Transport et distribution de l'eau et des solutés

Question 1

Citer quelques éléments types de la cellule végétale.

Answer 1

Noyau, vacuole, cytoplasme, membrane plasmique, chloroplastes, paroi végétale.

Question 2

Quels sont les deux types de vacuole possible ? Décrire leurs spécificités.

Answer 2

La vacuole de stockage qui peut stocker des macromolécules ( intermédiaires métaboliques, sucres, protéines,…) et permet de donner une source d’énergie.

La vacuole lytique qui à une rôle dans la dégradation, elle stocke des enzymes comme les protéases.

Question 3

Il y a t-il plusieurs vacuoles dans une cellule ?

Answer 3

Non toujours une seule, où le type de la vacuole dépend de la fonction de la cellule.

Question 4

Comment s’appelle la membrane de la vacuole ?

Answer 4

Le tonoplaste.

Question 5

Combien du volume cellulaire représente la vacuole ?

Answer 5

Elle représente 90% du volume cellulaire.

Question 6

Dans quoi est impliquée la vacuole ?

Answer 6

Elle est impliquée dans l’équilibre hydrique de la cellule ( capacité à capter l’eau- les échanges d’eau se font directement à son niveau), dans la séquestration d’ions, de molécules toxiques ou métabolites secondaire.
Elle joue aussi un rôle dans le grandissement cellulaire.

Question 7

Quel est le type de rôle de la paroi et de la morphologie cellulaire ? Donner un exemple de morphologie et expliquer.

Answer 7

La morphologie cellulaire (donc l’architecture de la paroi cellulaire) assure un rôle fonctionnel.
Par exemple la forme conique permet l’intensification de la coloration et donne des prises aux pollinisateurs ce qui favorise l’interaction.

Question 8

Quels sont les rôles de la paroi ? Préciser.

Answer 8

La paroi à un rôle de protection (contre les phytopathogènes), mais aussi un rôle mécanique (permet le port dressé), et un rôle dynamique (vacuole et paroi établissent une pression de turgescence).

Question 9

Quels sont les deux types de paroi ? et leur caractéristique commune ?

Answer 9

Paroi primaire et paroi secondaire.
La présence de cellulose est une caractéristique.

Question 10

Quelles sont les caractéristiques de la paroi primaire ?

Answer 10

Elle est riche en pectines (35%), présente dans les cellules en croissance et dans les cellules non-spécialisées.

Question 11

Quelles sont les caractéristiques de la paroi secondaire ?

Answer 11

Elle est riche en cellulose/hémicellulose (60 à 90%), présente dans les cellules spécialisées lorsque la croissance cellulaire est terminée.

Question 12

Quelle est la composition de la paroi cellulaire, la structure ?

Answer 12

La paroi cellulaire est constituée de polysaccharides (polymères de sucres = cellulose, pectine, hémicellulose).
Elle contient des protéines qui interagissent avec les polymères, des enzymes qui peuvent modifier la paroi.
Puis des lignines.

Question 13

Quelle est l’organisation cellulose/hémicellulose de la paroi ?

Answer 13

La cellulose est sous forme de microfibrilles de cellulose liées entre elles grâce à l’hémicellulose. Cette interaction permet une certaine rigidité.

Question 14

Où se déroule la mise en commun des pectines intercellulaires qui permet de relier les cellules entre elles ?

Answer 14

Au niveau de la lamelle moyenne.

Question 15

Que se passe-t-il au niveau de la paroi cellulaire lors de la division cellulaire ?

Answer 15

La cellule mère ne duplique pas sa paroi; les deux cellules filles peuvent reformer une paroi.

Question 16

De combien de sous unités est constituée une microfibrille ?

Answer 16

18 sous unités catalytiques de cellulose qui interagissent avec les hémicelluloses.

Question 17

Comment appelle-t-on la structure particulière de l’assemblage des celluloses synthase (CesA) ? Décrire les assemblages.

Answer 17

Il s’agit de la forme de rosette. Elle est constituée de 6 particules, où on a 3 molécules de cellulose synthase par particule donc pour une rosette on a 18 molécules de cellulose synthase.

Question 18

Comment est formé un phragmoplaste ?

Answer 18

Il est formé par la fusion des appareils de Golgi contenant des polysaccharides.

Question 18

Quelles sont les étapes de l’élongation cellulaire comprenant le phénomène de turgescence et un remodelage pariétal ?

Answer 18

1. Liaison de l’auxine à un récepteur pariétale.
2. Transduction du signal et relâchement de la paroi
3. Gonflement vacuolaire (pression de turgescence).
4. Synthèse de nouvelles molécules (polysaccharides).
5. Intégration dans la matrice pariétale.

Question 18

Qu’est-ce qu’un phragmoplaste?

Answer 18

Un phragmoplaste est un ensemble de microtubules qui, lors de la mitose d’une cellule végétale, se place perpendiculairement au plan de la future cloison transversale, venant s’ajouter aux microtubules du fuseau et parallèles à ce dernier. Le phragmoplaste se forme à la fin de la télophase.

Question 18

Que permet le maintient des connections membranaires et des interruptions de la paroi végétale lors de la division cellulaire ?

Answer 18

Il permet un meilleur transit intercellulaire des molécules.

Question 19

Que permet aux plantes une interaction entre une pression interne élevée et une paroi extrêmement rigide ?

Answer 19

Cela permet une stabilité et une résistance aux plantes.

Question 20

Pourquoi la paroi végétale doit être suffisamment flexible et plastique ?

Answer 20

Afin de permettre à la cellule de supporter les stress mécaniques mais aussi de permettre la croissance des cellules.

Question 21

Donner la formule de teneur en eau.

Answer 21

(MF - MS) * 100/ MF (en %)
où MF: matière fraîche et MS: matière sèche.

Question 22

Quelle est la teneur en eau dans la plupart de tissus ?

Answer 22

80-95%

Question 23

Quelle est la teneur en eau dans les graines matures ? Que dit-on de leur condition ?

Answer 23

5-15% . On dit qu’elles sont en dormance métabolique.

Question 24

Combien et comment la plante peut-elle perdre d’eau ?

Answer 24

La plante peut perdre entre 90-98 % d’eau par transpiration- évaporation.

Question 25

Quelles sont les caractéristiques de l’eau en tant que molécule polaire ?

Answer 25

C’est un dipôle donc elle peut former des liaisons hydrogènes. De plus sa petite taille permet une meilleure cohésion: elle peut réagir comme une grande molécule en s’assemblant. De plus c’est un très bon régulateur thermique puisqu’elle à une forte capacité d’absorption de la chaleur.

Question 26

Quel est le rôle physiologique de l’eau ?

Answer 26

L’eau est le substrat de la photosynthèse, c’est le donneur primaire d’électrons pour la photosynthèse.

Question 27

Donner l’équation de la photosynthèse.

Answer 27

6 CO2 + 12 H2O + photons = C6H12O6 + 6 O2 + 6 H20

Question 28

Lister les fonctions générales de l’eau.

Answer 28

Solvant, agent structurant, substrat.

Question 29

Lister les fonctions mécaniques et physiologiques de l’eau chez les plantes.

Answer 29

Transport de solutés, transport de chaleur ( évaporation -transpiration) , croissance cellulaire (pression de turgescence), squelette hydrique.

Question 30

Définir l’osmose.

Answer 30

C’est la diffusion des molécules d’eau à travers une membrane semi-perméable (perméable à l’eau mais pas aux ions). Il s’agit d’un phénomène passif régi par un gradient de concentration et le mécanisme principal de transport d’eau sur de courtes distances.

Question 31

Quels sont les deux types de mécanismes de transport de l’eau chez les plantes ?

Answer 31

L’osmose et le courant de masse.

Question 32

Définir courant de masse.

Answer 32

Il s’agit d’un mécanisme de transport d’eau sur de longues distances. C’est une phénomène passif régi par un gradient de pression.

Question 33

Donner la formule de l’énergie libre de l’eau et dire à quoi correspond chaque variable.

Answer 33

Yw= Ys + Yp

Ys: potentiel osmotique qui dépend de la concentration en substance dissoutes.
Yp: potentiel de pression qui dépend de la pression hydrostatique.

Question 34

En quoi le sol est un milieu très complexe ?

Answer 34

Car on trouve des particules rocheuses de tailles variables, de la matière organique, des organismes variés et de l’eau, des gaz,…

Question 35

Qu’est ce que la capacité au champ ?

Answer 35

C’est la capacité de rétention maximale d ‘eau après drainage.

Question 36

Qu’est ce que le point de flétrissement permanent ?

Answer 36

C’est l’humidité du sol en deçà de laquelle la plante va flétrir.

Question 37

On dit que l’eau disponible pour la plante est comprise entre :

Answer 37

Entre la capacité au champ et le point de flétrissement permanent.

Question 38

Que représente la racine ?

Answer 38

Il s’agit de l’organe d’absorption qui représente jusqu’à 50 % de la masse d’une plante.

Question 39

Quelles sont les stratégies mises en place pour augmenter la surface d’échange racine-sol ?

Answer 39

Les poils absorbants qui sont la zone principale d’absorption de l’eau et les associations symbiotiques racines-champignons du sol (mycorhizes).

Question 40

Quelles sont les trois zones de la racine ? (de son extrémité à la base de la plante).

Answer 40

La zone de division, la zone d’élongation et la zone de maturation.

Question 40

Quelles sont les deux voies de transport radial de l’eau pour passer du sol au xylème?

Answer 40

La voie symplastique (cytoplasmes, vacuoles, plasmodesmes) et la voie apoplastique (parois et espaces intercellulaires).

Question 41

Détailler les étapes de la voie symplastique.

Answer 41

Passage de la membrane plasmique des poils absorbants, cortex, endoderme, xylème via les plasmodesmes.

Question 42

Quelle est la “particularité” de la voie apoplastique au niveau de la bande de Caspary ?

Answer 42

La voie est interrompue au niveau de l’endoderme( bande de Caspary= hydrophobe). La traversée de la membrane plasmique de l’endoderme se fait donc par passage symplastique.

Question 43

Que sont les aquaporines ?

Answer 43

Ce sont des protéines canal qui sont impliquées dans la régulation locale de la vitesse de transport de l’eau sans modifier le sens thermodynamique.

Question 44

De quoi est constitué le xylème ?

Answer 44

Il est constitué de cellules allongées à parois épaisses et lignifiées, mortes et vidées de leur contenu ( vaisseaux et trachéides) formant une colonne d’eau ininterrompue.

Question 45

Quels sont les deux moteurs qui permettent l’ascension de la sève brute ?

Answer 45

La pression racinaire: poussée de la sève vers le haut.
La transpiration foliaire: tension hydrostatique qui attire la sève vers le haut.

Question 46

Donner les trois étapes du mécanisme d’évaporation transpiration.

Answer 46

1- La sève brute est distribuée dans les parois des cellules du mésophylle (parenchyme de la feuille).
2- La pellicule d’eau liquide absorbée aux parois s’évapore dans les espaces intercellulaire: diffusion dans l’atmosphère par les stomates.
3- Rétraction de la pellicule d’eau: tension hydrostatique qui “tire” la sève brute.

Question 47

Donner la composition (cellules, types de paroi) d’un stomate.

Answer 47

Un stomate est constitué de deux cellules. A l’intérieur la paroi est rigide donc elle ne bouge pas, en revanche à l’extérieur elle peut se courber.

Question 48

Décrire la mécanique d’ouverture du stomate.

Answer 48

Epaississement de la paroi du bord interne de l’ostiole et disposition radiale des microfibrilles de cellulose.

Question 49

Définir stress abiotique.

Answer 49

Contrainte physique de l’environnement d’une plante qui impacte négativement sa physiologie et son développement.

Question 50

Quelles modifications peuvent apporter des stress abiotiques ?

Answer 50

Les stress abiotiques peuvent modifier la physiologie et le développement des végétaux.

Question 51

Quelles sont les réponses physiologiques au déficit hydrique ?

Answer 51

On a des réponses physiologiques ou adaptatives: des réponses développementales (morphologie des feuilles, structures nouvelles), abscission des feuilles (réduction de la surface foliaire), fermeture des stomates (augmentation de la concentration en acide abscissique), ajustement osmotique (synthèse et accumulation d’osmo-protectants).

Question 52

Qu’est ce que l’acide abscissique ? (ABA)

Answer 52

Il s’agit d’une hormone de stress hydrique qui peut fermer les stomates. C’est un dérivé terpénique synthétisé de façon ubiquiste dans les organes de la plante. Il inhibe la croissance des plantes et la germination des graines.

Question 53

Quels sont les différents rôles de l’acide abscissique (ABA) ?

Answer 53

Il inhibe l’élongation, provoque l’abscission des fruits, prolonge la dormance/ retarde la germination, engendre le fermeture des stomates.

Question 54

Quelles sont les caractéristiques des composés osmoprotectants ?

Answer 54

Molécules polaire, neutre, très solubles, localisés dans le cytoplasme, compatible avec les fonctions métaboliques.

Question 55

Que sont les plantes reviviscentes ?

Answer 55

Ce sont des plantes qui ont la capacité de vivre en absence d’eau. Elle sont tolérantes à la dessication et peuvent avoir une réhydratation rapide. (Angiospermes, fougères, mousses, lichens).

Question 56

Quels sont les mécanismes de la tolérance des plantes reviviscentes ?

Answer 56

Accumulation arabinanes dans la paroi qui permet une flexibilité. Accumulation de polyphénols: anti-oxydants. Accumulation de tréhalose et saccharose.

Question 57

Quel est le rôle du tréhalose ?

Answer 57

Il joue un rôle majeur dans la capacité des plantes reviviscentes à survivre à la déshydratation. Il permet une protection des membranes, une stabilisation de la structure des protéines, une “vitrification” du cytoplasme.

Question 58

Il y a-t-il de la division lorsqu’une plante est à l’obscurité ?

Answer 58

Non il n’y a aucune division. A l’obscurité il y a uniquement l’élongation cellulaire.