Réponse des plantes à l'environnement

Stress abiotique

L’origine du stress

Les plantes sont des organismes sessiles (vivent dans un environnement précis) et ne peuvent pas se déplacer, se réchauffer, etc c’est le milieu qui modèle le fonctionnement de leur vie. Elles ont donc développé des réponses à ces stress, pour continuer à croître et à s’adapter.

Le stress peut être lié au taux d’humidité, à la lumière, aux changements de température, aux manques d’oxygène (si le taux d’humidité est trop important et bloque l’arrivée de l’oxygène aux racines) par exemple.

• Plante sessile peuvent s’adapter aux stress biotiques, soient elles meurent, soient elles s’adaptent et transmettent ou non leurs gènes à leur descendance.

I. Réponse au stress lumineux : “photo-réduction” 

A. Énergétique du transfert d’électrons photosynthétiques

1. Rappel

La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes dans les tilakoides qui ont des complexes photosynthétiques. Complexes dans les phases granaires (photosystème 2) et phase Lemaire (photosystème 1).

Tilakoide de l’ordre de 30nm.

• L’énergie lumineuse est concentrée dans des volume très petits. Avec des énergies qui nous paraissent faibles (de l’ordre de l’Angström car déjà le chloroplaste est minuscule, environ 7 μm). mais quand on les concentre on arrive à des concentrations d’énergie très importante.
• Une grosse partie de l’énergie de peu pas être dissipée et mène à la création des Ros.

Il faudra lutter contre ces espèces chimiques oxydatives qui ont tendance à inactiver les chloroplastes et donc les cellules.

De l’énergie lumineuse à l’énergie chimique

La membrane comprend plusieurs complexes : flux d’électrons du Photosystème II vers ….. puis vers le Photosystème I. Les électrons voyagent sur cette chaine pour former une NADPH qui va copier et transformer cette énergie vers le cycle de Calvin qui va utiliser cette énergie et stocker les électrons en sucres.

On a une membrane lipidique qui ont plusieurs complexes, qui organisent entre eux des transferts d’électrons. L’excitation va être transformé en flux d’électrons, pompe à protons, NADP+… NADPH va transporter toute cette énergie vers tous les mécanismes de la plante qui en nécessitent… énergie va être transformée en sucre…. Donc 2 types d’énergie transitoire : ATP et NADPH (pouvoir réducteur). Dans le cas où l’énergie devient trop importante (feuilles toujours exposées au soleil), on va juste épuiser la quantité de NADPH dans la cellule et la chaîne va être bloquée.

La chaine devient bloquée car le nombre de NADP+ est bloqué.

On épuise les poules de NADPH. Les accepteurs disparaissent dans la cellule.

[pic 1]

Lutéines peur être utilisé comme anti-oxydant.

Le pin peut survivre à des -30° car la photosynthèse continue car elles ne peuvent pas délivrer leur électron vers le cycle de Calvin mais la chaine captée est transmise aux caroténoides qui vont transformer une partie de cette énergie en chaleur.

Les plantes s’adaptent en fonction de leurs conditions de vie à absorber dans le bleu (Canopée) ou dans le rouge (en dessous de la Canopée).

Les complexes d’antennes sont organisés autour du centre réactionnel.

• 250 chlorophylle par centre réactionnel
• L’excitation se concentre sur un paire spéciale de 2 chlorophylle

Les antennes sont organisées en cercles et sont toutes connectées entre elles.

Les pigments photosynthétiques forment un réseau

• La relaxation = Les pigments livrent l’énergie au milieu environnant
• La fluorescence = Il ré-émet l’énergie sous la forme d’un autre photon un peu moins énergétique
• Transfert d’énergie = transformer l’énergie en flux d’électrons
• Séparation de charge = amplification de la concentration d’énergie (toutes les vibrations des photons se transmettent à l’intérieur des systèmes), devient un moyen de faire partir les électrons des orbites = ioniser

L’énergie des excitons est canalisée vers les centres réactionnels :

Chlorophylle s’excitent, l’excitation se balade jusqu’à ce qu’elle rencontre un centre réactionnel.

Les réactions de plus hautes

• Photosystème II :

• prend les électrons de l’eau, énergie est éliminée
• Gradient de protons

• Photosystème I

• Suite d’électrons de manières organisés, il va faire des superoxyde (un autre type de Ros)

Le transfert linéaire = de l’eau jusqu’au NADPH

Le transfert cyclique = n’implique pas le PSII, on hydrolyse pas les molécules d’eau, on fait juste circuler les protons, pas de NADPH)

• Une réponse au stress

On peut pas faire sauter des électrons

Le cycle de Calvin :

Le 1er utilisateur d’électron est le cycle de Calvin, il libre du carbone réduit.

Il jeté de l’énergie sur les nouvelles liaisons. On stocke cette énergie pour la mettre dans un état stable. Le cycle de Calvin est source de synthèse des squelettes carboné. Il est fortement connecté aux pools des métabolites carbonés et ils assurent la distribution aux autres voies métaboliques

Cycle de Calvin

Fixation d’azote

Formation des parois

• Les 3 voies métaboliques les +gourmandes en énergie

Photons rentre dans le système, pris en charge par les réaction lumineuse en :[pic 2]

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