Compte rendu TP gravitropisme PDF

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Mr ST MARCOUX...

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Compte rendu TP gravitropisme Question une (expériences 1 et 9) : Nous observons sur les deux expériences la présence d’une courbure des racines de lentilles. Notons que celle-ci est minime pour l’expérience 1 : ceci s’explique par la fait que les lentilles ont été exposées moins longtemps au gravitropisme (2h seulement) que l’expérience 9 (2 jours). Cette courbure est orienté vers le bas : elle semble aller dans le sens de la gravité. On dit que le gravitropisme est positif. L’expérience 9 nous montre aussi une courbure de la tige. Cette courbure est inverse à la courbure des racines : elle semble aller a l’encontre de la gravité. On dit que le gravitropisme est négatif. Les racines réagissent au gravitropisme de manière positive pour s’enfoncer dans le sol. En effet, la plante a besoin de nutriments qu’elle prélève dans le sol à l’aide de ses racines. C’est donc pour cela que les racines auront tendance a s’enfoncer dans le sol et à suivre le gravitropisme. De plus, les racines sont dépourvues de chlorophylle : il n’y a donc pas d’intérêt a ce qu’elles aillent vers le haut pour capter la lumière (photosynthèse). Les tiges réagissent au gravitropisme de manière négative pour s’élever vers le haut. En effet, la plante a besoin de produire des éléments photosynthétiques pour assurer son bon fonctionnement. Le but de la plante est donc d’aller « chercher » la lumière pour avoir de l’énergie. Pour s’assurer que la plante n’oriente pas ses organes en fonction uniquement de la lumière, nous avons effectuer l’expérience 9 à l’obscurité. En supprimant le paramètre « lumière », nous sommes sures que seul le paramètre « gravité » agit sur la plante. Après 2 jours, nous observons des résultats cohérents et en adéquation avec l’expérience 1. Ces expériences réalisées sur des plants de lentilles servent de « modèle » et s’appliquent sur toutes les plantes en général. Elles sont très facile à réaliser et à reproduire de part le fait que nous ne pratiquons pas de modifications des plants. Question deux (expérience 2) : Le paramètre qui change entre l’expérience 1 et l’expérience 2 est la présence ou non d’une coiffe. La coiffe est la terminaison de la racine qui sert a protéger le méristèmes racinaire. Après 2h d’observation, aucune courbure n’est apparue contrairement à l’expérience une. Nous pouvons donc déduire que l’absence de coiffe inhibe la réponse gravitropique positive. La coiffe semble donc avoir un rôle dans la perception du stimulus gravitropique. Cependant, après 1 jour d’observation, de fortes courbures apparaissent pour certaines lentilles. Nous pouvons émettre plusieurs hypothèses pour expliquer ce phénomène. Premièrement, la coiffe a peut-être été mal excisée. Deuxièmement, peut-être qu’avec le temps et même dépourvues de coiffe, les racines finissent par se courber (autre(s) processus impliqué(s)). Les résultats de cette expérience sont très hétérogènes après 1 jour d’observation. Il est donc difficile de prendre pour modèle ces résultats. Il faudrait faire ces expériences de manière plus précise et en plus grand nombre.

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Question trois (expérience 6) : Le lugol met en évidence la présence d’amidon. Nous pouvons observer que l’amidon est réparti de manière hétérogène dans la racine : en effet, il est concentré à l’extrémité de celle-ci (dans la coiffe). Cet amidon est intracellulaire, et sous forme de petits grains (remarquable notamment sur la photographie de la coiffe de lentille). Ces grains d’amidon sont des amyloplastes. Question quatre (expérience 7) : Cette expérience présente une coloration au lugol dans une racine de Maïs. La première photographie correspond a une racine maintenue verticalement tandis que la seconde est une racine maintenue horizontalement. Sur ces photographies, nous observons une différence de localisation des grains d’amidon colorés en bleu (amyloplastes) : en effet, il semble que ces grains d’amidon suivent la gravité de manière positive. Ainsi, cette expérience nous montre que les amyloplastes sont en mouvement et s’orientent en fonction de la gravité. Rappelons que l’expérience 2 nous montre que la coiffe a un rôle dans la perception du stimulus gravitropique. L’expérience 6 nous indique la présence d’amyloplastes dans la coiffe. L’expérience 7 nous indique que ces amyloplastes se déplacent en fonction de la gravité. Nous pouvons donc proposer l’hypothèse suivante : Les amyloplastes présents dans la coiffe bougent en fonction de l’orientation de la cellule végétale par rapport a la gravité, ce qui indique a la plante le haut et le bas. Question cinq (expérience 4) : A l’aide des boites de l’expérience 4 et de l’expérience 3 (0M ANA), nous avons pu évaluer l’allongement moyen de la racine. Celui-ci est d’environ 11,7 mm/jour soit environ 0,5 mm/h. Pour l’expérience 4 avec de l’encre de chine, nos résultats ne sont pas très clair. Il semblerai qu’un espacement soit visible dans une zone après la coiffe. Cette zone correspond au lieu où les cellules s’allongent (car espacement des points). C’est la zone d’élongation de la racine. Question six (expérience 3) : Nous observons dans toutes les boites de pétri, qu’il y ai de l’auxine (ANA) ou non, une croissance de la racine.

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Dans les boites de pétri ayant une concentration allant de 10-14M à 10-10M (faible concentration), nous observons une croissance plus importante que pour la boite de pétri témoin sans ANA (allongement corrigé). Cet allongement croit de manière proportionnelle à l’augmentation de la concentration en ANA. A 10-10 M d’ANA, la croissance est maximale : l’allongement corrigé est de la 0,3 cm. A partir de 10-8M d’ANA, l’allongement est plus faible que le témoin : on obtient un allongement corrigé négatif. Cet allongement décroit de manière proportionnelle a l’augmentation de la concentration en ANA. Cela nous permet de voir que la concentration en auxine influence la croissance mais n’est pas indispensable a celle-ci (puisque le témoin a tout de même une croissance). De plus, nous observons qu’a partir d’une certaine concentration d’auxine, la croissance n’est plus favorisée mais réprimée (au-delà de 10-10M d’ANA). 10-10M d’ANA semble être la concentration optimale pour la croissance de la plante. Question sept (expérience 8) : Dans l’expérience 8, nous avons établi une construction avec un promoteur sensible à l’auxine (qui est le promoteur DR5) suivi du gène GFP (permettant, lors de son expression, de la fluorescence). Lorsque nous avons de l’auxine, elle permet d’activer le promoteur DR5 : ainsi, le gène GFP est exprimé et de la fluorescence apparait. Nous avons introduit ce montage dans des racines placées à l’horizontale ou a la verticale. Nous avons ensuite observé ces racines en microscopie sous lumière bleue et sous lumière bleue et blanche afin de voir la fluorescence et sa localisation. Rappelons que l’auxine a un rôle dans l’élongation des cellules (activation ou répression) et qu’elle parvient aux racines par le cylindre central. Pour la racine verticale, nous avons une répartition homogène de l’auxine dans la racine (zone d’élongation). Par conséquent, si la répartition d’auxine est homogène, les cellules vont croitre de la même manière : la croissance sera droite et vers le bas. Pour la racine horizontale, nous avons une répartition de l’auxine qui est hétérogène. En effet, l’auxine se retrouve concentrée dans la partie inférieure de la racine. Nous pouvons donc émettre l’hypothèse suivante : la forte concentration de l’auxine sur la partie basse de la racine bloque la croissance et l’élongation des cellules. Dans la partie supérieure, la faible concentration d’auxine n’influence pas la croissance. Il y a donc une croissance différenciée entre les cellules de la partie supérieure et les cellules de la partie inférieure de la racine. Ceci permet la courbure de celle-ci vers le bas.

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Notons que la croissance s’effectue uniquement dans la zone d’élongation (comme montré dans l’expérience 4) et non dans la coiffe : ceci est dû à la forte concentration en auxine qui inhibe l’élongation et la division des cellules de la coiffe et de la zone de méristématiques. Nous pouvons établir un lien avec l’expérience 3 : en effet, comme démontré dans cette expérience, le surplus d’auxine bloque la croissance des cellules racinaires. Ceci explique donc la faible croissance des cellules de la partie inférieure de la racine et la courbure, par rapport au témoin. Nous pouvons émettre l’hypothèse que ce changement de répartition de l’auxine est peut-être dû à la perception du stimulus gravitropique par les amyloplastes qui bougent en fonction de la gravité (présence d’un signal ?). Question huit (expérience 5) : Nous observons lors de cette expérience qu’après 1 journée, les racines avec un bloc d’agar + ANA se courbent contrairement aux racines sans bloc d’agar + ANA. Précédemment, nous avons indiqué qu’une concentration trop élevée localement d’auxine induit un blocage d’élongation des cellules racinaires à cet endroit, et donc une courbure. Ainsi, nous pouvons déduire que la présence d’ANA (auxine) supplémentaire bloque la croissance des cellules de la zone d’élongation à son contact tandis que la zone d’élongation en contact avec l’agar simple continue de croitre. Cela induit donc une courbure et justifie les résultats trouvés. Ils sont donc cohérents avec les déductions faites des expériences précédentes.

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Modèle de réponse de la racine au stimulus gravitropique (schéma) : Dans ce schéma, nous avons pu déterminer un lien hypothétique entre la perception du stimulus gravitropique par les amyloplastes (contenus dans les statocystes) et la répartition hétérogène de l’auxine. Nous avons donc émis l’hypothèse de la présence d’un signal induit par la perception du signal dans les cellules de la coiffe. Afin de déterminer au mieux ce signal, nous aurions pu faire des expériences supplémentaires : en effet, nous aurions pu inhiber le passage de certains ions afin de démontrer la présence d’un signal ionique. Nous aurions aussi pu inhiber l’expression de protéines membranaire au contact des amyloplastes afin de démontrer la présence d’un signal moteur du au mouvement engendré par la gravité. Si ces expériences s’avèrent négatives, nous aurions aussi pu effectuer des expériences empêchant les signaux de types électriques. Dans ce schéma, nous avons aussi émis l’hypothèse que l’auxine est répartie dans la racine selon des transporteurs. Nous pourrions effectuer diverses expériences comprenant des mutants de divers transporteurs : par exemple, nous pouvons émettre un stimulus gravitropique sur des mutants pour le transporteur PIN3 (connu pour le phototropisme) et sur une plante témoin non mutée. Si le mutant ne se courbe pas, alors nous pouvons en déduire qu’il n’y a pas eu de blocage de division cellulaire du coté bas de la racine et pas de répartition hétérogène de l’auxine. Ceci implique donc que le transporteur PIN3 n’est pas impliqué dans le gravitropisme. C’est l’inverse si le mutant se courbe. Nous pouvons effectuer ce genre d’expérience pour différents transporteurs d’auxine. De plus, nous ne savons pas si cette répartition hétérogène est due à un changement d’emplacement de transporteurs dans des vésicules (comme pour le phototropisme) ou si les transporteurs sont détruits avant d’être synthétisés dans les parties à irriguer en auxine (pour impliquer le blocage). Pour déterminer cela, nous pouvons par exemple inhiber la formation de vésicules pour déterminer si cela bloque ou non le changement de localisation de transporteurs et d’auxine.

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