Chapitre 2 : La morphogénèse végétale et l'établissement du phénotype

Rappels seconde- organisation de la cellule végétale.- Contrôle génétique de la division cellulaire.- Structure de la molécule d'ADN.

TP n°1 : Phénotype végétal, contrôle génétique et environnement.

La morphologie d'un végétal dépend en partie des caractères génétiques de l'espèce. En fonction de leur environnement, des individus d'une même espèce peuvent avoir une morphogénèse différente.

Activité n°1 : Observation du port de végétaux de différentes espèces

Des réponses morphologiques semblables peuvent être obtenues avec des végétaux d'espèces différentes placés dans un même environnement.

Problématique : Comment expliquer ces différences et ces ressemblances observées?

Pour préciser ce problème, nous devons d'abord préciser comment la forme du végétal est acquise.

I. La morphogénèse végétale

Problème : Un organe est constitué de cellules. Quels sont les mécanismes qui permettent aux organes végétaux de croître?

TP n°2 : La croissance en longueur des racines et des tiges

Photographie d'un apex de tige

Définitions

• Méristème : est un tissu constitué de cellules indifférenciées formant une zone de croissance où ont lieu les divisions cellulaires.

• Apex : extrémité de la racine ou de la tige.

Activité n°2 : Les mécanismes cellulaire de la croissance des végétaux.

La mitose est localisée au niveau des méristèmes. Elle permet de produire:

- des cellules qui vont ensuite se différencier et participer à la croissance des végétaux et à leur structuration (racine, tige, feuille)

- des cellules qui restent indifférenciées et qui vont à leur tour constituer des méristèmes.

Les végétaux ne croissent qu'à partir des zones de méristème.

II. La mitose chez le eucaryotes

TP n°3 : La division cellulaireObservation microscopique de cellules en mitose.

Bilan : les différentes étapes de la mitose

Définitions:

Eucaryote: organisme unicellulaire ou pluricellulaire caractérisé par la présence d'un vrai noyau dans la cellule. On y classe les animaux, les végétaux, les champignons et les protistes.

Mitose: division cellulaire permettant à une cellule mère de former deux cellules filles identiques.

Activité n°3 : Le devenir de l'ADN durant la division cellulaire

Réplication conservative

Réplication semi-conservative

Molécules d'ADN parental

Molécules d'ADN de la première génération

Molécules d'ADN de la deuxième génération

http://fr.youtube.com/watch?v=hfZ8o9D1tus&feature=related

http://fr.youtube.com/watch?v=VlN7K1-9QB0

La réplication de l'ADN

Au cours de l'interphase de méiose, la réplication de l'ADN s'effectue selon un mécanisme semi-conservatif, fondé sur la complémentarité des bases.

Les structures cellulaires se modifient. Chaque cellule fille contient le même patrimoine génétique que la cellule mère.

III. Le contrôle de la croissance cellulaire de la tige

Problème : Quelles sont les particularités de la cellule végétale permettant sa croissance?

TP n°4 : La paroi et la pression de turgescence

Epiderme de poireau

Définitions

Turgescence: état cellulaire associé à l'élongation de la cellule végétale. Elle est causée par une entrée d'eau dans la vacuole de la cellule.

Plasmolyse : état cellulaire résultant d'une perte d'eau notamment au niveau de la vacuole.

Paroi Iaire : Paroi nouvellement formée. Elle est plastique : déformable.

Paroi IIaire : Paroi anciennement formée. Elle n'est plus déformable, rigide.

La paroi des cellules végétales en extension est essentiellement composée de polysaccharides comme la cellulose et les hemi-celluloses.

La cellulose est formée par une association de nombreuses moléculs de glucose. De nombreuses liaisons faibles stabilisent aussi la paroi.

La paroi est sous tension car la cellule renferme une vacuole remplie de subtsances qui gonflent la vacuole : c'est ce qu'on appelle la turgescence.

La plasticité de la paroi et la turgescence permettent la croissance des cellules.