Séance 5 - La feuille Flashcards

1
Q

Quel est le rôle des chambres sous-stomatiques?

A

Ils permettent une diffusion de CO2 à plusieurs cellules au lieu de juste une s’il y avait une cellule directement sous le stomate.

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2
Q

Vrai ou Faux: La diffusion de CO2 est plus rapide à travers l’extérieur des cellules que dans l’intérieur des cellules.

A

Vrai.

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3
Q

Décrivez la courbe de saturation de CO2.

A

Efficacité: La quantité de CO2 de plus qui peut être fixer à une certaine concentration de CO2.
Point de compensation Γ: La concentration de CO2 requise pour que la photosynthèse nette ai un taux de 0.
Concentration saturante: La concentration de CO2 à laquelle une plante ne pourra plus augmenter son taux de photosynthèse.
Capacité: Le taux de photosynthèse d’une plante à sa concentration saturante.

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4
Q

Entre une plante en C3 et une plante en C4, laquelle va atteindre sa capacité maximale de CO2 plus rapidement? Laquelle va avoir une plus faible capacité maximale de CO2?

A

Dans les deux cas, la réponse est la plante en C4. Il est donc avantageux pour les plantes d’être en C4 dans des environnements à faible CO2.

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5
Q

Quel effet a eu l’industrialisation sur le point de compensation de carbone de la Terre?

A

Avant l’industrialisation, Γ de la Terre était plus ou moins égale à R (respiration). Cependant, avec l’industrialisation, le point de saturation a augmenté drastiquement.

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6
Q

Que sont les effets de la température sur la photosynthèse brut et sur la respiration?

A

La PSbrut va augmenter avec la température, avec un pic à à peu près 30C. La respiration va également augmenter avec la température, mais l’augmentation va être exponentiel à 30C pour atteindre un sommet à 40C.

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7
Q

Qu’est-ce qui explique que la photorespiration est très sensible à la température?

A
  • La solubilité des gaz diminue avec la température. Entre l’O2 et le CO2, La solubilité du CO2 diminue plus rapidement et plus drastiquement. Il y aura donc moins de photorespiration à des plus faibles température.
  • L’affinité de la rubisco pour le CO2 diminue avec la température. Plus la température augmente, plus la rubisco va capter de l’O2 au lieu de CO2.
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8
Q

Entre une plante en C3 et une plante en C4, laquelle va être à son plus performant à des températures moyennes (20-25C)? Laquelle va être plus performante à des plus hautes chaleurs?

A

La C3 va plafonner autour de 20-25C, ce qui va donc être le maximum de température pour qu’elle puisse fixer un maximum de CO2. La C4 va pouvoir aller jusqu’à 30-35C avant de plafonner, et va donc pouvoir continue à maximiser sa fixation de CO2 à des hautes températures.

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9
Q

Quelle niche écologique explique l’apparition des plantes C4?

A

Le niveau de CO2 dans l’atmosphère a beaucoup augmenté depuis l’holocène. Le point de compensation des plantes à donc augmenté en accordance, et les plantes C3 ont pu continuer à survivre. À des hautes températures, par contre, le point de compensation était simplement trop élevé pour la plante, et les plantes C3 n’ont pas pu survivre. C’est cette niche, donc des plantes qui peuvent faire de la photosynthèse à des températures élevées, qui explique l’apparition des plantes en C4.

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10
Q

Qu’est-ce qui explique que les plantes C4 dominent les faibles latitudes, mais que les plantes C3 dominent les hautes latitudes?

A

Les plantes C4 sont plus productives à des hautes températures. Leur productivité diminue énormément à des plus faibles températures, donc dans les hautes latitudes, les plantes C3 dominent.

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11
Q

Qu’est-ce que le Light Compensation Point?

A

Le taux de PPFD (irradiance) minimal à lequel la photosynthèse nette est égale à 0.

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12
Q

Qu’est-ce que l’efficacité quantique Φ?

A

Φ est le taux de photosynthèse sur l’irradiance. En autre mots, Φ = deltaPS / delta PPFD

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13
Q

Pourquoi Φ est-il insensible à la température chez les plantes en C4?

A

Parce que ces plantes ne font pas de photorespiration. La respiration et la photosynthèse brute suivent donc la même pente en fonction de la température, donc aucun changement.

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14
Q

Pourquoi est-il plus important pour la plante de se préoccuper d’un excès de lumière plutôt qu’un excès de CO2?

A

Un excès de CO2 n’est pas endommageant pour la plante. Trop de lumière, par contre, peut endommager les photosystèmes et les pigments et même les dégrader.

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15
Q

Si PPFD > PPFDsat, qu’est-ce que la plante va faire pour se débarasser de l’excès d’énergie? Que sera les effets sur le schéma Z?

A

Si PPFD>PPFDsat,
-Les réactions photochimique (schéma Z + Cycle de Calvin) ne parviennent plus à dissiper l’énergie absorbée par les chlorophylles
-Les chlorophylles en état d’excitation vont s’accumuler
-La zéaxanthine (violaxanthine -> anthéraxanthine -> zéaxanthine dans un caroténoïde) va absorber l’énergie excessive et la dissiper en chaleur
Sur le schéma Z;
-Accentuation des voies cycliques d’électrons dans les photosystèmes
-Mobilisation additionelle du Cycle Q (donc plus de H+ dans le lumen)
-Acidification du lumen active le violaxanthine de-epoxidase, ce qui augmente la concentration de zéaxanthine dans la cellule.

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16
Q

Distinguez entre une plante sciaphyte et une plante héliophyte.

A

Sciaphyte:
-Feuille plus grande mais plus mince
-Antennes plus larges avec plus de LHCII riche en chlorophylle b (plus de thylacoïdes assemblés en grana), donc un ratio chla/b moins élevé
-PPFDsat et Amax plus faible
-Point de compensation plus faible
-Taux de respiration plus faible
Héliophyte:
-Feuille plus petite mais plus épaisse
-Plus de transporteurs d’électrons (plastoquinone, cyt b/f, plastocyanine, ferrédoxine, etc.) et d’ATP synthéase, donc un ratio chla/chlb plus élevé.
-PPFDsat et Amax (assimilation photosynthétique maximale) plus élevé
-Point de compensation plus élevé
-Taux de respiration plus élevé
NOTE: Il n’y a aucune différence entre l’efficacité quantique Φ entre une plante sciaphyte et une plante héliophyte.

17
Q

Vrai ou Faux: La rubisco est plus abondante chez les plantes sciaphytes que les plantes héliophytes.

A

Faux: L’inverse est vrai. Ceci est également très coûteux énergétiquement.

18
Q

Vrai ou Faux: C’est la lumière qui va accélerer l’ouverture des cellules de garde des stomates.

A

Faux: Oui, la lumière va commencer l’ouverture des stomates, mais l’ouverture des stomates se fait extrêmement lentement. C’est la diminution de CO2 interne (et donc un haut taux de photosynthèse) qui va faire en sorte que les cellules de garde ouvre plus rapidement.

19
Q

Vrai ou Faux: L’ouverture des stomates est beaucoup plus lente que la photosynthèse.

A

Vrai.

20
Q

Quel est l’importance du mouvement d’eau dans l’ouverture des cellules de garde? Qu’est-ce qui empêche les cellules de garde d’augmenter en diamètre même quand l’eau va entrer dans les cellules?

A

Quand l’eau va rentrer dans les cellules de garde, il va y avoir un mouvement important d’ions K+ et Cl- qui vont entrer dans les cellules de garde. L’augmentation du volume d’eau et d’ions dans les cellules va forcer les cellules à se séparer et à s’étirer, car ils ne peuvent pas augmenter en diamètre à cause des microfibrilles en cellulose dans les cellules de garde. La présence d’acide abscisique (ABA) va induire une déturgescence dans les cellules de garde, et donc une quantité importante d’eau et d’ions va sortir des cellules de garde, fermant ainsi les stomates.

21
Q

Quelle dilemme existe-t-il entre le gradient d’H2O dans la feuille et le gradient de CO2 dans la feuille?

A

Le gradient d’H2O va de la feuille vers l’air ambiante, mais le gradient de CO2 va de l’air ambiante vers la feuille.

22
Q

Qu’est-ce que la couche limite? Qu’est-ce qui détermine son épaisseur (δcl)?

A

Couche limite: zone d’interface entre un corps et un fluide dans ce cas-ci, l’air). Les conditions dans cette zone sont intermédiaires entre les conditions à la surface du corps et les conditions à l’extérieur de la couche limite.
Épaisseur δcl: proportionelle à la longueur de la feuille et la vitesse du vent. Un vent plus vite va diminuer la taille de la couche limite. Une feuille plus longue va avoir une couche limite plus épaisse.

23
Q

Qu’est-ce que la conductance de la couche limite (g(cl))? À quoi est-elle proportionelle?

A

Conductance de la couche limite g(cl): facilité avec laquelle les molécules peuvent traverser un milieu. Elle est inverse à la résistance (1/r).
Elle est proportionelle à 1/δcl. Si le vent est fort par exemple, il y aura une couche très mince et donc une conductance plus élevée.

24
Q

Vrai ou Faux: Une plante dans des conditions où il vente va transpirer plus qu’une plante dans des conditions où il vente très peu.

A

Vrai, car sa couche limite va être plus mince.

25
Q

Qu’est-ce que la conductance stomatique g(s)? Qu’est-ce que la conductance de la feuille g(f)?

A

Conductance stomatique g(s): Facilité avec laquelle les molécules peuvent entrer ou sortir des stomates. Dépend du degrée d’ouverture des stomates, de la taille et du nombre de stomates.
Conductance de la feuille: égale à g(s) + g(cuticule)

26
Q

Quelle est l’équation pour la conductance totale g(tot) d’une feuille?

A

gtot = ((g(feuille) * g(cl))/(g(feuille) + g(cl))) *2$, où:
gtot = la conductance totale
g(feuille) = la conductance de la feuille = g(stomates) + g(cuticule)
g(cl) = la conductance de la couche limite
2$ parce que le 2 assume qu’il y a autant de stomates sur les deux côtés de la feuille. Si ce n’est pas le cas, le nombre va varier entre 1 et 2.

27
Q

Quelle est la relation entre la conductance du CO2 et la conductance de l’eau?

A

g(CO2) = g(H2O) / 1.6. Le 1.6 vient du fait que l’eau se diffuse 1.6 fois plus rapidement que le CO2.

28
Q

Quelle est la formule pour le taux de transpiration? Quels facteurs peuvent affecter les composant de la formule?

A

E = gtot * Δ [H 2 O], où:
E = taux de transpiration
gtot = conductance totale
Δ [H 2 O] = Gradient de vapeur d’eau.
On considère que l’humidité relative à l’intérieur de la feuille est de 100%.
Facteurs qui peuvent influencer gtot:
-Vent (via g(cl))
-Niveau d’irradiance (via g(s))
-Concentration externe de CO2 (via g(s))
-Disponibilité de l’eau dans le sol (via g(s))
Facteurs qui peuvent influencer Δ [H 2 O]:
-L’humidité relative de l’air
-Température de l’air (quand la température diminue, Δ [H 2 O] diminue)

29
Q

You deserve a break, here’s a shot of serotonin

A

https://www.youtube.com/watch?v=GjWkpsLzogk&ab_channel=Seto2

30
Q

Vrai ou Faux: Il n’y a pas de rétroaction entre la conductance des stomates g(s) et le taux de transpiration E.

A

Vrai, à moins qu’on soit en stress hydrique.

31
Q

Notez comment les changements suivant vont avoir un impact sur la photosynthèse, sur le taux de carbone interne, sur la conductance des stomates, sur le taux de transpiration et sur la conductance de la couche limite:

  1. Augmentation de PPFD
  2. Augmentation de la température ambiante
  3. Augmentation du CO2 externe
  4. Augmentation de l’humidité relative de l’air
  5. Augmentation du vent
A
  1. La photosynthèse va bien sur augmenter. Il va initiallement y avoir une baisse dans le taux de Ci, mais l’ouverture des stomates à cause de la lumière va augmenter le taux. La conductance des stomates et le taux de transpiration vont tout les deux augmenter. Aucun changement dans g(cl).
  2. Plus de photosynthèse et le même back and forth du Ci que le point 1. Il va y avoir une augmentation dans la conductance des stomates et une énorme augmentation dans le taux de transpiration. Aucun changement dans g(cl).
  3. Plus de CO2 externe va augmenter le taux de photosynthèse, et il y aura encore un back and forth dans le Ci. La conductance des stomates va diminuer ainsi que le taux de transpiration. Aucun changement dans g(cl).
  4. Rien ne va changer à part de le taux de transpiration, qui va diminuer.
  5. La plante va transpirer plus à cause des perturbations à la couche limite. La conductance de la couche limite va évidemment augmenter. Si la plante perçoit le vent comme stress, elle va fermer ces stomates, ce qui va diminuer le taux de carbone interne, la photosynthèse et la conductance des stomates. Sinon, ces trois facteurs ne changeront pas.
32
Q

Quand la photosynthèse nette diminue, g(s) va également diminuer. Comment la plante va-t-elle savoir si ce changement est dû à un stress hydrique?

A

Si la photosynthèse nette diminue à cause d’un changement de luminosité ou de température, g(s) va également diminuer mais le taux de carbone interne va rester stable. Si, par contre, c’est un stress hydrique, le taux de carbon interne va diminuer également.

33
Q

Que sont les fonctions bénéfiques de la transpiration dans la plante?

A
  • Induit le transport d’eau et de minéraux
  • Contribue au refroidissement de la feuille:
    a. Le passage d’eau en vapeur d’eau consomme de l’énergie, ce qui provient de la plante. Une perte d’énergie = refroidissement.
    b. Le refroidissement est donc favorisé si le taux de transpiration est élevé ou si la température interne de la feuille est élevée.
34
Q

Que sont les stratégies des plantes xérophytes pour éviter ou pour réduire le taux de transpiration?

A

Éviter:
-Abscission des feuilles et dormance
-Racines pivotantes (pour se connecter directemment à la nappe phréatique)
-Accumulation d’eau ou succulence (tige ou feuille)
Réduire:
-Cuticule plus épaisse
-Stomates: réduire le nombre par feuille, localiser les stomates sur la face inférieure de la feuille, enfoncer les stomates par rapport aux autres cellules de l’épidermeé.
-Présence de poils: Augmente l’épaisseur de la couche limite et absorbe de le l’eau via des cryptes.
-Présence d’un hypoderme: protège le parenchyme chlorophyllien contre la dessication
-Photosynthèse par les tiges (feuilles sont donc réduites ou ils vont chuter)
-Présence de cellules bulliformes (permet aux feuilles de s’enrouler, milieu plus humide du côté intérieure)
-Fermeture des stomates durant la période la plus chaude de la journée

35
Q

Que sont les stratégies des plantes xérophytes pour réduire la température des feuilles?

A
  • L’orientation des feuilles: Une feuille verticale va être moins exposée au soleil à midi.
  • La couleur des feuilles: certaines feuilles vont avoir une poudre blanchâtre sur eux. Le plante réflète beaucoup plus de lumière que le vert, donc moins de lumière absorbée par la plante.
  • Les poils: Va faire en sorte que la surface de la feuille soit plus lisse, et donc qu’elle réflete plus de lumièreé
  • Des petites feuilles: Quand les stomates vont être fermés, il y aura moins de transpiration.
36
Q

Que sont les problèmes associés à une plante dans un milieu aquatique?

A
  • Réduction de la disponibilité de lumière

- Faible disponibilité de CO2 (et d’O2) dissous dans l’eau.

37
Q

Distinguez entre les trois types de plantes hydrophytes vu en classe: les plantes submergées, les plantes émergées et les plantes émergées flottantes.

A

Submergée:
-Tissus conducteurs des racines et tiges peu développés (besoin en eau très faible et pas besoin de support grâce à l’eau)
-Présence d’aérenchyme pour assurer le déplacement des gaz entre les tissus.
-Feuilles très minces (meilleur apport de CO2) et sciaphytes (faible disponibilité de lumière dans l’eau)
-Absence de cuticule et de stomates
Émergée:
-Feuilles en contact avec l’air donc pas d’adaptations particulières pour les feuilles
-Tolérance à l’anoxie au niveau des racines
-Pneumatophores chez certaines ligneuses.
Émergée flottante:
-Face inférieure des feuilles en contact avec l’eau
-Stomates sur la face supérieure
-Présence d’aérenchyme
-Présence de sclérites pour dissuader les prédateurs.