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Vidéo de la leçon : Structure de la tige Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la structure de base de la tige d’une plante et rappeller les fonctions des différentes parties de la tige.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la structure élémentaire d’une tige de dicotylédone. Nous verrons quels sont les tissus simples et complexes qui constituent la tige ainsi que les structures spécifiques qui contribuent aux fonctions de la tige.

La tige des plantes est essentielle à leur survie. Les tiges sont généralement de longues structures en forme de tube qui constituent la partie principale d’une plante. Elles ont tendance à s’élever au-dessus du sol, bien que certaines tiges puissent également se trouver sous terre, comme dans cette plante de pomme de terre. La tige peut aider à la stabilisation et au maintien d’une plante exposée à des conditions environnementales difficiles, permet à une plante de s’orienter vers la lumière, et participe au transport des substances essentielles vers les différents organes de la plante.

Les tiges se doivent d’être vraiment bien adaptées aux besoins des plantes, car certaines d’entre elles, telle que celle de l’Hypérion nord-américain, aussi appelé séquoia, peuvent atteindre jusqu’à 115 mètres. Pour se représenter la taille de cet arbre, le voici comparé à la taille typique d’une girafe, l’animal le plus grand de la Terre.

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment la structure de la tige des plantes peut faciliter sa survie, y compris chez ces énormes organismes. Une Dicotylédone est un type de plante qui produit des graines avec deux feuilles primordiales. Ces feuilles embryonnaires sont appelées cotylédons, et elles finiront par former les premières feuilles que nous verrons au-dessus du sol. Dans cette vidéo, nous allons étudier la structure de la tige des Dicotylédones. Mais il convient de noter que les Monocotylédones produisent des graines avec une seule feuille primordiale, et auront une structure de tige légèrement différente. Pour savoir le nombre de cotylédons de chacun de ces types de plante à fleurs, il suffit de retenir que mono- signifie un alors que di- signifie deux.

Observons une coupe transversale montrant la structure typique d’une tige de Dicotylédone. L’épiderme est une couche unique de cellules qui recouvre la tige d’une plante ainsi que ses feuilles, ses fleurs et ses racines et constitue une barrière à l’environnement externe. Il agit efficacement comme la peau dure d’une plante, et il peut parfois produire une cuticule cireuse pour la protéger. La cuticule cireuse aide à protéger la tige, en particulier les cellules situées juste en dessous de l’épiderme, contre les atteintes mécaniques ou les pertes excessives d’eau. Elle peut aussi prévenir l’entrée de micro-organismes dangereux, tels que des agents pathogènes, qui pourraient provoquer une infection.

En continuant vers l’intérieur de l’épiderme, on trouve plusieurs couches de tissus spongieux qui forment une région appelée cortex. Le cortex est une couche externe de tissu située immédiatement sous l’épiderme d’une tige ou d’une racine. Et il est composé de plusieurs types de tissus simples. Un tissu simple est constitué de cellules dont la structure et la fonction sont très semblables les unes aux autres. La majorité du cortex est composé de tissu du parenchyme, un exemple de tissu simple. Les cellules parenchymateuses constituent les tissus mous et charnus à l’intérieur de diverses parties de la plante, telles que les feuilles, la tige et les racines. Le tissu parenchymateux présente un espace intracellulaire important entre ses différentes cellules, qui fournit l’aération favorisant les échanges gazeux. Les cellules du parenchyme contiennent également des chloroplastes pour effectuer la photosynthèse.

Il existe juste en dessous de l’épiderme, dans le cortex des tiges en croissance, une autre région de tissus simples appelée le collenchyme. Les cellules du collenchyme sont généralement plus longues que celles du parenchyme, et elles ont des parois cellulaires épaissies par la cellulose et la pectine. Comme les cellules du parenchyme, les cellules du collenchyme contiennent généralement des chloroplastes pour la photosynthèse. Les cellules du collenchyme se trouvent généralement sous l’épiderme des nervures des feuilles et des tiges, en particulier des jeunes tiges, et fournissent une structure et une certaine flexibilité qui sont essentielles dans les régions en croissance de la plante. Ainsi, cette région de la tige surlignée en orange contiendra une concentration importante de cellules collenchymateuses situées juste en dessous de l’épiderme.

Les tissus du sclérenchyme sont les plus résistants des trois types de tissus simples présents dans les plantes. Les cellules du sclérenchyme ont des parois cellulaires épaisses contenant un élément chimique appelé lignine. Elle fournit une structure et un support mécanique, en particulier aux tiges et aux feuilles matures. Les cellules du sclérenchyme sont généralement mortes. Elles se trouvent souvent dans le cortex des régions plus âgées des tiges et des feuilles, comme celle indiquée en rose. La région représentée en orange ne contient certainement pas de sclérenchyme, puisqu’elle est toujours en croissance.

Comme notre plante est encore assez jeune, concentrons-nous sur ces régions qui contiennent plus de collenchyme et de parenchyme dans le cortex. La couche la plus interne du cortex est appelée l’endoderme, qui est indiquée par cette structure en orange sur notre figure. L’endoderme est parfois appelé la gaine d’amidon, car il est responsable du stockage de l’amidon, en plus de réguler le mouvement de l’eau, des ions et des hormones végétales dans le système de transport de la plante.

Ce système de transport se compose de plusieurs structures appelées faisceaux vasculaires, dont l’une est entourée ici. Les faisceaux vasculaires sont responsables du déplacement des éléments essentiels de la plante vers les différents organes qui peuvent en avoir besoin. Bien que les faisceaux vasculaires soient présents dans les racines et les feuilles ainsi qu’ici dans la tige, leur disposition diffère en fonction de leur position. Chaque faisceau vasculaire est constitué de tissu appelé phloème, identifié ici en rose; de xylème, identifié ici en bleu; et d’une couche appelée le cambium qui se trouve entre eux. Chaque faisceau vasculaire est soutenu par une section rigide de tissu sclérenchymateux appelée le péricycle, représenté ici en rouge.

Examinons de plus près la distribution de ces tissus simples dans la tige de la plante. Nous savons déjà que les tissus collenchymateux et parenchymateux sont principalement contenus dans le cortex des tiges en croissance, et le tissu sclérenchymateux dans les régions plus âgées, et que le péricycle contient des cellules sclérenchymateuses qui fournissent un soutien structurel aux faisceaux vasculaires. Entre chaque faisceau vasculaire se trouvent des régions de tissu parenchymateux appelées rayons médullaires. Et la majeure partie du milieu de la tige est appelée moelle. La moelle est un tissu spongieux situé au milieu des tiges des plantes qui se compose de cellules parenchymateuses. La moelle et les rayons médullaires fonctionnent tous deux principalement comme des tissus de stockage, bien que les rayons médullaires transportent également des éléments depuis les faisceaux vasculaires vers la moelle pour y être stockés.

Regardons plus en détail la composition d’un faisceau vasculaire dans la tige. Les systèmes vasculaires sont essentiels chez la plupart des organismes multicellulaires. Les organismes unicellulaires, comme cette amibe, peuvent généralement obtenir les substances dont ils ont besoin, comme les sucres, l’eau ou l’oxygène, directement à travers leur surface par diffusion et peuvent généralement libérer des déchets de la même manière, puisque ce sont de petits organismes qui présentent une large surface par rapport à leur volume. Lorsque les organismes sont constitués de plus d’une cellule, la diffusion de ces substances est beaucoup plus lente, car celles-ci doivent atteindre leurs nombreuses cellules. Ce processus devient presque impossible lorsque les organismes deviennent aussi grands que les plantes multicellulaires qui peuvent avoir des millions de cellules, voire plus.

La plupart des organismes multicellulaires, tels que les Plantes et les Animaux, sont incapables de transporter les substances dont ils ont besoin au travers de leur surface, car le transport vers les cellules les plus internes prendrait beaucoup trop de temps. Par conséquent, la plupart des organismes multicellulaires ont des systèmes vasculaires qui sont spécifiquement adaptés pour transporter toutes les substances dont ils ont besoin vers chaque cellule du corps. Cette plante, par exemple, est multicellulaire et possède des faisceaux vasculaires qui transportent des substances comme le sucre et l’eau dans son corps. Les faisceaux vasculaires transportent non seulement de l’eau et des ions minéraux des racines jusqu’aux feuilles, à la tige et aux autres parties de la plante qui en ont besoin, mais ils doivent également déplacer les solutés tels que les sucres et les acides aminés depuis les feuilles où la majorité d’entre eux sont fabriqués, vers le haut ainsi que vers le bas de la tige pour atteindre les autres organes de la plante qui en auront besoin.

Cette figure montre une vue rapprochée d’un faisceau vasculaire dans la tige. Et vous pouvez voir qu’il se compose de deux régions principales, le xylème et le phloème. Alors que le phloème est responsable du transport de ces sucres et acides aminés, le xylème est chargé du transport de l’eau et des minéraux. Examinons d’abord les tissus du xylème. Le tissu du xylème se compose de deux principaux types de cellules: les vaisseaux du xylème et les fibres du xylème. Certaines parties du xylème peuvent inclure des cellules appelées trachéides, en particulier chez les plantes sans fleurs. Ils sont structurellement similaires aux vaisseaux du xylème, mais sont effilés et fermés et souvent plus longs et plus minces. Comme ils sont constitués de cellules dont la structure et la fonction diffèrent, le xylème est souvent décrit comme un tissu composé, ou un tissu complexe.

Les tissus complexes diffèrent des tissus simples car ils sont composés de différents types de cellules qui varient considérablement en fonction de leur structure et de leur fonction. Les vaisseaux du xylème sont constitués de cellules sclérenchymateuses. Et quand ils sont âgés, ils sont généralement morts. Comme les autres cellules sclérenchymateuses, la paroi des vaisseaux du xylème possède de la lignine, ils sont donc lignifiés. Les cellules des vaisseaux du xylème sont empilées de bout en bout, leurs extrémités étant performées afin de former un tube creux. Ces tubes sont étanches en raison de la lignine présente dans leur paroi. Cela permet aux molécules d’eau et aux ions minéraux dissous de remonter au travers des vaisseaux du xylème sans s’en échapper, un peu comme s’ils se déplaçaient au travers d’une paille.

La lignine sert non seulement à étanchéifier mais aussi à renforcer la paroi des vaisseaux du xylème. Les fibres du xylème sont également lignifiées, ce qui procure un soutien structurel aux vaisseaux du xylème pour éviter qu’ils s’affaissent. La fonction principale du xylème est de transporter l’eau et les ions minéraux depuis les racines, où ils sont absorbés du sol, vers les autres parties de la plante qui en auront besoin.

L’eau est un réactif clé de la photosynthèse. Elle est donc nécessaire dans les parties de la plante où se déroule la photosynthèse, telles que les feuilles. L’eau est également un milieu de transport essentiel, parmi ses autres fonctions comme le remplissage des vacuoles pour maintenir la forme des cellules. Les ions minéraux transportés dans le xylème ont également de nombreuses fonctions chez la plante, par exemple pour construire des acides aminés qui peuvent ensuite former des protéines utiles à la croissance et au support ou pour former la chlorophylle, le pigment utilisé dans la photosynthèse.

Passons maintenant au phloème. Le phloème est un autre exemple de tissu complexe, car il est constitué de quatre types principaux de cellules: les membres du tube criblé, aussi appelés les éléments du tube criblé; les cellules compagnes, qui peuvent être identifiées ici en rose; ainsi que les fibres et les sclérites, qui ne sont pas représentées sur ce diagramme, leur fonction principale étant de fournir un soutien mécanique au phloème. Le rôle du phloème est de transporter les sucres et les acides aminés principalement depuis les feuilles et les autres zones photosynthétiques de la plante vers les autres organes qui en auront besoin.

Les sucres comme le glucose sont principalement synthétisés dans les parties de la plante exposées à la lumière, où s’effectue la photosynthèse. Mais ces sucres doivent être répartis dans toutes les parties de la plante, car ils participeront à la respiration cellulaire pour libérer de l’énergie nécessaire aux différents processus de la plante. Par conséquent, ces sucres sont transportés via le phloème vers toutes les parties de la plante qui pourraient en avoir besoin pour la respiration. Le phloème est également responsable du transport des acides aminés vers les différents organes de la plante.

Une caractéristique spéciale du phloème est qu’il peut transporter ces solutés vers le haut ou le bas de la tige en fonction du lieu où ils sont nécessaires. Cela diffère du xylème, qui ne peut transporter de l’eau et des minéraux que vers le haut de la plante à partir des racines où ils sont absorbés. Pour faciliter le mouvement de ces substances, il existe des parois perforées entre chaque élément du tube criblé. Ces parois criblées ont de gros trous, un peu comme un tamis, qui permettent le passage de certaines substances.

Les cellules compagnes, qui sont liées aux éléments du tube criblé, contiennent de nombreuses mitochondries pour libérer l’énergie nécessaire au transport dans le phloème. Les cellules compagnes et les membres du tube criblé sont liés les uns aux autres et font passer des substances à travers leur paroi par des espaces appelés plasmodesmes. Cela créé un flux continu de cytoplasme entre les deux types de cellules.

Voyons ce que nous avons retenu de la structure de la tige en faisant une question pratique.

La figure fournie illustre la structure simplifiée d’une tige de plante Dicotylédone. Quelle structure est indiquée par le point d’interrogation? (A) l’épiderme, (B) le cortex, (C) la moelle ou (D) le faisceau vasculaire.

Cette figure nous montre une coupe transversale d’une tige de Dicotylédone. Et nous devons identifier l’une de ses structures. Pour ce faire, regardons les structures de la tige de Dicotylédone mentionnées dans les réponses.

L’épiderme est une couche unique de cellules autour de la tige de la plante qui forme une barrière à l’environnement extérieur, agissant comme la peau dure de la plante. L’épiderme produit souvent une cuticule cireuse qui l’enrobe, protégeant ainsi la tige des dommages mécaniques ou de la perte d’eau et empêchant l’entrée de micro-organismes dangereux à l’origine d’infections.

Juste en dessous de l’épiderme se trouvent plusieurs couches de cellules qui constituent une région appelée cortex. Le cortex est une région spongieuse composée de nombreux tissus simples, tels que les tissus du parenchyme, et les tissus du collenchyme dans les tiges en croissance, juste en dessous de l’épiderme. Alors que les cellules du parenchyme constituent une grande partie des tissus mous et charnus dans diverses parties de la plante, les cellules du collenchyme fournissent une structure et une flexibilité aux tiges en croissance.

La moelle est un tissu spongieux situé au centre des tiges de Dicotylédones. La moelle est également principalement composée de cellules parenchymateuses, car sa fonction principale est le stockage de substances telles que l’eau et les sucres.

Le point d’interrogation pointe vers une structure appelée faisceau vasculaire. Les faisceaux vasculaires sont les systèmes de transport de la plante, qui déplacent les nutriments essentiels, tels que l’eau et les sucres, vers les différents organes de la plante qui en auront besoin. L’extérieur de chaque faisceau vasculaire est entouré d’une région dure de tissu sclérenchymateux, qui contribue au soutien du faisceau. Le faisceau vasculaire comprend également des tissus du phloème, qui transportent les sucres et les acides aminés dans la plante, qui est représenté sur cette figure en bleu.

En se rapprochant de la moelle, le faisceau vasculaire contient également des tissus du xylème. Le xylème est responsable du transport de l’eau et des ions minéraux dissous depuis les racines de la plante vers les autres parties qui en auront besoin. Il est représenté en rouge sur cette figure. Par conséquent, la structure annotée par un point d’interrogation sur ce diagramme est le faisceau vasculaire.

Maintenant que nous avons testé nos connaissances, passons en revue les points clés que nous avons abordés dans cette vidéo. Les structures typiques dans une tige de Dicotylédone comprennent l’épiderme; l’endoderme, parfois appelé gaine d’amidon; et le cortex, qui est situé entre les deux. Il existe aussi plusieurs faisceaux vasculaires, qui sont séparés par des rayons médullaires. Les rayons médullaires transportent les substances depuis les faisceaux vasculaires vers la moelle au centre de la tige pour y être stockées. Les faisceaux vasculaires sont le système de transport de la plante, et ils comprennent les tissus du phloème et les tissus du xylème. Alors que le phloème transporte les sucres et les acides aminés depuis les zones de la plante impliquées dans la photosynthèse vers les autres organes qui en auront besoin, le xylème quant à lui transporte l’eau et les ions minéraux dissous depuis les racines vers le reste de la plante.

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