Fiche complémentaire — points à éclaircir
Spécialité SVT — Terminale — Chapitres 2.1 & 2.2
▶ Partie I — Chapitre 2.1 : organisation des plantes
① Stomate & ostiole
stoma (grec) = bouche | ostiole (latin ostium) = petite porte
Un stomate est un pore microscopique situé sur l'épiderme inférieur des feuilles (rarement le dessus). Une feuille en compte des milliers par cm². Il est formé de :
- Deux cellules de garde en forme de haricot, disposées face à face
- Entre elles, une ouverture centrale = l'ostiole
À quoi ça sert ? Le stomate est une porte d'échange contrôlée entre la plante et l'atmosphère. Trois choses passent par l'ostiole :
- CO₂ qui entre (nécessaire à la photosynthèse)
- O₂ qui sort (produit par la photosynthèse)
- Vapeur d'eau qui sort = la transpiration
Comment ça s'ouvre/se ferme ? Les cellules de garde se gonflent ou se dégonflent (turgescence) selon les besoins :
- Cellules gonflées d'eau → elles s'incurvent → l'ostiole s'ouvre (lumière, CO₂ disponible)
- Cellules dégonflées → elles se referment → l'ostiole se ferme (sécheresse, nuit)
le stomate est comme une porte automatique de magasin. L'ostiole, c'est le passage central. Les cellules de garde, ce sont les deux battants qui s'écartent ou se referment selon les conditions.
ne pas confondre stomate (l'ensemble : pore + cellules de garde) et ostiole (juste le trou central). L'ostiole fait partie du stomate.
la plante doit gérer un compromis : ouvrir pour absorber le CO₂ (utile), au prix d'une perte d'eau par transpiration (coûteuse). En cas de stress hydrique, elle ferme ses stomates pour économiser l'eau, même si cela ralentit la photosynthèse.
② Ramification
ramus (latin) = branche → former des branches
La ramification est le phénomène par lequel une tige (ou une racine) donne naissance à de nouvelles branches. La plante passe d'un axe unique à une structure ramifiée (en forme d'arbre).
D'où viennent les branches ? À l'aisselle de chaque feuille, il existe un petit amas de cellules indifférenciées appelé bourgeon axillaire. C'est une réserve de méristème. Si ce bourgeon se développe, il forme une nouvelle tige latérale = une branche.
Pourquoi tous les bourgeons ne deviennent-ils pas des branches ? À cause de la dominance apicale :
- Le bourgeon au sommet de la tige (bourgeon terminal) produit une hormone, l'auxine
- Cette auxine descend dans la tige et inhibe les bourgeons axillaires
- Tant que le bourgeon terminal est en place, la plante pousse en hauteur sans trop se ramifier
Conséquence pratique : si on coupe le bourgeon terminal (taille d'un arbre, pincement d'une plante), l'auxine n'est plus produite → les bourgeons axillaires se réveillent → la plante se ramifie davantage et devient plus touffue.
le bourgeon terminal est comme un chef d'équipe autoritaire qui empêche ses subordonnés (bourgeons axillaires) de prendre des initiatives. Si on retire le chef, les subordonnés deviennent autonomes.
la ramification est le résultat de l'activation de bourgeons axillaires. Elle est contrôlée par l'auxine. Cela vaut aussi bien pour les tiges (branches aériennes) que pour les racines (racines secondaires).
③ Mycorhizes
mukês (grec) = champignon + rhiza (grec) = racine
Une mycorhize est une symbiose (association à bénéfice mutuel) entre les racines d'une plante et un champignon du sol. Le champignon entoure les racines et/ou pénètre à l'intérieur des cellules racinaires.
Pourquoi c'est important ? Le champignon possède un réseau de filaments microscopiques (mycélium) qui s'étend dans le sol sur de très grandes distances, beaucoup plus loin que les racines elles-mêmes. Ces filaments sont si fins qu'ils explorent les pores du sol inaccessibles aux racines.
Échange entre les deux partenaires :
Plante → champignon
sucres (photosynthèse)
⇄
Champignon → plante
eau + sels minéraux
(surtout phosphates)
Quel bénéfice pour la plante ? La surface d'absorption est multipliée par 100 à 1000 grâce au mycélium. La plante peut puiser de l'eau et des nutriments dans un volume de sol bien plus grand. C'est pour cela que les plantes mycorhizées poussent mieux, surtout sur sols pauvres.
Quel bénéfice pour le champignon ? Il reçoit des sucres (issus de la photosynthèse) qu'il ne peut pas fabriquer lui-même.
imagine que tu n'aies que tes deux bras pour ramasser de la nourriture éparpillée dans un grand champ. Une mycorhize, c'est comme louer une équipe de 1 000 cueilleurs avec des bras très longs, en échange d'un peu de nourriture déjà ramassée.
~90 % des plantes terrestres sont mycorhizées. Cette association existe depuis 400 millions d'années et a été essentielle à la conquête des continents par les plantes. Sans mycorhizes, beaucoup d'arbres ne survivraient pas.
▶ Partie II — Chapitre 2.2 : photosynthèse
④ Thylakoïdes
thulakos (grec) = petit sac
Pour comprendre les thylakoïdes, il faut zoomer dans le chloroplaste :
Feuille→
Cellule→
Chloroplaste→
Thylakoïde
Un thylakoïde est un sac membranaire aplati, situé à l'intérieur du chloroplaste. Plusieurs thylakoïdes sont empilés les uns sur les autres comme des pièces de monnaie ou des crêpes. Cette pile s'appelle un granum (pluriel : grana). Les grana sont reliés entre eux par d'autres thylakoïdes plus longs.
Que contient la membrane d'un thylakoïde ?
- Les pigments chlorophylliens (chlorophylle a, b, caroténoïdes) qui captent la lumière
- Les protéines de la chaîne photosynthétique qui transmettent les électrons
- Les complexes qui fabriquent l'ATP
Pourquoi cette structure en sacs aplatis ? Pour maximiser la surface de membrane disponible. Plus il y a de membrane, plus il y a de pigments, plus la plante capte de lumière. C'est le même principe qu'une feuille fine et plate plutôt qu'un cube.
le chloroplaste est comme un atelier ; les thylakoïdes sont les panneaux solaires empilés à l'intérieur. La membrane, c'est la surface du panneau couverte de capteurs (pigments). Plus on empile de panneaux, plus on capte d'énergie.
Les thylakoïdes sont le lieu de la phase photochimique (= phase claire) de la photosynthèse. C'est là que la lumière est captée et transformée en énergie chimique (ATP, NADPH,H⁺). Le reste de la photosynthèse (cycle de Calvin) se passe à l'extérieur des thylakoïdes, dans le stroma (le liquide qui les baigne).
⑤ Les deux phases couplées de la photosynthèse
La photosynthèse se déroule en deux étapes successives et dépendantes. On dit qu'elles sont couplées, ce qui veut dire : l'une ne peut pas fonctionner sans l'autre.
PHASE 1 — Photochimique (claire)
Où : membrane des thylakoïdes
Entrée : lumière + H₂O
Sortie : O₂ (rejeté) + ATP + NADPH,H⁺
→ photolyse de l'eau, capture de l'énergie lumineuse
→
PHASE 2 — Cycle de Calvin (sombre)
Où : stroma (autour des thylakoïdes)
Entrée : CO₂ + ATP + NADPH,H⁺
Sortie : glucose (matière organique)
→ fixation du CO₂ par la RuBisCO, réduction
Pourquoi dit-on qu'elles sont couplées ? Parce que la phase 2 utilise les produits de la phase 1 :
- L'ATP et le NADPH,H⁺ fabriqués par la phase 1 sont transportés dans le stroma
- La phase 2 les consomme pour réduire le CO₂ en sucres
- Sans phase 1, la phase 2 n'a pas de carburant et s'arrête
- Sans phase 2, l'ATP/NADPH s'accumulent et la phase 1 finit par ralentir aussi
imagine deux ateliers reliés par un tapis roulant.
- L'atelier 1 (thylakoïde) reçoit du soleil, casse de l'eau, et fabrique des batteries chargées (ATP, NADPH). Il les pose sur le tapis roulant.
- L'atelier 2 (stroma) reçoit les batteries et les utilise pour fabriquer du sucre à partir de CO₂.
- Sans soleil → plus de batteries → l'atelier 2 s'arrête. Sans atelier 2 → batteries pleines, plus de place pour en charger → atelier 1 bloqué aussi.
le terme « phase sombre » est trompeur. Il ne signifie pas que cette phase a lieu la nuit ! Il signifie qu'elle ne nécessite pas directement la lumière (pas de pigments). En pratique, la phase 2 a besoin que la phase 1 fonctionne donc elle a indirectement besoin de lumière aussi. Les deux phases tournent ensemble, le jour, en parallèle.
Les molécules clés du couplage : ATP et NADPH,H⁺. Ce sont les messagers d'énergie qui transmettent l'énergie lumineuse captée par la phase 1 vers la phase 2. Retenir : phase 1 = capture l'énergie ; phase 2 = utilise l'énergie pour fabriquer du sucre.