الاستعداد لمباراة CRMEFPréparation CRMEFمباراة CRMEFCRMEF SVT

وسائط النمو والتطور عند النباتات

1. أهداف الدرس

في نهاية هذا الدرس، ينبغي أن تكون قادرًا على:

  • تحديد الخصائص التي تميّز التبليغ الكيميائي عند النبات عن نظيره عند الحيوان؛
  • إعادة بناء التسلسل الاستدلالي لتجارب الانتحاء الضوئي وتحديد ما تضيفه كل تجربة على سابقتها؛
  • وصف النقل القطبي للأوكسينات وآثارها الرئيسية؛
  • تأويل منحنى الاستجابة بدلالة تركيز الأوكسين وتفسير اختلافه بين الأعضاء؛
  • تفسير الانتحاء الضوئي والانتحاء الأرضي بإعادة التوزيع الجانبي للأوكسين؛
  • تحديد الأدوار الرئيسية للجبريلينات والسيتوكينينات وحمض الأبسيسيك والإيتيلين؛
  • تأويل تجربة زراعة الأنسجة واستنتاج مبدأ التحكم بنسبة الوسائط لا بالوسيط منفردًا؛
  • تفسير السيادة القمية وتأويل تجربة نزع البرعم القمي مع تعويضه بالأوكسين.

2. خصائص التبليغ الكيميائي عند النبات

المعيار عند الحيوان عند النبات
مقر الإنتاج غدد متخصصة لا غدد؛ أنسجة عادية عديدة تُنتج الوسائط
النقل جهاز دوري متخصص اللحاء والخشب، أو من خلية إلى أخرى
نوعية الأثر هرمون واحد ⟵ أثر محدد غالبًا الوسيط الواحد ⟵ آثار مختلفة حسب العضو والطور والتركيز
التحكم تركيز الهرمون نسبة الوسائط بعضها إلى بعض

3. الأوكسينات

3.1 كيف اكتُشفت؟ سلسلة استدلالية نموذجية

صورة 1 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بخطوط واضحة وألوان هادئة متباينة، تعرض سلسلة تجارب الانتحاء الضوئي في خمس لوحات متجاورة مرقّمة، وفي كل لوحة سويقة فتية عمودية يأتيها ضوء جانبي من اليمين مبيَّن بأسهم صفراء أفقية. اللوحة 1 مُسمّاة «سويقة سليمة»: السويقة تنحني نحو مصدر الضوء. اللوحة 2 مُسمّاة «قمة مقطوعة»: السويقة بلا قمة وتبقى مستقيمة بلا انحناء. اللوحة 3 مُسمّاة «قمة مغطاة بغلاف معتم»: القمة عليها قبعة سوداء صغيرة والسويقة تبقى مستقيمة، وبجانبها لوحة مصغرة «قاعدة مغطاة والقمة مكشوفة» والسويقة فيها منحنية. اللوحة 4 مُسمّاة «قمة مفصولة بصفيحة نفوذة»: القمة موضوعة فوق القاعدة ويفصل بينهما مربع صغير شفاف مُسمّى «هلام (agar)» والسويقة منحنية؛ وبجانبها مصغّرة «صفيحة غير نفوذة (ميكا)» والسويقة فيها مستقيمة. اللوحة 5 مُسمّاة «مكعب هلام حُفظت فيه قمة، موضوع لامركزيًا في الظلام»: قمة مقطوعة تمامًا ووُضع فوق أحد جانبي المقطع مكعب هلام صغير، والسويقة تنحني نحو الجانب المقابل للمكعب رغم غياب أي ضوء، مع بطاقة «انحناء دون ضوء». خلفية بيضاء نظيفة، تسميات بخط عربي واضح، رسم دقيق علميًا وليس فنيًا تجريديًا

التجربة النتيجة ما تضيفه على سابقتها
1 ـ سويقة سليمة + ضوء جانبي انحناء نحو الضوء تسجيل الظاهرة
2 ـ قطع القمة لا انحناء القمة ضرورية
3 ـ تغطية القمة وحدها بغلاف معتم؛ وتغطية القاعدة وحدها لا انحناء في الأولى، انحناء في الثانية القمة هي موضع استقبال الضوء، والقاعدة موضع الاستجابة: الموضعان متمايزان
4 ـ فصل القمة عن القاعدة بهلام نفوذ؛ ثم بصفيحة غير نفوذة انحناء مع الهلام، لا انحناء مع الصفيحة ما ينتقل من القمة إلى القاعدة مادة كيميائية لا إشارة كهربائية أو ميكانيكية، لأن الاتصال المادي غير ضروري ونفوذية الحاجز هي الحاسمة
5 ـ مكعب هلام حُفظت فيه قمة، يُوضع لامركزيًا على سويقة مقطوعة في الظلام انحناء نحو الجانب المقابل للمكعب إعادة إنتاج الظاهرة دون ضوء: المادة كافية وحدها، والانحناء ناتج عن توزيعها غير المتكافئ

3.2 الخصائص والآثار

النقل القطبي: تُنقل الأوكسينات من القمة نحو القاعدة في اتجاه واحد فقط، بواسطة ناقلات غشائية موجَّهة. وهذا الاتجاه الوحيد هو ما يمنح النبات قطبية ثابتة.

الأثر التفصيل
الاستطالة الخلوية تُحمِّض الجدار فتُرخيه، فتستطيل الخلية (آلية الدرس 103)
السيادة القمية يمنع نمو البراعم الجانبية
تكوين الجذور العرضية تُستعمل في الإكثار الخضري بالعقل
نمو الثمرة إنتاج ثمار دون إخصاب في بعض الأنواع

3.3 منحنى التركيز/الاستجابة: المفتاح التفسيري

صورة 2 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بخطوط واضحة وألوان هادئة متباينة، تعرض مبيانًا. المحور الأفقي مُسمّى «تركيز الأوكسين» بسلّم لوغاريتمي مبيَّن بتدرجات متباعدة، والمحور العمودي مُسمّى «الاستجابة» ويمتد فوق الصفر (تنشيط) وتحته (تثبيط) مع خط أفقي سميك عند الصفر. ثلاثة منحنيات جرسية مزاحة أفقيًا بعضها عن بعض، كل واحد يرتفع فوق الصفر ثم يهبط تحته: منحنى أخضر في أقصى اليمين مُسمّى «الجذر» بقمته عند أضعف التراكيز؛ منحنى أزرق في الوسط مُسمّى «البرعم»؛ منحنى أحمر في أقصى اليسار مُسمّى «الساق» بقمته عند أعلى التراكيز. خط عمودي متقطع واحد يعبر المنحنيات الثلاثة عند تركيز معيّن، ويُظهر بأسهم صغيرة أن الاستجابة عنده **تنشيط** للساق و**تثبيط** للجذر، مع بطاقة «التركيز نفسه، استجابتان متعاكستان». خلفية بيضاء نظيفة، تسميات بخط عربي واضح، مبيان دقيق علميًا وليس فنيًا تجريديًا

المنحنى جرسي عند كل عضو: تركيز ضعيف ⟵ تنشيط، ثم أمثل، ثم تركيز مرتفع ⟵ تثبيط. لكن موضع الجرس يختلف بين الأعضاء: الجذر يبلغ أمثله عند تراكيز أضعف بكثير من الساق.

4. الانتحاءات

صورة 3 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بخطوط واضحة وألوان هادئة متباينة، مقسّمة إلى لوحتين متجاورتين. اللوحة اليمنى مُعنونة «الانتحاء الضوئي»: سويقة عمودية يأتيها ضوء جانبي من اليمين بأسهم صفراء، وداخلها تدرج نقطي أحمر يمثل الأوكسين مرسوم **أكثف في الجانب المظلم** (الأيسر) مع بطاقة «إعادة توزيع جانبي للأوكسين»؛ وسهمان: سهم قصير على الجانب المضاء مُسمّى «استطالة ضعيفة» وسهم طويل على الجانب المظلم مُسمّى «استطالة قوية»، والسويقة منحنية نحو الضوء. اللوحة اليسرى مُعنونة «الانتحاء الأرضي»: نبتة موضوعة أفقيًا، تظهر فيها الساق منحنية نحو الأعلى والجذر منحنيًا نحو الأسفل؛ في كل من الساق والجذر تدرج نقطي أحمر أكثف في الجانب **السفلي**، مع بطاقتين: عند الساق «تركيز مرتفع ← تنشيط ← استطالة الجانب السفلي ← انحناء صاعد»، وعند الجذر «التركيز نفسه ← تثبيط ← استطالة أضعف في الجانب السفلي ← انحناء نازل». سهم عمودي جانبي مُسمّى «الثقالة». خلفية بيضاء نظيفة، تسميات بخط عربي واضح، رسم دقيق علميًا وليس فنيًا تجريديًا

الانتحاء الملاحظة التفسير
الانتحاء الضوئي الساق تنحني نحو الضوء إعادة توزيع الأوكسين جانبيًا نحو الجانب المظلم ⟵ استطالة أقوى هناك ⟵ انحناء نحو المضاء
الانتحاء الأرضي للساق (سالب) الساق تنحني نحو الأعلى تراكم الأوكسين في الجانب السفلي ⟵ تركيز منشِّط للساق ⟵ استطالة سفلية أقوى ⟵ انحناء صاعد
الانتحاء الأرضي للجذر (موجب) الجذر ينحني نحو الأسفل تراكم الأوكسين في الجانب السفلي ⟵ التركيز نفسه مثبِّط للجذر ⟵ استطالة سفلية أضعف ⟵ انحناء نازل

5. الجبريلينات

الأثر التفصيل
استطالة السلاميات نمو طولي قوي؛ وبعض النباتات القزمة تستعيد قامتها الطبيعية بمعالجتها بها
رفع السبات في البذور والبراعم (الدرس 102)
تعبئة الاحتياطات استحثاث تخليق α-أميلاز في طبقة الأليرون (الدرس 102)
نمو الثمار تكبير حجم الثمرة في بعض الأنواع

6. السيتوكينينات ومبدأ النسبة

الأثر التفصيل
تنشيط الانقسام الخلوي وهو أصل تسميتها
تأخير شيخوخة الأوراق تحافظ على اليخضور والبروتينات
رفع السيادة القمية تنشّط نمو البراعم الجانبية، عكس الأوكسين
صورة 4 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بخطوط واضحة وألوان هادئة متباينة، تعرض تجربة زراعة الأنسجة في ثلاثة أنابيب زجاجية متجاورة على حامل، يحتوي كل واحد وسطًا مغذيًا هلاميًا وُضعت عليه كتلة خلوية غير متمايزة صغيرة مُسمّاة «كالوس». الأنبوب الأول مُسمّى «نسبة أوكسين/سيتوكينين مرتفعة»: من الكالوس تنمو جذور خيطية دقيقة عديدة نحو الأسفل. الأنبوب الثاني مُسمّى «نسبة متوازنة»: الكالوس يبقى كتلة غير متمايزة تتكاثر دون أعضاء. الأنبوب الثالث مُسمّى «نسبة أوكسين/سيتوكينين منخفضة»: من الكالوس تنمو براعم وسويقات خضراء صغيرة بأوراق نحو الأعلى. بطاقة جامعة أسفل اللوحات: «النسبة هي التي توجّه التمايز، لا الوسيط منفردًا». خلفية بيضاء نظيفة، تسميات بخط عربي واضح، رسم دقيق علميًا وليس فنيًا تجريديًا

تجربة زراعة الأنسجة: تُزرع كتلة خلوية غير متمايزة (كالوس) على أوساط تختلف في نسبة الأوكسين إلى السيتوكينين:

النسبة أوكسين/سيتوكينين النتيجة
مرتفعة تمايز جذور
متوازنة استمرار الكالوس غير متمايز
منخفضة تمايز براعم وسوق

7. حمض الأبسيسيك (ABA)

الأثر الإحالة
استحثاث الانغلاق الثغري عند العجز المائي الدرس 94
حفظ السبات في البذور والبراعم ومقاومة الجبريلينات الدرس 102
تعزيز مقاومة الإجهاد (الجفاف، الملوحة، البرودة) —

8. الإيتيلين

وسيط ذو خاصية فريدة: غازي، ينتشر في الهواء ومن خلية إلى أخرى دون حاجة إلى نسيج ناقل.

الأثر التفصيل
نضج الثمار تليين، تغير اللون، حلمأة النشا إلى سكريات
تساقط الأوراق والثمار تكوين منطقة انفصال في قاعدة العنق
الاستجابة للإجهاد الميكانيكي تعديل النمو عند العوائق

9. جدول تركيبي

الوسيط مقر الإنتاج الرئيسي الأثر المميز إحالات
الأوكسينات القمم النامية استطالة، سيادة قمية، انتحاءات الدرس 103
الجبريلينات الأنسجة الفتية والبذور استطالة السلاميات، رفع السبات، تعبئة الاحتياطات الدرس 102
السيتوكينينات القمم الجذرية أساسًا انقسام خلوي، تأخير الشيخوخة، رفع السيادة القمية —
حمض الأبسيسيك الأوراق والجذور تحت الإجهاد انغلاق ثغري، حفظ السبات، مقاومة الإجهاد الدرسان 94 و102
الإيتيلين أنسجة عديدة، خصوصًا الثمار نضج الثمار، التساقط —

10. تطبيق: السيادة القمية

صورة 5 — قيد الإعداد
وصف الوثيقة

خطاطة علمية تعليمية بأسلوب كتاب مدرسي، رسم مسطح (flat vector) بخطوط واضحة وألوان هادئة متباينة، تعرض ثلاث نبتات متجاورة في أصص متماثلة. النبتة الأولى مُسمّاة «نبتة سليمة»: ساق قائمة ببرعم قمي بارز في الأعلى، وبراعم جانبية صغيرة جدًا ساكنة على طول الساق مُسمّاة بسهم «براعم جانبية مثبَّطة». النبتة الثانية مُسمّاة «نزع البرعم القمي»: قمة الساق مقطوعة ومسطحة، والبراعم الجانبية نمت وصارت فروعًا ورقية واضحة. النبتة الثالثة مُسمّاة «نزع البرعم القمي + وضع معجون بالأوكسين على المقطع»: قمة مقطوعة وُضعت عليها كتلة صغيرة مُسمّاة «معجون محتوٍ على أوكسين»، والبراعم الجانبية بقيت صغيرة ساكنة كما في النبتة الأولى. خلفية بيضاء نظيفة، تسميات بخط عربي واضح، رسم دقيق علميًا وليس فنيًا تجريديًا

التجربة النتيجة الاستنتاج الجزئي
نبتة سليمة براعم جانبية مثبَّطة تسجيل الظاهرة
نزع البرعم القمي نمو البراعم الجانبية البرعم القمي مصدر التثبيط
نزع البرعم القمي + معجون بالأوكسين البراعم تبقى مثبَّطة الأوكسين يعوّض البرعم القمي: التثبيط كيميائي

11. الأخطاء الشائعة وفخاخ الامتحان

الخطأ الشائع التصويب
للوسيط النباتي أثر واحد ثابت الأثر يتوقف على العضو والتركيز والنسبة إلى الوسائط الأخرى
الأوكسين منشِّط للنمو دائمًا منشِّط في مجال ومثبِّط فوقه؛ والمجال يختلف بين الجذر والساق
الساق تنحني نحو الأعلى والجذر نحو الأسفل لسببين مختلفين السبب المباشر واحد (تراكم سفلي للأوكسين)؛ الاختلاف في حساسية العضو
الانتحاء حركة تشبه حركة الحيوان استطالة غير متكافئة بين جانبَي العضو، لا حركة عضلية
تجربة قطع القمة وحدها تكفي لإثبات الوساطة الكيميائية لا بد من التعويض بمادة؛ القطع وحده لا يميّز الكيميائي عن الميكانيكي
الأوكسين هرمون الجذور والسيتوكينين هرمون البراعم التمايز تحدده النسبة بينهما، والوسيطان حاضران في كل الحالات
ABA هرمون تثبيط عام وسيط إدارة الظروف غير المواتية: يوقف المكلف ويفعّل الواقي
الإيتيلين يُنقل في اللحاء غاز ينتشر بلا نسيج ناقل، ومن ثمّ أثره على الثمار المجاورة
نضج الثمار ظاهرة موضعية الإيتيلين ذاتي التضخيم وينتشر، فتسرّع ثمرة ناضجة نضج جاراتها
للنبات غدد صماء كالحيوان لا غدد؛ الإنتاج موزع والنقل غير متخصص

12. معجم المصطلحات

بالعربية بالفرنسية التعريف الموجز
وسائط النمو والتطور Médiateurs de croissance et de développement جزيئات إشارة نباتية لا تصدر عن غدد ويتوقف أثرها على السياق
الأوكسينات Auxines وسائط القمم النامية، ذات نقل قطبي، تعزّز الاستطالة والسيادة القمية
النقل القطبي Transport polarisé نقل أحادي الاتجاه من القمة نحو القاعدة، يمنح النبات قطبيته
الانتحاء الضوئي Phototropisme انحناء موجَّه بالضوء ناتج عن إعادة توزيع جانبي للأوكسين
الانتحاء الأرضي Gravitropisme انحناء موجَّه بالثقالة: سالب في الساق وموجب في الجذر
الجبريلينات Gibbérellines وسائط استطالة السلاميات ورفع السبات وتعبئة الاحتياطات
السيتوكينينات Cytokinines وسائط الانقسام الخلوي وتأخير الشيخوخة ورفع السيادة القمية
الكالوس Cal كتلة خلوية غير متمايزة تُستعمل في زراعة الأنسجة
حمض الأبسيسيك Acide abscissique (ABA) وسيط الإجهاد: انغلاق ثغري وحفظ سبات
الإيتيلين Éthylène وسيط غازي لنضج الثمار وتساقط الأعضاء
السيادة القمية Dominance apicale تثبيط البراعم الجانبية بفعل البرعم القمي

13. خلاصة

  • التبليغ الكيميائي عند النبات بلا غدد، ونقله غير متخصص، وأثر الوسيط الواحد متغير بحسب العضو والتركيز؛ ولهذا كان مصطلح وسائط أدق من «هرمونات».
  • المبدأ الحاكم: لا يُسأل «ماذا يفعل الوسيط؟» بل «في أي عضو، وبأي تركيز، وبأي نسبة إلى غيره؟».
  • سلسلة تجارب الانتحاء الضوئي نموذج للاستدلال المتدرج: القمة ضرورية ⟵ القمة تستقبل والقاعدة تستجيب ⟵ ما ينتقل مادة كيميائية ⟵ المادة وحدها كافية، والانحناء ناتج عن توزيعها غير المتكافئ، بدليل إعادة إنتاج الأثر في الظلام.
  • منحنى الاستجابة/التركيز جرسي، وموضعه يختلف بين الأعضاء: التركيز نفسه منشِّط للساق ومثبِّط للجذر. وهذا المنحنى وحده يفسّر الانتحاءات والسيادة القمية معًا.
  • الانتحاء الأرضي: سبب مباشر واحد — تراكم الأوكسين في الجانب السفلي — واتجاهان متعاكسان بسبب اختلاف حساسية العضو. والانحناء دائمًا استطالة غير متكافئة لا حركة.
  • الجبريلينات للاستطالة ورفع السبات والتعبئة، والسيتوكينينات للانقسام وتأخير الشيخوخة ورفع السيادة، وABA لإدارة الظروف غير المواتية، والإيتيلين — الوسيط الغازي ذاتي التضخيم — للنضج والتساقط.
  • تجربة زراعة الأنسجة تُثبت أن المعلومة الموجِّهة للتمايز محمولة في نسبة الأوكسين إلى السيتوكينين لا في أحدهما؛ وعليها تقوم تقنيات الإكثار المُصغَّر.
  • السيادة القمية يفسّرها الأوكسين النازل بتركيز مثبِّط للبراعم الجانبية، معاكَسًا بالسيتوكينين الصاعد؛ وتُثبت وساطتها الكيميائية بتعويض البرعم المنزوع بمعجون أوكسيني.
  • تتكرر في هذا المحور بنية استدلالية واحدة: نزع مصدر ⟵ اختفاء الأثر ⟵ تعويض بمادة ⟵ عودة الأثر. وهي البنية نفسها في أنصاف البذور والطعم والسيادة القمية.

خاتمة المحور الرئيسي

بهذا الدرس يكتمل المحور الرئيسي فيزيولوجيا النبات بمحاوره الفرعية الستة: التغذية المعدنية والمائية، التغذية الكربونية، أنماط التركيب الضوئي، مآل النواتج، التنفس الضوئي، والنمو والتطور.

ويتضح في نهايته أن الدروس تنتظم حول أسئلة أربعة متصلة: بماذا يتزود النبات؟ (92–94)، وكيف يبني مادته العضوية؟ (95–101)، وماذا يفعل بها؟ (100)، وكيف يتحول في الزمن؟ (102–104). ويجمعها قيد واحد أُشير إليه مرارًا: النبات كائن مثبَّت وذاتي التغذية، فكل حلوله — من زغب الامتصاص إلى مضخة CO₂ إلى المرستيمات — أجوبة عن هذا القيد الواحد.

Les médiateurs de la croissance et du développement chez les végétaux

1. Objectifs de la leçon

À la fin de cette leçon, vous devez être capable de :

  • identifier ce qui distingue la signalisation chimique végétale de son équivalent animal ;
  • reconstituer l'enchaînement déductif des expériences sur le phototropisme et préciser l'apport propre de chacune ;
  • décrire le transport polarisé des auxines et leurs principaux effets ;
  • interpréter la courbe de réponse en fonction de la concentration en auxine et expliquer ses différences selon les organes ;
  • expliquer le phototropisme et le gravitropisme par la redistribution latérale de l'auxine ;
  • identifier les rôles principaux des gibbérellines, des cytokinines, de l'ABA et de l'éthylène ;
  • interpréter l'expérience de culture de tissus et en déduire le principe d'un contrôle par le rapport des médiateurs, et non par un médiateur isolé ;
  • expliquer la dominance apicale et interpréter l'expérience de décapitation suivie d'un apport d'auxine.

2. Les caractères de la signalisation chimique chez le végétal

Critère Chez l'animal Chez le végétal
Lieu de production Glandes spécialisées Aucune glande ; de nombreux tissus ordinaires produisent les médiateurs
Transport Appareil circulatoire spécialisé Phloème et xylème, ou de cellule à cellule
Spécificité de l'effet Une hormone → un effet généralement déterminé Un même médiateur → des effets différents selon l'organe, le stade et la concentration
Contrôle La concentration de l'hormone Le rapport des médiateurs entre eux

3. Les auxines

3.1 Comment ont-elles été découvertes ? Une séquence déductive exemplaire

Image 1 — en préparation
Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, traits nets, couleurs sobres et contrastées, présentant la série d'expériences sur le phototropisme en cinq panneaux juxtaposés et numérotés, chacun montrant une jeune tigelle verticale éclairée latéralement par la droite, la lumière figurée par des flèches jaunes horizontales. Panneau 1, légendé « tigelle intacte » : la tigelle s'incurve vers la source lumineuse. Panneau 2, légendé « apex sectionné » : la tigelle décapitée reste droite. Panneau 3, légendé « apex coiffé d'un cache opaque » : un petit capuchon noir sur l'apex, la tigelle reste droite ; à côté, un encart réduit « base cachée, apex découvert » où la tigelle s'incurve. Panneau 4, légendé « apex séparé par une lame perméable » : l'apex posé sur la base, séparé par un petit carré transparent légendé « gélose », la tigelle s'incurve ; à côté, un encart réduit « lame imperméable (mica) » où la tigelle reste droite. Panneau 5, légendé « bloc de gélose ayant reçu un apex, posé latéralement, à l'obscurité » : apex entièrement retiré, un petit bloc de gélose posé sur un seul côté de la section, la tigelle s'incurve vers le côté opposé au bloc bien qu'aucune lumière ne soit présente, avec l'étiquette « courbure sans lumière ». Fond blanc épuré, annotations en français, rendu scientifiquement précis et non abstrait

Expérience Résultat Ce qu'elle ajoute à la précédente
1 – Tigelle intacte + lumière latérale Courbure vers la lumière Enregistrement du phénomène
2 – Section de l'apex Pas de courbure L'apex est nécessaire
3 – Cache opaque sur l'apex seul ; puis sur la base seule Pas de courbure dans le premier cas, courbure dans le second L'apex est le lieu de perception de la lumière, la base celui de la réponse : les deux lieux sont distincts
4 – Apex séparé de la base par de la gélose perméable ; puis par une lame imperméable Courbure avec la gélose, aucune avec la lame Ce qui passe de l'apex à la base est une substance chimique, et non un signal électrique ou mécanique : le contact matériel n'est pas requis, c'est la perméabilité de la barrière qui est déterminante
5 – Bloc de gélose ayant reçu un apex, posé latéralement sur une tigelle décapitée à l'obscurité Courbure du côté opposé au bloc Reproduction du phénomène sans lumière : la substance suffit à elle seule, et la courbure résulte de sa répartition inégale

3.2 Caractères et effets

Le transport polarisé : les auxines sont acheminées de l'apex vers la base dans un seul sens, par des transporteurs membranaires orientés. Ce sens unique est ce qui confère au végétal une polarité stable.

Effet Détail
Élongation cellulaire Elle acidifie la paroi et la relâche, permettant l'élongation (mécanisme de la leçon 103)
Dominance apicale Elle inhibe le développement des bourgeons axillaires
Formation de racines adventives Utilisée dans la multiplication végétative par bouturage
Croissance du fruit Production de fruits sans fécondation chez certaines espèces

3.3 La courbe concentration/réponse : la clé explicative

Image 2 — en préparation
Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, traits nets, couleurs sobres et contrastées, présentant un graphique. L'axe horizontal est légendé « concentration en auxine », en échelle logarithmique figurée par des graduations espacées ; l'axe vertical est légendé « réponse » et s'étend au-dessus de zéro (stimulation) et au-dessous (inhibition), avec un trait horizontal épais à zéro. Trois courbes en cloche décalées horizontalement les unes par rapport aux autres, chacune s'élevant au-dessus de zéro puis retombant au-dessous : une courbe verte à gauche légendée « racine », dont le sommet se situe aux plus faibles concentrations ; une courbe bleue au centre légendée « bourgeon » ; une courbe rouge à droite légendée « tige », dont le sommet se situe aux plus fortes concentrations. Un unique trait vertical en pointillés traverse les trois courbes à une concentration donnée et montre par de petites flèches que la réponse y est une **stimulation** pour la tige et une **inhibition** pour la racine, avec l'étiquette « même concentration, réponses opposées ». Fond blanc épuré, annotations en français, graphique scientifiquement précis et non abstrait

La courbe est en cloche pour chaque organe : faible concentration → stimulation, puis optimum, puis forte concentration → inhibition. Mais la position de la cloche diffère selon les organes : la racine atteint son optimum à des concentrations bien plus faibles que la tige.

4. Les tropismes

Image 3 — en préparation
Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, traits nets, couleurs sobres et contrastées, composé de deux panneaux juxtaposés. Le panneau de gauche est intitulé « phototropisme » : une tigelle verticale éclairée latéralement par la droite au moyen de flèches jaunes, dont l'intérieur porte un dégradé de ponctuations rouges figurant l'auxine, **plus dense du côté sombre** (à gauche), avec l'étiquette « redistribution latérale de l'auxine » ; deux flèches : une courte du côté éclairé légendée « élongation faible » et une longue du côté sombre légendée « élongation forte », la tigelle s'incurvant vers la lumière. Le panneau de droite est intitulé « gravitropisme » : une plante placée à l'horizontale, dont la tige s'incurve vers le haut et la racine vers le bas ; dans la tige comme dans la racine, un dégradé de ponctuations rouges plus dense du côté **inférieur**, avec deux étiquettes : sur la tige « forte concentration → stimulation → élongation du côté inférieur → courbure ascendante », et sur la racine « même concentration → inhibition → élongation moindre du côté inférieur → courbure descendante ». Une flèche verticale latérale est légendée « pesanteur ». Fond blanc épuré, annotations en français, rendu scientifiquement précis et non abstrait

Tropisme Observation Explication
Phototropisme La tige s'incurve vers la lumière Redistribution latérale de l'auxine vers le côté sombre → élongation plus forte de ce côté → courbure vers le côté éclairé
Gravitropisme de la tige (négatif) La tige s'incurve vers le haut Accumulation d'auxine du côté inférieur → concentration stimulante pour la tige → élongation inférieure plus forte → courbure ascendante
Gravitropisme de la racine (positif) La racine s'incurve vers le bas Accumulation d'auxine du côté inférieur → la même concentration est inhibitrice pour la racine → élongation inférieure plus faible → courbure descendante

5. Les gibbérellines

Effet Détail
Élongation des entre-nœuds Forte croissance en longueur ; certaines plantes naines retrouvent une taille normale après traitement
Levée de la dormance Dans les graines et les bourgeons (leçon 102)
Mobilisation des réserves Induction de la synthèse d'α-amylase dans la couche à aleurone (leçon 102)
Croissance des fruits Augmentation du calibre chez certaines espèces

6. Les cytokinines et le principe du rapport

Effet Détail
Stimulation de la division cellulaire C'est l'origine de leur nom
Retard de la sénescence foliaire Elles préservent chlorophylle et protéines
Levée de la dominance apicale Elles activent le développement des bourgeons axillaires, à l'inverse de l'auxine
Image 4 — en préparation
Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, traits nets, couleurs sobres et contrastées, présentant l'expérience de culture de tissus dans trois tubes de verre juxtaposés sur un portoir, chacun contenant un milieu nutritif gélifié sur lequel est déposé un petit amas cellulaire indifférencié légendé « cal ». Le premier tube est légendé « rapport auxine/cytokinine élevé » : de nombreuses racines filiformes se développent vers le bas à partir du cal. Le deuxième tube est légendé « rapport équilibré » : le cal demeure une masse indifférenciée qui prolifère sans former d'organes. Le troisième tube est légendé « rapport auxine/cytokinine faible » : des bourgeons et de petites tigelles vertes feuillées se développent vers le haut à partir du cal. Une étiquette de synthèse sous les trois tubes : « c'est le rapport qui oriente la différenciation, non le médiateur pris isolément ». Fond blanc épuré, annotations en français, rendu scientifiquement précis et non abstrait

Expérience de culture de tissus : un amas cellulaire indifférencié (cal) est cultivé sur des milieux différant par le rapport auxine/cytokinine :

Rapport auxine/cytokinine Résultat
Élevé Différenciation de racines
Équilibré Le cal demeure indifférencié
Faible Différenciation de bourgeons et de tiges

7. L'acide abscissique (ABA)

Effet Renvoi
Induction de la fermeture stomatique en cas de déficit hydrique Leçon 94
Maintien de la dormance des graines et des bourgeons, antagoniste des gibbérellines Leçon 102
Renforcement de la résistance aux stress : sécheresse, salinité, froid —

8. L'éthylène

Médiateur doté d'un caractère unique : il est gazeux, et diffuse dans l'air et de cellule à cellule sans nécessiter de tissu conducteur.

Effet Détail
Maturation des fruits Ramollissement, changement de couleur, hydrolyse de l'amidon en sucres
Chute des feuilles et des fruits Formation d'une zone d'abscission à la base du pétiole
Réponse aux contraintes mécaniques Modification de la croissance face aux obstacles

9. Tableau de synthèse

Médiateur Principal lieu de production Effet caractéristique Renvois
Auxines Apex en croissance Élongation, dominance apicale, tropismes Leçon 103
Gibbérellines Tissus jeunes et graines Élongation des entre-nœuds, levée de dormance, mobilisation des réserves Leçon 102
Cytokinines Surtout les apex racinaires Division cellulaire, retard de sénescence, levée de la dominance apicale —
Acide abscissique Feuilles et racines en situation de stress Fermeture stomatique, maintien de la dormance, résistance au stress Leçons 94 et 102
Éthylène Nombreux tissus, en particulier les fruits Maturation des fruits, abscission —

10. Application : la dominance apicale

Image 5 — en préparation
Description

Schéma scientifique pédagogique de style manuel scolaire, illustration vectorielle plate, traits nets, couleurs sobres et contrastées, présentant trois plantes juxtaposées dans des pots identiques. La première est légendée « plante intacte » : tige dressée surmontée d'un bourgeon apical saillant, et le long de la tige de très petits bourgeons axillaires en repos, annotés par une flèche « bourgeons axillaires inhibés ». La deuxième est légendée « ablation du bourgeon apical » : le sommet de la tige est sectionné et aplati, et les bourgeons axillaires se sont développés en rameaux feuillés bien visibles. La troisième est légendée « ablation du bourgeon apical + pâte auxinique sur la section » : sommet sectionné surmonté d'un petit amas légendé « pâte contenant de l'auxine », les bourgeons axillaires demeurant petits et au repos comme dans la première plante. Fond blanc épuré, annotations en français, rendu scientifiquement précis et non abstrait

Expérience Résultat Conclusion partielle
Plante intacte Bourgeons axillaires inhibés Enregistrement du phénomène
Ablation du bourgeon apical Développement des bourgeons axillaires Le bourgeon apical est la source de l'inhibition
Ablation + pâte auxinique Les bourgeons restent inhibés L'auxine supplée le bourgeon apical : l'inhibition est chimique

11. Erreurs fréquentes et pièges d'examen

Erreur fréquente Rectification
Un médiateur végétal a un effet unique et constant L'effet dépend de l'organe, de la concentration et du rapport aux autres médiateurs
L'auxine stimule toujours la croissance Elle stimule dans un domaine et inhibe au-dessus ; et ce domaine diffère entre racine et tige
La tige monte et la racine descend pour deux raisons différentes La cause immédiate est unique (accumulation inférieure d'auxine) ; la différence tient à la sensibilité de l'organe
Un tropisme est un mouvement analogue à celui d'un animal C'est une élongation inégale entre les deux faces de l'organe, non un mouvement musculaire
L'ablation de l'apex suffit à établir une médiation chimique Il faut la substitution par une substance ; l'ablation seule ne distingue pas le chimique du mécanique
L'auxine est l'hormone des racines et la cytokinine celle des bourgeons La différenciation est déterminée par leur rapport, les deux étant présents dans tous les cas
L'ABA est une hormone d'inhibition générale C'est le médiateur de la gestion des conditions défavorables : il arrête ce qui coûte et active ce qui protège
L'éthylène est transporté par le phloème C'est un gaz qui diffuse sans tissu conducteur, d'où son effet sur les fruits voisins
La maturation des fruits est un phénomène local L'éthylène est autocatalytique et diffusible : un fruit mûr accélère la maturation de ses voisins
Le végétal possède des glandes endocrines comme l'animal Il n'en a pas : la production est distribuée et le transport non spécialisé

12. Lexique

Terme français En arabe Définition brève
Médiateurs de croissance et de développement وسائط النمو والتطور Molécules-signaux végétales, sans origine glandulaire, dont l'effet dépend du contexte
Auxines الأوكسينات Médiateurs des apex, à transport polarisé, favorisant l'élongation et la dominance apicale
Transport polarisé النقل القطبي Transport unidirectionnel de l'apex vers la base, conférant sa polarité au végétal
Phototropisme الانتحاء الضوئي Courbure orientée par la lumière, due à la redistribution latérale de l'auxine
Gravitropisme الانتحاء الأرضي Courbure orientée par la pesanteur : négative pour la tige, positive pour la racine
Gibbérellines الجبريلينات Médiateurs de l'élongation des entre-nœuds, de la levée de dormance et de la mobilisation des réserves
Cytokinines السيتوكينينات Médiateurs de la division cellulaire, du retard de sénescence et de la levée de dominance apicale
Cal الكالوس Amas cellulaire indifférencié utilisé en culture de tissus
Acide abscissique (ABA) حمض الأبسيسيك Médiateur du stress : fermeture stomatique et maintien de la dormance
Éthylène الإيتيلين Médiateur gazeux de la maturation des fruits et de l'abscission
Dominance apicale السيادة القمية Inhibition des bourgeons axillaires par le bourgeon apical

13. Bilan

  • La signalisation chimique végétale se fait sans glandes, son transport est non spécialisé, et l'effet d'un même médiateur varie selon l'organe et la concentration ; d'où la plus grande justesse du terme de médiateurs.
  • Principe directeur : on ne demande pas « que fait le médiateur ? » mais « dans quel organe, à quelle concentration, et dans quel rapport aux autres ? ».
  • La série d'expériences sur le phototropisme est un modèle de raisonnement progressif : l'apex est nécessaire → l'apex perçoit et la base répond → ce qui circule est une substance chimique → la substance suffit et la courbure vient de sa répartition inégale, la preuve en étant la reproduction de l'effet à l'obscurité.
  • La courbe réponse/concentration est en cloche, et sa position diffère selon les organes : une même concentration stimule la tige et inhibe la racine. Cette seule courbe explique à la fois les tropismes et la dominance apicale.
  • Gravitropisme : une cause immédiate unique — l'accumulation d'auxine du côté inférieur — et deux sens opposés, par différence de sensibilité des organes. Et la courbure est toujours une élongation inégale, non un mouvement.
  • Les gibbérellines pour l'élongation, la levée de dormance et la mobilisation ; les cytokinines pour la division, le retard de sénescence et la levée de dominance ; l'ABA pour la gestion des conditions défavorables ; l'éthylène — médiateur gazeux et autocatalytique — pour la maturation et l'abscission.
  • L'expérience de culture de tissus établit que l'information qui oriente la différenciation est portée par le rapport auxine/cytokinine et non par l'un d'eux ; elle fonde les techniques de micropropagation.
  • La dominance apicale s'explique par l'auxine descendante, à concentration inhibitrice pour les bourgeons axillaires, contrebalancée par la cytokinine ascendante ; sa nature chimique s'établit en substituant au bourgeon retiré une pâte auxinique.
  • Une même structure déductive revient tout au long de ce sous-domaine : retirer une source → l'effet disparaît → substituer une substance → l'effet réapparaît. C'est celle des demi-graines, de la greffe et de la dominance apicale.

Conclusion du sous-domaine

Cette leçon achève le sous-domaine Physiologie végétale et ses six éléments : nutrition hydrominérale, nutrition carbonée, types de photosynthèse, devenir des produits, photorespiration, croissance et développement.

Au terme du parcours, il apparaît que les leçons s'ordonnent autour de quatre questions liées : de quoi le végétal s'approvisionne-t-il ? (92–94), comment édifie-t-il sa matière organique ? (95–101), qu'en fait-il ? (100) et comment se transforme-t-il dans le temps ? (102–104). Une contrainte unique, plusieurs fois rappelée, les réunit : le végétal est un organisme fixé et autotrophe, et toutes ses solutions — des poils absorbants à la pompe à CO₂ jusqu'aux méristèmes — sont autant de réponses à cette contrainte unique.