote sous forme gazeux  NH4+ ou NO3- Où retrouve-t-on ces composés ????

5 La fixation de l’azote (Chapitre 37) Décomposition de l’humus par les micro-organismes… Bactéries fixatrices d’azote !!!! Transformation N2  NH3 par un processus complexe (comprenant plusieurs étapes) Sol riche en substances organiques  nb de bactéries car dépense énergétique  pour fixer l’azote!! Il faut 16 moles d’ATP pour fixer 1 mole de N2 L’humain consomme  énergie pour produire des fertilisants ( coût et  pollution)

6 Rôle des bactéries du sol
Figure 37.9

7 Adaptations nutritives des plantes
Associations mutualistes Symbiose entre bactéries fixatrices d’azote et végétaux = nodosités Troc = glucide contre azote Les légumineuses sont riches en protéines car elles ont accès à beaucoup d’azote

8 Adaptations nutritives des plantes
Associations mutualistes Symbiose entre racines et mycète = mycorhize Troc = glucide contre  surface d’absorption de l’eau Sécrète des substances qui favorisent la croissance et la ramification des racines Augmentation de la surface de contact des racines Augmentation de la solubilité de certains minéraux Absorption d’eau plus efficace Protège la plante des agents pathogènes

9 Adaptations nutritives des plantes
Associations non mutualistes Les plantes parasites Absorption des glucides et minéraux de d’autres plantes (hôtes) Racines qui servent de suçoirs La plante parasite complète ainsi son alimentation, ou va jusqu’à se nourrir exclusivement de cette façon Épifage de Virginie

10 Adaptations nutritives des plantes
Associations non mutualistes Les plantes carnivores Vivent sur des sols pauvres (NO3-) Elles deviennent partiellement hétérotrophes, elles sont à la fois productrices et prédatrices

11 La dionée attrape-mouche
Lorsque qu’un imprudent se dépose, un courant électrique provoque un flux osmotique vers les cellules externes de la feuille-piège, celles-ci deviennent turgescentes et le piège se referme sur sa proie Dionaea muscipula

12 Vacuole centrale et tonoplaste
La cellule végétale Fig. 7.8 Les ¢ végétales possèdent une paroi, une membrane et une vacuole. Vacuole centrale et tonoplaste Protoplaste = organite + cytosol Chloroplastes Membrane plasmique Plasmodesmes Parois cellulaires adjacentes

13 Transport cellulaire (révision)
Très petite distance La membrane = perméabilité sélective = régit le transport des nutriments 3 compartiments ¢ Paroi - membrane Membrane – cytosol Cytosol - vacuole Fig. 36.6a

14 Transport cellulaire (révision)
Diffusion simple: hydrophobes ou petites, dans le sens du gradient - passif (O2, CO2) Diffusion facilitée: polaires ou chargées - dans le sens du gradient - protéine requise - passif (K+) Transport actif: polaires ou chargées - contre le gradient - protéine requise - ATP requis (H+) Cotransport: polaires ou chargées - à la fois contre et dans le sens du gradient - protéines requises - actif (NO3-, saccharose)

15 Transport au niveau tissulaire
Transport radial = transport sur courte distance (à l’intérieur du même organe) Symplaste = communication des cytosols par les plasmodesmes. 1 seule membrane à traverser ! Apoplaste = ensemble continu des interstices des parois cellulaires. pas de membrane à traverser ! Voie trans-membranaire Fig. 36.6b Voie du symplaste Voie de l’apoplaste Parois cellulaires sont hydrophiles

16 L’ABC du transport des nutriments chez les Végétaux vasculaires
Absorption de l’eau et des minéraux du sol par les racines La montée de la sève brute dans le xylème Le transport de la sève élaborée dans le phloème

17 1-Absorption de l’eau et des minéraux du sol par les racines
3- Une partie des minéraux entre dans symplaste (sélection) Fig. 36.7 1-Entrée facile par l’apoplaste (paroi hydrophile) 5-Retour dans apoplaste = xylème (mort) Bande de Caspary 2-Voie symplaste (plus difficile  mb à traverser) 4- Stèle barrée par Bande de Caspary  Doit entrer par symplaste (sélection!!!) Plasmodesmes

18 1-Absorption de l’eau et des minéraux du sol par les racines
Fig. 36.2 Diffusion simple Aquaporines Pompe H+ couplée à du cotransport (NO3-/H+) Canal ionique K+

19 2-La montée de la sève brute
99% eau Ions (NO3-, NH4+, K+, PO43- et Ca2+) La sève brute est transportée dans le xylème du bas vers le haut (transport unidirectionnel) Obstacle majeur = la gravité La sève brute est-elle poussée par les racines ou aspirée par les feuilles ???

20 2-La montée de la sève brute
Par ces 2 moyens !!! Pression (ou poussée) racinaire Aspiration foliaire de la sève brute

21 2-La montée de la sève brute: Pression racinaire
Lorsque la transpiration est faible Nuit, printemps (avant apparition des feuilles) Dépense d’ATP pour faire entrer les minéraux du sol Accumulation dans la stèle Création d’une solution hypertonique par rapport à la solution du sol L’eau du sol pénètre la stèle par osmose Création d’une pression d’eau au bas de la plante Ascension de la sève brute dans le xylème La pression racinaire peut combattre la gravité jusqu’à une hauteur de 2 mètre (environ)

22 2-La montée de la sève brute: Aspiration foliaire
Le transport de la sève est un système ouvert L’eau entre par les racines L’eau s’évapore par les stomates des feuilles La colonne de sève dans la plante est continue (sans poche d’air) Effet aspirant du mécanisme transpiration-cohésion

23 2-La montée de la sève brute: Le courant de masse
La pression racinaire engendre une pression positive sur le xylème au pied de l’arbre L’aspiration foliaire engendre une tension ou une pression négative (comme le piston d’une seringue) sur le xylème à la cime de l’arbre On appelle courant de masse le déplacement d’un fluide dû à une différence de pression aux deux extrémités du xylème L’aspiration foliaire est plus importante (plus forte) que la poussée racinaire

24 Ascension de la sève brute
Transpiration Cohésion et adhérence dans le xylème Absorption de l’eau du sol

25 2-La montée de la sève brute: Le courant de masse
Le courant de masse engendré par la transpiration assure un apport continu d’eau dans la feuille Grâce au courant de masse, la plante n’utilise pas d’énergie pour faire monter l’eau

26 La transpiration… Le contrôle des stomates
Le rôle de la transpiration chez les végétaux Transport de l’eau et des minéraux vers les feuilles  création du courant de masse Effet de refroidissement (↓T° feuille) Maintien de l’équilibre hydrique dans la plante Les  stomatiques contrôlent l’ouverture et la fermeture des stomates Un stomate = 2  stomatiques  stomatiques ostiole

27 L’ouverture et la fermeture des stomates
Figure 36.13 Paroi dont l’épaisseur n’est pas uniforme  déformation vers l’extérieur lorsque turgescente Absorption et perte réversible de K+ dans la vacuole

28 Facteurs influençant l’ouverture et la fermeture….
Le lever du soleil (lumière bleue) provoque ______________ Le manque de CO2 provoque ______________, même à l’obscurité L’horloge biologique des cellules provoque _______________ le jour et la _____________la nuit, même à l’obscurité Le manque d’eau provoque _______________, même en plein jour

29 3- Le transport de la sève élaborée
Saccharose Eau Acides aminés Hormones Certains ions 3- Le transport de la sève élaborée La sève élaborée circule dans le phloème dans la direction opposée à celle de la sève brute (transport multidirectionnel) Transport d’un organe source  organe cible Organe source = production de glucide (photosynthèse, hydrolyse de l’amidon) Organe cible = consommation ou emmagasinage des glucides

30 1-  saccharose tube criblé attire l’eau par osmose
2- Pression positive qui pousse la sève élaborée dans le tube criblée 3- La pression est libérée par la sortie du saccharose vers l’organe cible (et l’eau qui suit par osmose) 4-L’eau revient à l’organe source en passant par le xylème Figure 36.17

31 3- Le transport de la sève élaborée un résumé…
Le phloème accumule beaucoup de soluté près de l’organe source Solution hypertonique  pression Le pholème perd beaucoup de soluté près de l’organe cible Solution hypotonique  pression Le courant de masse est produit par une différence de _________________ aux deux extrémités du tube criblée du pholème

32 Le cotransport du saccharose
Le saccharose produit dans les ¢ mésophilienne (organe source) doivent se rendre dans les ¢ criblées du pholème avant de pouvoir être transporté vers un organe cible Symplaste H+ H+ H+ H+ H+ Apoplaste H+ Fig

33 Transport des nutriments
Feuilles : photosynthèse produit des glucides (PGAL) transformés en saccharose. Stomates : échanges gazeux (O2-CO2) (2-3) Stomates : la transpiration fait monter l’eau (sève) Transport radial (2) Tige : sève brute monte dans le xylème (4)Tige : sève élaborée descend dans le phloème Courant de masse Courant de masse Niveau cellulaire Racines : absorption d’O2 et rejet de CO2, déchet de la respiration cellulaire Transport radial (1) Racines : absorption d’eau et de minéraux Fig. 36-1