Sujet d entraînement en SVT (reproduction végétale- écologie) Deuxième partie : sciences expérimentales et technologie

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1 Sujet d entraînement en SVT (reproduction végétale- écologie) Deuxième partie : sciences expérimentales et technologie Question 1 : Analyser, à l aide de vos connaissances, l ensemble des expériences décrites dans le document A. En quoi, les expériences A1 et A2 sont-elles complémentaires? Dans une démarche expérimentale, quelle fonction joue le document A1 par rapport au document A2? Question 2 : Décrire les étapes de la germination de la graine présentée sur le document B. Préciser le type de germination, justifiez. Quelles conditions doivent être réunies pour qu une graine germe? Question 3 : A partir du document C, déterminez les facteurs qui influencent la répartition des espèces arborées au niveau du territoire. En utilisant la photographie de la coupe de tronc d arbre présentée sur le document D, précisez : - Quel âge avait cet arbre? - Quelle est la partie du tronc fabriquée en 2012? - Quelles informations nous apporte la comparaison de l épaisseur de la zone pointée avec celle immédiatement à son intérieur?

2 Document A Document A1- Document A2-

3 Document B

4 Document C (Source : d après agriculture.gouv.fr/sections/thematiques/foret-bois/panorama/paysages-forestiers) Forêts de plaine L Homme a depuis toujours pratiqué une sylviculture liée à ses besoins : fourniture en bois de chauffage, en bois de construction ou de marine et en merrains (bois dont on fait les tonneaux). Dans ces forêts, on découvre différentes variétés de feuillus comme les chênes (chêne pédonculé, chêne sessile ou chêne pubescent), le hêtre et quelques essences précieuses comme l'alisier, mais aussi des résineux comme les pins (pin sylvestre, pin noir d'autriche), le douglas et l'épicéa. Forêts de montagne Leur végétation varie selon l'altitude et l'exposition. On trouve le plus souvent un premier étage de peuplements denses et obscurs composés de sapins, épicéas, hêtres ; c'est " l'étage montagnard ". Puis des peuplements plus clairs de pins à crochets ou de mélèzes, qui constituent " l'étage subalpin ". Et enfin des alpages enherbés coiffés de rochers affleurant : c'est " l'étage alpin ". Outre leur fonction de protection contre l'érosion et les avalanches, les forêts de montagne sont productives : 37 % des forêts françaises de production se trouvent en montagne. Forêts méditerranéennes Du littoral aux montagnes méditerranéennes, la forêt est liée au minéral, aux reliefs escarpés, à la chaleur : développement spécifique d'une forêt sèche, claire, essentiellement composée, sur les sols calcaires (région de Montpellier, par exemple) du pin d'alep et du chêne vert, alors que sur les sols siliceux des Maures ou de l'esterel ce sont le pin maritime et le chêne liège qui dominent. A certains endroits, là où les sols sont trop érodés ou appauvris, d'autres formations végétales se sont développées : la garrigue sur les sols calcaires : chênes kermès, genévriers cades et romarins ; le maquis sur les sols siliceux : bruyère arborescente, genêts et cistes. Soumise à un climat sec et à une forte pression de l'homme, la forêt méditerranéenne est soumise à des risques d'incendie. Forêts des Landes de Gascogne C'est à la fin du 18ème siècle que l'on commence à planter des pins maritimes en Aquitaine pour fixer la dune, assainir les zones insalubres et pratiquer le gemmage. La forêt du massif des landes de Gascogne est le premier fournisseur français des industries de pâte à papier, panneaux, parquets et lambris. Composée de 90 % de pins maritimes et de 10 % de chênes (chênes verts essentiellement), la forêt abrite par endroits un sous- étage de fougères et de bruyères. Forêts tropicales A la Martinique, à la Guadeloupe et à la Réunion, la priorité des gestionnaires est la protection des sols et la conservation des milieux naturels. En Guyane, la forêt est dense, humide et offre une remarquable diversité biologique. L'inventaire du patrimoine végétal n'y est d'ailleurs pas achevé et déjà on tente de préserver ce que l'on connaît. On compte plus de 1000 espèces ligneuses, parmi lesquelles l'angélique, le gonfolo et le grignon. La faune y comprend notamment 685 espèces d'oiseaux et espèces d'insectes (soit 10 à 20 % du nombre inventorié dans le monde).

5 Document D

6 Eléments de correction Question 1 : Document A1- Les expériences de castration sur les fleurs hermaphrodites du Pois puis leur ensachage par Mendel, montrent que la formation des graines à l intérieur du pistil transformé n est possible qu en présence des étamines. Document A2- Les expériences d ensachage du pistil de la fleur du Coquelicot puis de sa pollinisation artificielle (dépôt de pollen sur le pistil) montrent que la transformation du pistil en fruit (ici une capsule) et des ovules en graines est due au pollen. Les documents A1 et A2 sont complémentaires : en effet, si l expérience du document A1 met en avant l importance des étamines dans la formation des graines, celle du document A2 en précise certaines modalités. Ainsi, il apparaît que les étamines assurent la transformation du pistil en fruit et des ovules en graines par le biais du pollen qu elles produisent et après dépôt de celui-ci sur le pistil. Le document A1 via les résultats de l expérience de castration conduit à s interroger sur les modalités d intervention des étamines dans le processus de transformation du pistil en fruit et des ovules en graines : les résultats énoncés dans le document A1 induisent donc un problème scientifique. Les étamines produisant le pollen pouvant par gravité tomber sur le pistil (Pois) ou être transporté par des insectes (Coquelicot), l hypothèse du pollen responsable des transformations décrites se pose et est testée dans les expériences décrites dans le document A2. La manipulation 1 correspond à l expérience témoin (pistil isolé des étamines donc du pollen par un sachet) ; la manipulation 2 correspond à l expérience «échantillon» dans laquelle le pollen est déposé manuellement sur le pistil. Question 2 : 1 ère partie - La germination débute par la réhydratation des différents tissus. Il y a reprise de la respiration. La graine passe d un état de vie ralentie à une vie active. Ce processus d hydratation de la graine et de reprise de la respiration et des synthèses est l imbibition. L apparition de la racine qui déchire le tégument est le premier signe observable de la germination suivi de la surrection de la tige feuillée. La racine ancre la plante au sol et absorbe l eau et les minéraux. L achèvement de la phase de germination correspond à l apparition des 2 premières feuilles vertes. A ce stade, la plantule a utilisé et digéré l ensemble des réserves de la graine. La plante devient autonome et autotrophe grâce au démarrage du mécanisme de la photosynthèse qui va lui permettre de former sa propre matière. La germination est de type «épigée» : la tigelle (hypocotyle) se développe entraînant les cotylédons au-dessus du sol (haricot, ).

7 2 ème partie- Une graine est formée d une plantule (future plante à l état miniature) d un ou de deux cotylédons contenant des réserves nutritives, l ensemble est entouré d un tégument. Pour germer, une graine : - ne doit pas être trop vieille (avoir conservé son pouvoir germinatif) - doit être dans des conditions favorables d humidité, de température d oxygénation. La lumière n est pas un facteur de germination hormis quelques exceptions toutefois (semences de laitues, par exemple). L automne est une saison favorable à la germination, pourtant la plupart des graines ne germent pas ; elles sont en dormance. Cette dormance pendant laquelle la graine est en vie ralentie (la forte déshydratation réduit les activités métaboliques de la graine) protège la plantule des rigueurs de l hiver et du gel. Le pouvoir germinatif est acquis après le passage de la période de froid (chez certaines espèces, la dormance a lieu pendant l été : protection contre la sécheresse). Question 3 : 1 ère Partie- Les informations constitutives du document C font apparaître que les espèces arborées au niveau du territoire présentent une répartition liée : - à l altitude : forêts de plaine à dominante feuillus et forêts de montagne évoluant de la forêt mixte (étage montagnard) à la forêt de conifères (étage subalpin) - à la latitude : forêt méditerranéenne clairsemée/ forêt tropicale dense - à la nature du sol : garrigue sur sol calcaire et maquis sur sol siliceux - à l action de l Homme : forêt des Landes de Gascogne L altitude et la latitude permettent de cibler le facteur «température». La répartition des végétaux s effectue donc en relation avec un gradient de température. Globalement, les espèces feuillues laissent peu à peu leur place aux espèces conifères plus résistantes au froid à mesure que la température s abaisse avec l altitude. Il est à noter qu en montagne, la répartition de la végétation présente un décalage en fonction de l orientation donc de l ensoleillement. La végétation feuillue présente une limite à une altitude plus élevée côté adret (versant sud) par rapport au côté ubac (versant nord). L ensoleillement joue sur le facteur «température», par ailleurs la durée de l ensoleillement a aussi un impact sur la production végétale. Sous des latitudes où la température est élevée, la forêt peut présenter un aspect très différent (forêt méditerranéenne/ forêt tropicale). Un nouveau facteur doit être pris en compte, celui de «l humidité» qui est un des facteurs qui explique la différence de densité entre les 2 végétations. Le facteur «nature de la roche-mère» est également à prendre en compte dans la répartition des espèces végétales. Il discrimine les végétaux à la fois par la composition en minéraux

8 disponibles mais aussi par la disponibilité de l eau : sols calcaires très perméables, pauvres en eau. Le facteur «humain» n est pas négligeable enfin, puisque l Homme pour des raisons économiques peut déterminer la nature d un peuplement végétal. 2 ème partie : L arbre proposé avait 21 ans. Sur le tronc de l arbre, le cerne le plus externe est de L épaisseur du cerne pointé est > à celle du cerne immédiatement à son intérieur et notamment la zone claire constituée des vaisseaux de grand diamètre abondants au printemps lorsque la pluviométrie est forte. Les cernes conduisent la sève brute venant du sol. Donc : - le climat, cette année-là fut beaucoup plus humide que l année précédente - il existe une relation entre humidité du sol et mise en place des vaisseaux conducteurs.