L'Eau Dans La Plante

s vivants, les autotrophes (dont la plante verte) présentent la particularité de synthétiser eux-mêmes l'énergie et la substance qu'il leur faut pour subsister, grandir et se développer. Dans un second temps, après synthèse de matières organique, l'eau en permet la diffusion à travers tous les organes du végétal pour le développement et le bon fonctionnement de ceux-ci. Les substances organiques synthétisées lors de la photosynthèse par les parties vertes de la plante sont distribuées dans toute la plante par la sève élaborée qui circule dans les tubes criblés du phloème. Mais encore, l'eau sert de véhicule aux hormones de la plante. Celles-ci, appelées phytohormones, sont secrétées par la plante et sont composées d'eau et de protéines. Elles agissent sur la croissance et sur la floraison.

c.Evapotranspiration

La plante transpire quand elle travaille à sa propre construction. Elle élimine donc naturellement l’eau transpirée sous forme de vapeur. Les feuilles, les jeunes tiges et les pièces florales sont capables de ce phénomène physiologique vital. Par la feuille, cette émission de vapeur d’eau est majoritairement localisée dans les stomates, mais aussi au niveau cuticulaire lorsque la cuticule n’est pas très épaisse. Au printemps, la transpiration est maximale. En hiver, on observe un ralentissement lié à la défoliation, la chute de température. En été, la sècheresse fait baisser la transpiration. Les stomates ont la capacité de se fermer et de s’ouvrir en fonction de la disponibilité de l’eau. L’abaissement de l’humidité du sol, en réduisant l’absorption, crée un déficit hydrique dans la plante qui induit sur la fermeture des stomates. Il y a donc diminution de la transpiration. Le vent renouvelle constamment l’air au contact des tissus et augmente alors la transpiration. Une grande sècheresse de l’air diminue la transpiration, les stomates se ferment. Lorsque la chaleur est suffisante, le soleil arrive à évaporer directement l’eau des feuilles. Si l’eau ne sort plus par les stomates, elle s’évapore directement par la surface des feuilles. De même que lorsqu’il y a du vent, la plante évapore encore plus rapidement. L’action combinée de la transpiration de l’eau à travers les stomates, et de son évaporation toute la surface de la feuille s’appelle évapotranspiration. C’est un processus naturel et indispensable au fonctionnement du monde végétal. En effet, pour que les minéraux soient transportés, il faut qu’ils soient beaucoup dilués dans l’eau. Ainsi, les racines absorbent beaucoup plus d’eau qu’il n’en faut à la plante pour sa survie. Si l’eau n’était pas rejetée grâce aux stomates des feuilles, la plante serait gorgée d’eau et exploserait. D’autres causes de déperdition d’eau peuvent aussi intervenir dans des cas particuliers :

-Guttation : émission d’eau sous forme de gouttelettes liquides, observée au crépuscule et aupetit matin, à la périphérie des feuilles de Capucine, de Lierre, de Tomate ou des Graminées. Elle contribue à une surpression excessive dans les tissus foliaires.

-Nectaires : renflements glandulaires émettant un nectar sucré, à la base des pétales de nombreuses fleurs (Renoncule, Euphorbe) ;

-Glandes des plantes carnivores (Drosera, Népenthès) émettant des sucs digestifs riches en enzymes digérant de petits insectes capturés par les organes préhenseurs de ces plantes. Un terrain couvert de végétation dissipe toujours beaucoup plus d’eau dans l’atmosphère qu’un terrain nu. Un érable peut ainsi rejeter 220 l d’eau par heure ! En moyenne, 500 l /jour pour un arbre. En six mois, 120.000 litres d’eau !

d.Photosynthèse

La photosynthèse, appelée aussi assimilation chlorophyllienne est un processus par lequel la plupart des végétaux et certaines bactéries transforment l’énergie lumineuse en énergie chimique (molécules carbonées). Chez les végétaux supérieurs, c’est dans les parties vertes de la plante que se déroule la photosynthèse. Plus précisément, ce sont les feuilles qui en sont responsables dans la plupart des cas, mais lorsque celles-ci sont de taille réduite, pour éviter les déperditions d’eau (épines des cactées), la photosynthèse est majoritairement réalisée dans les tiges.

Le principe de base de la photosynthèse est de se servir de l’énergie lumineuse pour fabriquer des glucides (Cm(H2O)n), à partir d’eau et de dioxyde de carbone, avec production d’oxygène (O2). Cette réaction peut s’écrire sous l’équation simplifiée suivante : H2O + CO2O2+ CH2O La photosynthèse s’effectue en deux étapes : une série de réactions « lumineuses », qui nécessitent la présence de lumière, et une série de réactions « obscures », qui peuvent s’effectuer loin de toute source lumineuse. Les réactions lumineuses s’effectuent dans des organites de la cellule végétale : les chloroplastes. La phase lumineuse met en exergue les fonctions de l’énergie captée par la chlorophylle. Cette énergie décompose l’eau en hydrogène et oxygène : c’est la photolyse de l’eau. 2H2O →4H+ + 4 e- + O2

Le dioxygène retourne dans l’atmosphère. Elle recharge ensuite les accumulateurs d’énergie. En effet, les transporteurs d’hydrogène et d’électrons transforment l’énergie lumineuse en énergie chimique stockée dans les molécules d’ATP. Les réactions obscures ont lieu dans le stroma (matrice) du chloroplaste, où l’énergie stockée est utilisée pour réduire le dioxyde de carbone (CO2) en carbone organique, sous forme de glucide. La phase obscure correspond à la réduction du dioxyde de carbone (l’énergie accumulée dans les ATP sert à synthétiser le glucose à partir du dioxyde de carbone et de l’hydrogène issue de la photolyse de l’eau). L’effet de piège de la photosynthèse consiste en la capture temporaire de l’énergie lumineuse, grâce aux réactions lumineuses, puis en sa fixation permanente sous forme de glucides (glucose en particulier) grâce aux réactions obscures. L’équation complète et équilibrée de la photosynthèse dans laquelle l’eau intervient comme donneur d’électrons est : 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Les glucides élaborés par le processus de la photosynthèse ont plusieurs devenirs. Ils peuvent, d’une part, être transportés dans la plante et utilisés comme source d’énergie dans divers processus métaboliques. D’autre part, ils peuvent être stockés, dans les chloroplastes, sous forme d’une macromolécule, l’amidon, qui constitue la réserve énergétique végétale. La photosynthèse, le processus biochimique le plus important sur Terre, produit une importante biomasse. 1 m2 de surface foliaire peut ainsi produire environ 1 g de glucides par hectare, soit, pour l’ensemble de la végétation terrestre, un gain annuel d’environ 73 milliards de carbone, ce qui équivaut à vingt fois la production mondiale de charbon.

F fécondation

Bryophyte, spermaphite, leurs fécondation dépendent de l’eau.

II.voyage de l’eau

1-Dans les poils absorbants.

Un poil absorbant étant une cellule géante dont la vacuole représente le milieu intracellulaire alors que le milieu extracellulaire étant la solution du sol (eau + sels minéraux du sol).

Si la pression osmotique dans les poils absorbants est supérieure à celle de la solution du sol, il y a absorption d’eau par les poils absorbants.

Si la pression osmotique dans les poils absorbants est égale ou inférieure à celle de la solution du sol, l’absorption de l’eau s’arrête.

La pression osmotique dans les cellules de la racine est de plus en plus élevée en passant de la périphérie vers le centre. L’eau absorbée traverse horizontalement la racine, du poil absorbant vers le cylindre central, en passant de cellule en cellule par le mécanisme de l’osmose : c’est la conduction latérale

L’eau entrée par les poils absorbants gagne les vaisseaux par le cortex (écorce) et la stèle (cylindre central). Elle suit trois trajets :

•L’apoplasme : ensemble des parois, des lacunes et des méats, très accessibles à l’eau et aux ions minéraux

•Le symplasme : ensemble des cytoplasmes qui sont en continuité par les plasmodesmes.

•Le transcellulaire : de vacuole à vacuole, au travers des parois et des couches cytoplasmiques. Dans le cortex, l’apoplasme, qui offre très peu de résistances à l’eau, est la voie principale ; mais le cadre subérifié des cellules endodermiques (cadre de Caspary) forme un barrage que l’eau doit contourner par le symplasme. Les trois voies sont d’ailleurs en constante communication.

a. En passant à travers la

membrane des cellules =

voie transcellulaire

b. En passant de cellule en

cellule par les

plasmodesmes = voie

symplaste.

c. En passant entre les

cellules ou dans les

cellules mortes = voie