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Cours de SVT Terminale S - Organisation fonctionnelle d'une plante

Note par nos Maxinautes :  

Objectif(s)
La morphologie des végétaux reflète leur histoire évolutive sur la Terre.
Ce sont des organismes vivants qui ont une vie fixée et ont besoin de ressources qu'ils trouvent dans leur habitat, le sol et l'air.
Quelle est la morphologie de base d'une plante et comment cette morphologie permet-elle l'interface sol / air ?
1. Morphologie d'une plante commune
Nous nous intéressons aux Angiospermes qui sont les plantes à fleurs produisant des fruits.
Ces plantes ont une vie fixée et ont développé au cours de l'évolution fleurs et fruits (contenant les graines) pour assurer leur reproduction et surtout la dissémination (dispersion) des graines, pérennisant ainsi leur espèce et la colonisation des milieux.

La plupart de ces plantes sont terrestres ; elles ont privilégié, au cours de l'évolution, le développement d'un système racinaire (souterrain ou aérien) et d'un système caulinaire (aérien) qui comprend tiges, feuilles et fleurs.
Ces 2 systèmes sont interdépendants grâce aux tissus conducteurs qui les traversent.

 
Doc. n° 1 : Morphologie simplifiée d'une plante commune.
2. Le systéme racinaire permet l'interface avec le sol
a. Les différents types de racine
Il existe 2 types de racines :

les racines pivotantes
- une large racine verticale se ramifiant en de nombreuses racines secondaires ;
- permet de fixer solidement la plante au sol et de supporter ainsi l'action du vent, de la gravité ou encore du ruissellement de l'eau.

les racines fasciculées
- composées de plusieurs racines identiques qui se développent à quelques centimètres de la surface du sol ;
- permet à la plante une bonne fixation dans le sol (protégeant également ce dernier de l'érosion) ;
- permet à la plante de disposer d'une grande surface de contact et d'échange avec le sol.
 
Doc. n° 2 : Deux types de racines.
b. Rôles des racines
Les racines permettent donc de fixer solidement et durablement la plante au sol.
Elles possèdent un autre rôle majeur en interface avec le sol.

À l'extrémité des racines se trouvent des poils absorbants qui puisent l'eau et les sels minéraux dans le sol, indispensables au développement de la plante.

Doc. n° 3 : Poils absorbants.

La multitude de ces poils augmente la surface de contact au niveau de l'interface racine / sol et permet d'augmenter l'efficacité de l'absorption.

Par exemple : l'Ivraie vivace ne vit que pendant une saison, elle développe jusqu'à 600 km de racines, la majeure partie étant des poils absorbants.

Doc. n° 4 : L'Ivraie vivace.

Les racines permettent également de véhiculer l'eau et les sels minéraux, puisés au niveau des poils absorbants, dans toute la plante, jusqu'aux feuilles via des vaisseaux conducteurs formant le xylème.
L'eau et les sels minéraux véhiculés dans ce xylème forment la sève brute.
3. Le systéme caulinaire permet l'interface avec l'air
Il se compose des tiges, des feuilles et de l'inflorescence (l'organe reproducteur).
a. La tige
C'est un organe composé d'une succession d'entre-nœuds séparés par des nœuds au niveau desquels s'insèrent les feuilles.

À l'aisselle de chaque feuille, on trouve un bourgeon axillaire.
La tige se termine par un bourgeon terminal comprenant un système de production de feuilles et d'entre-nœuds supplémentaires.

Le fonctionnement des bourgeons dépend des saisons. C'est au printemps que le bourgeon terminal se développe (la débourre) donnant naissance à une nouvelle tige (ou rameau sur un arbre). Les bourgeons sont des systèmes de protection des feuilles embryonnaires qui peuvent ainsi passer l'hiver à l'abri.
Les bourgeons axillaires, quant à eux, sont en dormance à cause de la dominance apicale du bourgeon terminal. Ils ne se développent que lorsque ce dernier est suffisamment éloigné pour ne plus les inhiber.

Pour les plantes vivaces, qui ne vivent qu'une saison, le bourgeon terminal peut donner naissance à une inflorescence.


b. Les feuilles
C'est le principal organe effectuant la photosynthèse et étant en interface avec l'air.
La photosynthèse est un mécanisme biochimique nécessitant, entre autre, de la lumière et permettant la production de matière organique indispensable au métabolisme de la plante.

La feuille se compose d'un pétiole et d'un limbe parcouru de nervures (= les vaisseaux conducteurs) présentant des formes très variées.

Doc. n° 5 : Différentes morphologies de feuilles.

La plupart des feuilles sont vertes : chlorophylliennes. La chlorophylle est indispensable à la photosynthèse. Ce mécanisme biochimique nécessite non seulement, en plus de la lumière, d'eau et de sels minéraux arrivant par le xylème des racines jusqu'aux feuilles, mais aussi d'une source de carbone : le CO2.

La feuille puise cette source de carbone dans l'air atmosphérique. Le CO2 pénètre dans les feuilles grâce à de petites ouvertures, les stomates, puis intègre les cellules des tissus de la feuille pour être utilisé pour la photosynthèse.

Doc. n° 6 : Coupe transversale d'une feuille.


Doc. n° 7 : Les stomates.

Les feuilles ne se développent qu'au printemps à partir des bourgeons et tombent à l'automne lorsque le climat devient trop rude pour qu'elles puissent pérenniser.

L'essentiel
Les Angiospermes ont privilégié, au cours de l'évolution, le développement d'un appareil racinaire qui permet de puiser l'eau et les sels minéraux, indispensable à son métabolisme dans le sol, ainsi qu'un appareil caulinaire avec des feuilles qui puisent dans l'air le CO2 et captent la lumière indispensables à la photosynthèse.

La morphologie d'une plante est donc conçue pour favoriser l'efficacité de l'interface avec son habitat, l'air et le sol dans lequel elle est fixée.

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