PLAN DE COURS Automne 2010

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1 PLAN DE COURS Automne 2010 BIO Structure et fonction des végétaux Informations générales Crédits : 3 Temps consacré : Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : Intranet Pixel : Enseignant(s) : Lapointe, Line line.lapointe@bio.ulaval.ca Responsable : à déterminer Description sommaire La cellule végétale. Les différents tissus et organes. Étude du développement: germination, croissance et différenciation. La photosynthèse et la nutrition minérale. Le transport de l'eau et des sucres dans la plante. Les modes de reproduction des Angiospermes. Laboratoires: observations des organismes et des structures étudiés. Photosynthèse et transpiration. Cours contingenté à 54 étudiants par section. Horaire et disponibilités Cours en classe : Mercredi 11h30 à 12h20 Vendredi 09h30 à 11h20 VND-2855B VND-2811A Objectifs BUT 1. Se familiariser avec l'anatomie et la morphologie des plantes vasculaires. 2. Acquérir les principaux concepts de physiologie et de développement des tissus et organes végétaux. 3. Initier l'étude de l'écologie et de l'évolution des espèces végétales à partir de leur physiologie et de leur morphologie. 1/10

2 LIENS AVEC LE PROGRAMME Ce cours obligatoire est le premier cours de biologie végétale de votre programme. Il est suivi du cours Diversité et écologie des végétaux (BIO 1005) qui se donne au trimestre d'hiver. Ce cours s'adresse aux étudiant(e)s de 1ère année qui n'ont pas encore suivi d'autres cours dans le domaine de la biologie végétale. Il constitue une bonne base pour les étudiants qui désirent par la suite se spécialiser davantage dans les domaines de la botanique, de la physiologie végétale, de l'écologie végétale, de la taxonomie ou encore de l'anatomie végétale. Mais il est également essentiel à tous ceux qui désirent se spécialiser par la suite en écologie que ce soit l'écologie animale ou végétale, en milieu aquatique ou terrestre. Objectifs spécifiques ACTIVITÉS D'ENSEIGNEMENT ET D'APPRENTISSAGE Les rencontres du mercredi et du vendredi seront consacrées à des exposés magistraux. Chaque exposé magistral est accompagné d'une lecture dans Raven et al (voir bibliographie). Les lectures couvrent l'essentiel du cours alors que les exposés magistraux visent à approfondir les notions et concepts les plus complexes. Les étudiant(e) sont fortement encouragé(e)s à effectuer les lectures suggérées avant le cours, afin d'avoir déjà une vue d'ensemble du sujet qui sera discuté et d'avoir déjà été exposé au vocabulaire. Une liste des pages à lire pour chaque section est disponible sur le site web du cours (Pixel). Onze séances de laboratoire sont prévues. Sept d'entre elles couvrent différents aspects de la morphologie et de l'anatomie des plantes vasculaires par le biais d'observations de matériel frais, de matériel préservé et de coupes montées sur lame. Une séance vise à se familiariser avec la diversité de végétaux, à reconnaître les différents grands groupes de végétaux terrestres et à se familiariser avec leur écologie. Deux séances sont consacrées à des expériences de physiologie végétale sur la transpiration et sur la photosynthèse. Une séance vise à se familiariser avec les aspects quantitatifs de la physiologie végétale (calculs, graphiques, tableaux). Avant de se présenter au laboratoire, l'étudiant(e) devra avoir lu et compris le protocole et avoir révisé les sujets qui seront traités durant la séance de laboratoire, puisque les notions vues durant le laboratoire auront été vues initialement durant le cours théorique. Les séances de laboratoire visent l'atteinte des objectifs 1, 2, 3, 4, et 6, soit l'acquisition du vocabulaire de base, la connaissance des principales structures et des tissus qui composent un organe, la compréhension des processus de photosynthèse et de transpiration et les facteurs qui modulent ces activités, une bonne compréhension des processus de croissance, de développement et de reproduction des végétaux et la capacité d'établir les liens entre la structure et la fonction d'une cellule, d'un tissu et d'un organe. OBJECTIFS GÉNÉRAUX ET SPÉCIFIQUES 1. Maîtriser le vocabulaire de base de la biologie végétale. a. Connaître la définition des termes botaniques présentés dans le plan de cours détaillé. b. Utiliser les termes spécifiques pour décrire les structures et expliquer les concepts. 2. Connaître les principales structures et les tissus qui composent un organe. a. Sur une coupe anatomique, identifier (avec noms spécifiques des tissus et cellules) le parenchyme, les tissus de soutien, les tissus de revêtement et les tissus conducteurs. b. Connaître la structure et la composition des éléments caractéristiques d'une cellule végétale (chloroplaste, mitochondrie, vacuole et paroi cellulaire). 2/10

3 c. Établir la nature (feuille, tige ou racine) des différents organes rencontrés chez les plantes vasculaires. d. Reconnaître et discriminer les principales structures de la feuille, de la tige, de la racine, de la fleur, du fruit et de la graine. 3. Comprendre les processus de photosynthèse, de transpiration, de transport de l'eau, de translocation et d'absorption des minéraux. a. Décrire les étapes de la photosynthèse, de la capture des photons jusqu'à la synthèse de saccharose, incluant la photorespiration et les particularités de la photosynthèse en C4 et de type CAM. b. Identifier les facteurs qui affectent les taux de photosynthèse et de transpiration de la feuille et comprendre comment ils agissent. c. Saisir le rôle de la transpiration dans le contrôle de la température d'une feuille. d. Comprendre le rôle central des stomates dans les échanges gazeux de la plante et le processus de contrôle stomatique. e. Identifier et comprendre les mécanismes impliqués dans les processus de transport de la sève brute. f. Identifier et comprendre les mécanismes impliqués dans les processus de transport de la sève élaborée. g. Comprendre les liens physiologiques qui s'établissent entre les sources et les puits. h. Décrire les modes d'absorption des minéraux (cations et anions) par les racines en présence et en absence de symbiotes (mycorhizes ou organismes fixateurs d'azote). i. Comprendre l'impact de la structure d'un sol sur la disponibilité en oxygène, eau et minéraux pour les racines. 4. Comprendre les processus de croissance, de développement et de reproduction des végétaux. a. Établir les étapes de morphogénèse, d'embryogenèse, de différenciation des tissus et d'élongation cellulaire. b. Reconnaître le rôle de la vacuole et de la composition de la paroi cellulaire dans le processus de croissance des cellules. c. Comprendre le rôle central que joue le potentiel hydrique dans la croissance des végétaux. d. Différencier la croissance primaire et la croissance secondaire. e. Connaître les principaux modes de reproduction des Angiospermes et les organes impliqués. f. Opposer les concepts de vie au ralenti des graines, de dormance des graines et de viabilité des graines. g. Décrire le développement de la graine et du fruit de la fécondation à la germination. 5. Reconnaître les effets des principaux facteurs intrinsèques et extrinsèques qui modulent la croissance, le développement et la reproduction des plantes vasculaires. a. Connaître les principaux rôles et les modes d'action des phytohormones. b. Comprendre les rôles du phytochrome et ses modes d'action. c. Reconnaître les facteurs et les mécanismes impliqués dans la dormance (bourgeons et graines) et dans la sénescence. d. Différencier les différents tropismes et nasties au niveau des effets sur la croissance et au niveau des mécanismes impliqués dans ces mouvements. e. Identifier les facteurs qui contrôlent la floraison chez différentes espèces végétales. f. Reconnaître les principaux effets de la culture (domestication, révolution verte) sur la morphologie et la croissance des espèces végétales. g. Contraster les adaptations à différents milieux: ombre vs pleine lumière, désert vs milieu 3/10

4 mésique, milieu aquatique vs milieu mésique, milieu tropical vs milieu tempéré, milieu pauvre vs milieu riche en nutriments. 6. Établir les liens entre la structure et la fonction d'une cellule, d'un tissu et d'un organe. a. Établir le lien entre la structure d'une cellule et ses fonctions pour les types de cellules présentées au cours du trimestre. b. Reconnaître les rôles des tissus primaires et secondaires des végétaux. c. Établir le rôle des différents tissus foliaires dans la photosynthèse et la transpiration. 7. Analyser l'évolution des organes végétatifs et reproducteurs chez les plantes vasculaires. a. Interpréter la structure des fleurs et des fruits en fonction des agents pollinisateurs et des modes de dispersion des graines. b. Décrire les principaux mécanismes visant à prévenir l'autopollinisation et l'autofécondation. 8. Apprécier le rôle des végétaux dans la survie et le développement des populations humaines. a. Reconnaître les principales espèces végétales utilisées dans les différentes sphères d'activité humaine (alimentation, santé, industrie). b. Décrire l'alimentation de base des populations traditionnelles au Moyen-Orient, en Asie, en Afrique et en Amérique du Sud. c. Identifier les organes, tissus ou composés végétaux utilisés par les populations humaines. Contenu CONTENU DU COURS THÉORIQUE Chaque section (I à XII) correspond à environ 3 heures de cours. Donc, une section sera étudiée chaque semaine, sauf la première section relativement courte qui sera vue en même temps que la section II. I. Introduction A. différents domaines de recherche en biologie végétale B. grands groupes végétaux C. rôles de végétaux II. III. Morphologie et développement d'une Angiosperme A. structure générale B. différents organes C. germination La cellule végétale A. chloroplaste et autres plastides B. vacuole C. paroi cellulaire D. mitochondrie et respiration E. formes d'énergie présentes chez les plantes F. respiration aérobie G. autres types de respiration H. facteurs qui affectent le taux de respiration 4/10

5 IV. Feuille : structure et fonction 1 A. vue d'ensemble de la photosynthèse B. pigments C. 1ère étape : absorption de la lumière D. 2ème étape : transport des électrons E. 3ème étape : fixation du carbone F. échanges entre les chloroplastes et le cytoplasme G. similarités entre les processus de photosynthèse et de respiration H. photorespiration I. structure de la feuille J. photosynthèse en C4 K. photosynthèse chez les plantes CAM V. Feuille : structure et fonction 2 A. effets de la lumière sur le taux de photosynthèse B. effets de la concentration en CO2 sur le taux de photosynthèse C. effets de la température sur le taux de photosynthèse D. contrôle stomatique E. transpiration des feuilles F. facteurs affectant le taux de transpiration G. relations photosynthèse-transpiration H. avantages de la transpiration I. adaptations aux stress hydriques J. cas des plantes hydrophytes VI. VII. VIII. Croissance primaire A. méristèmes apicaux et primordiums foliaires B. différenciation des tissus C. zone méristématique chez les racines D. concept de potentiel hydrique E. turgescence et croissance F. phytohormones Tige: structure et fonction A. tige des herbacées B. tige des ligneuses C. mouvements de l'eau dans les plantes D. structure du xylème E. transport de l'eau dans le xylème F. structure du phloème G. translocation H. relations source-puits Racine: structure et fonction A. structure des racines B. absorption de l'eau et des minéraux C. propriétés du sol D. macro- et micronutriments E. mycorhizes F. symbiose avec des organismes fixateurs d'azote 5/10

6 IX. Croissance secondaire A. activité du cambium B. croissance secondaire chez les racines C. structure du bois D. structure de l'écorce E. croissance secondaire chez certaines herbacées F. croissance secondaire chez les monocotylédones X. Reproduction A. structure de la fleur B. diversité des fleurs et inflorescences C. pollinisation D. développement de la graine E. développement du fruit F. types de fruit G. dissémination des graines H. contrôle de la germination XI. XII. Développement et croissance clonale A. photomorphogénèse B. contrôle de la floraison C. dormance D. sénescence E. mouvements chez les plantes F. croissance clonale Plantes utiles à l'homme A. aliments B. stimulants, médicaments et drogues C. extraits et essences D. dérivés de la cellulose E. charbon et pétrole CONTENU DES SÉANCES DE LABORATOIRE Séance 1: Visite du jardin botanique Van den Hende. Séance 2 : Excursion au Boisé des Compagnons de Cartier. Séance 3: Morphologie générale des plantes vasculaires. Séance 4: La feuille. Séance 5: Exercices. Séance 6: Mesures de photosynthèse par dégagement d'oxygène. Séance 7: La tige. Séance 8: La transpiration. Séance 9: La racine. Séance 10: La croissance secondaire. Séance 11: Reproduction sexuée. Consignes sur les examens 6/10

7 L'absence à un examen entraîne la note zéro. Si vous ne pouvez vous présenter à un des examens, vous devez en informer le secrétariat de biologie la journée même. Il vous faudra également entrer en contact avec le professeur dans les plus brefs délais (moins de 2 jours) pour établir une date de reprise de l'examen. Seule une justification sérieuse permettra la reprise d'un examen. Lors des examens, il est interdit d'utiliser ou d'avoir près de soi tout appareil électronique tels : téléphone cellulaire, agenda électronique (pocket PC ou pds), baladeur (ipod), ordinateur portable etc Les examens intratrimestriels et l'examen final comportent tous une série de questions objectives ou à réponses courtes qui correspondent à environ 60% de la note et quelques questions à développement qui comptent pour 40% de la note. Autant les questions objectives que les questions à développement visent à vérifier la compréhension des phénomènes et mécanismes étudiés ainsi que la capacité à établir les liens qui existent entre les différents sujets étudiés. Les notes et les cotes seront disponibles sur le site web du cours dans les 15 jours suivant l'examen. Les copies d'examens seront disponibles à mon bureau pour consultation. Les demandes de révision ne seront considérées qu'après consultation de la copie d'examen par l'étudiant(e) et ce dans les 15 jours suivants l'affichage des notes. Toute demande de révision doit porter sur des points précis des évaluations et non sur le désir de l'étudiant(e) à voir sa cote changée. En vertu de la politique départementale d'évaluation de la connaissance du français, la note des examens des étudiant(e)s rédigés dans un français imprécis ou incorrect pourra être amputée d'un pourcentage pouvant aller jusqu'à 10%. Consignes sur les travaux Les rapports de laboratoire des séances 3, 4, 8 et 10 devront être remis à la fin de la séance (au plus tard à 17h00). Ces rapports comprennent en plus des dessins et figures demandées, les réponses aux différentes questions formulées dans le manuel de laboratoire. On exige un rapport par équipe de deux personnes. Aucune photocopie de figures ou textes ne sera tolérée dans ces rapports, outre celles fournies au laboratoire. Les séances 9 et 11 seront évaluées à l'aide d'un quiz qui aura lieu à la fin de la séance (vers 16h30). Les rapports des séances 6 et 7 devront être remis au début (avant 14h00) de la séance de laboratoire suivant. Une pénalité de 10% sera appliquée pour chaque journée de retard. Lorsque l'étudiant désire contester l'évaluation d'un rapport, il doit en premier lieu en discuter avec l'auxiliaire d'enseignement qui a effectué la correction du rapport et ce au plus tard, une semaine après la remise du rapport par le correcteur. En case de mésentent entre l'étudiant et l'auxiliaire d'enseignement, l'étudiant peut remettre le rapport au responsable du cours et demander une réévaluation. Toute demande de révision doit porter sur des points précis des évaluations et non sur le désir de l'étudiant(e) à voir sa cote changée. En vertu de la politique départementale d'évaluation de la connaissance du français, la note des travaux des étudiant(e)s rédigés dans un français imprécis ou incorrect pourra être amputée d'un pourcentage pouvant aller jusqu'à 10%. 7/10

8 Modalités d'évaluation Examen Date Heure Pondération de la note finale Document(s) autorisé(s) Examen partiel Vendredi 8 octobre h30 à 11h % Aucun Examen partiel Vendredi 19 novembre h30 à 11h % Aucun Examen final Mercredi 15 décembre h30 à 12h % Aucun Travail Équipes Date Heure Pondération de la note finale Rapports de labo. 2 Jeudi 2 décembre h % Détails sur les modalités d'évaluation La date et l'heure de l'examen final seront confirmées en cours de session. L'examen intratrimestriel du 8 octobre porte sur les sections I à IV inclusivement, de même que la matière vue durant les séances de laboratoire 3 et 4. L'examen intratrimestriel du 19 novembre porte sur les sections V à VIII inclusivement et sur la matière vue durant les séances de laboratoire 6, 7, 8 et 9. L'examen final, quant à lui, est cumulatif mais plusieurs questions porteront spécifiquement sur les sections IX à XII et sur les séances de laboratoire 10 et 11. Échelle des cotes (cycle 1) Échelle des cotes A+ [ ] A [ ] A- [ ] Réussite B+ [ ] B [ ] B- [ ] Réussite C+ [ ] C [ ] C- [ ] Réussite D+ [ ] D [ ] Réussite E [ ] X Échec Abandon sans échec (dans les délais prévus) Bibliographie 8/10

9 Ouvrage obligatoire: Raven, P.H., Evert, R.F. et Eichhorn, S.E. (2007). Biologie végétale. 2 ème édition. De Boeck Université, Bruxelles, 824 pp. QK 47 R Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Pour l'année , les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S, HP 35S Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35 Sharp EL-531*, EL-546*, EL-520* Casio FX-260, FX-300 MS, FX-300W Plus, FX-991MS, FX-991ES * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'école d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : BA-35 (solaire ou à pile) BA II Plus BA II Plus Professional TI-30Xa TI-30X II (IIS ou IIB) TI-30X MultiView (XS ou XB) Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: Plagiat Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le 9/10

10 fait de: i) copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source; ii) résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; iii) traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; iv) remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); v) remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. 10/10