Chapitre 1: La vie fixée chez les plantes, résultats de l évolution

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1 Chapitre 1: La vie fixée chez les plantes, résultats de l évolution OU comment se reproduire, se nourrir, ou se défendre lorsque l on est fixé au sol avec ses racines

2 Introduction comme dans le cas d une synthèse 1) On définit les mots clés= Plante Constitué d un appareil végétatif = racines, tiges, feuilles, bourgeons Et d un appareil reproducteur= Fleur chez les Angiospermes (plantes à fleurs)

3 Introduction comme dans le cas d une synthèse 1) On définit les mots clés= Plante 2) On pose le(s) problème(s) de la reproduction sexuée de la recherche d éléments nutritifs de la fuite devant le danger (climat, prédateur) 3) On annonce la résolution.

4 I- Se reproduire en étant fixé: de la fleur au fruit

5 1) L organisation de la fleur De quoi vous souvenez vous?

6 Schéma à compléter et à connaitre! (testez vous avant de voir la correction)

7 Correction Stigmate ovaire Pistil

8 fleur= 4 couronnes concentriques S-P-E-P : sépales, pétales, étamines, pistil (ovaires): à vous de trouver un moyen mémnotechnique ex ( pep s avec le s devant) Avec des différences dans le nombre ( ex: 4S, 4P, 8 E, 1P) Le pistil contient l ovaire (où se trouvent les ovules) Les étamines portent le pollen (dans anthères, petit sac en haut des étamines) Rôle= reproduction grâce à la pollinisation= transport des gamètes mâles (pollen) sur le pistil Après fécondation des ovules, l ovaire se transforme en fruit contenant des graines qui protège l embryon

9 Comment expliquer la grande diversité des fleurs?

10 Une fleur se développe à partir d un bourgeon floral Grâce à des gènes de développement = gènes qui s expriment lors du développement (du bourgeon, de l embryon) ; ils permettent la mise en place des organes (position, nombre )

11 La formation des pièces florales est sous le contrôle de gènes de développement, classés en 3 groupes A,B,C (de l extérieur vers l intérieur) Bourgeon floral Expression des gènes de développemen

12 Comment expliquer ce type de fleur??? (fleur sans étamines ni pistil?) Il doit y avoir une modification dans l expression des gènes de développement

13 On connait des mutants présentant des fleurs anormales, dû à l'absence de certains gènes de développement: Ils permettent de déduire le rôle de chaque groupe de gène Saurez-vous déduire le rôle de chaque gène A, B, C? Absence gènes B: ni pétales ni étamines Absence gènes A: ni sépales ni pétales Absence gènes C: ni étamines ni pistil

14 Abs des gènes A pas de pétales ni sépales A seul= Sépale A + B= Pétale Abs des gènes B ni pétales ni étamines A + B = pétales A + C= Etamines Abs des gènes C ni étamines, ni ovaires B+ C= Etamines C seul = Ovaires

15 Conclusion: Des ovaires La mutation de l un de ces gènes entraîne des différences d expression des autres gènes, et la formation d une fleur anormale (avec beaucoup de pétales, ou sans étamines )

16 2) Pollinisation de la fleur et évolution

17 Pollinisation= transport du pollen (sur le pistil) ce qui permet la fécondation 2 possibilités=?

18 = Par le vent Hasard, beaucoup de perte indépendant d autres espèces = Par les animaux + spécifique, + loin Nécessite d attirer les animaux = coût énergétique

19 L organisation des fleurs s est adaptée pour favoriser chaque type de pollinisation

20 = Par le vent Hasard, beaucoup de perte non dépendant d autres espèces Petites fleurs, bcp de pollens (étamines très développées, non colorées, pollens légers ) = Par les animaux + spécifique, + loin Nécessite d attirer les animaux = coût énergétique Grandes fleurs avec pétales/ sépales colorés, odeur, nectar

21 Cette collaboration plante/animaux pour la pollinisation conduit à une coévolution - développement d odeur/couleur/nectar chez la plante afin d attirer certains pollinisateurs spécifiques ; -développement de la vue/ odorat/ organe de prélèvement du nectar chez les animaux

22 Ex couleur adapté à la vue des insectes (ultra violet)

23 Co-evolution= évolution conjointe de 2 espèces, chacune s adaptant à l autre par sélection naturelle Comment expliquer cette forme de fleur d orchidée???

24 Des mécanismes pour empêcher l autofécondation Chez la plupart des fleurs, la pollinisation est croisée (le pollen vient d une autre fleur de la même espèce) Or bcp de fleurs sont hermaphrodites (donc autofécondation théoriquement possible ) Développement de stratégies permettant d éviter l autofécondation Ex: étamines et stigmate non matures en même temps.

25 3) La dispersions des graines Après fécondation= fleur se fane, le pistil évolue en fruit contenant des graines

26 Les graines peuvent germer pour donner une nouvelle plante Sans transport, ces nouvelles plantes peuvent rentrer en concurrence.. Comment transporter les graines loin de la plante mère?

27 Transport par le vent= différentes stratégies développées

28 Transport par les animaux= différentes Fruit de l aigredoine stratégies développées = là aussi coévolution!! Fruit du cornouiller et crotte de renard

29 Autres mode de transport= par projection (ex du concombre gicleur)

30 Autres mode de transport= par l eau (ex noix de coco)

31 II- Se défendre et se protéger sans se déplacer

32 1) Se protéger du climat

33 Se protéger du froid

34 Rôle des bourgeons

35 Observation du bourgeon de marronnier. Écailles protectrices

36 Si on verse une goutte d eau sur les écailles brunes à l aide d une pipette= écailles impérméables

37 Goutte d eau

38

39 Où sont passés mes oignons? Une autre stratégie pour passer l hiver...rester caché!

40 Coupe dans un oignon

41 Se protéger du froid Perte des feuilles des arbres en hiver, les futures feuilles sont protégées dans des bourgeons (écailles protectrices, «bourre» isolante ) Passage de l hiver sous la forme de graines, ou souterraines (bulbe, ex: oignon ou tubercules, ex: pomme de terre, carotte )

42 Adaptation à la sécheresse: exemple oyat des dunes

43 Présence d une cuticule épaisse/ feuille étroite (aiguille)

44 Les stomates= zone de surface d échange des gaz

45 Fermeture des stomates en cas de risque de sécheresse

46 2) Se protéger des prédateurs Ronce/ ortie: Présence de poils, d épine

47 Production de molécules par les feuilles: mauvais gout/toxique ex le tanin

48 Les acacias: P.97 de votre livre

49 Des relations symbiotiques avec des fourmis: autre ex de coévolution

50 III- Se nourrir en étant fixé Gros avantage de la plante Pas besoin d aller chercher sa nourriture quand on peut faire de la photosynthèse!

51 Feuille= zone de la photosynthèse

52 Les cellules chlorophylliennes= lieu de la photosynthèse??? Photosynthèse= Formation de sucre à partir d eau et CO2

53 Quels sont les besoins nutritionnel d une plante? A quoi lui sert ses racines??

54 III- Se nourrir en étant fixé Feuille= lieu de la photosynthèse = fabrication de glucose (= sucre) à partir de CO 2, d eau + énergie lumineuse CO 2 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + O 2 grâce aux cellules chlorophylliennes Racine= absorption eau + sels minéraux qui se trouvent dans le sol = développement de grandes surfaces d échanges avec le milieu pour subvenir à ses besoins

55 1- De grandes surfaces d échange - feuilles= lieu d échange avec l atmosphère (P.99) Fines mais grande surface (rapport surface/ masse élevée) + nombreuses= = Augmente surface exposée au soleil Présence de stomates= lieu d échange des gaz (CO 2, O 2 ) Et de lacunes sous stomatique = augmente surface échange gaz/cellules chlorophylliennes

56 Coupe transversale dans une feuille: Stomate, cuticule et grande surface d échange: les lacunes

57 cuticule Parenchyme chlorophyllien palissadique Parenchyme chlorophyllien lacuneux Lacune sous stomatique

58 Les stomates= zone de surface d échange des gaz

59 Rappel: adaptation des stomates

60 Lieu d échange des gaz= Stomates Stomate= 1 orifice (ostiole) + 2 cellules stomatiques permet échange gazeux (CO2) Lacune sous stomatique pour permettre la diffusion du C0 2 à l ensemble des cellules chlorophylliennes Ouverture ou fermeture des stomates en fonction de la lumière pour éviter la perte en eau Principalement face inférieure

61 Pourquoi des stomates seulement sur la face inférieure? Les gaz= O2, CO2 et. H 2 O!!! Évaporation de l eau par les stomates= moteur de la circulation de la sève, mais il ne faut pas perdre trop d eau Une Cuticule imperméable + stomates face inférieure + se ferment si trop chaud

62 -Organisation et rôle des racines: lieu d échange avec le sol Ancre la plante sol/ absorption eau + sels minéraux/ nombreuses ramifications/ Longues et fines

63 Les poils absorbants (activité préparation ECE) Lieu d absorption / cellules allongées/ augmente la surface d échange / au niveau de la zone pilifére

64 Adaptation des racines aux carences (en eau, sels minéraux)

65 2) Des vaisseaux conducteurs spécialisés Exp: Feuilles de céleri plongées dans un colorant Permets de localiser les vaisseaux conducteurs= zone spécialisée dans le transport de la sève

66 2 types de vaisseaux coexistent: le xylème et le phloème (Faisceau)

67

68 2 types de sèves= 2 types de vaisseaux Sève brute = eau + sels minéraux = par le Xylème = des racines jusqu aux feuilles Sève élaborée = eau + molécules organiques (sucre ) principalement = par le phloème = des feuilles vers tous les autres organes (racines, bourgeons, fleurs )

69

70 Xylème Phloème Type de cellule Cellules mortes (vide) à gros diamètre, Vivante, percée de nombreux orifices (=cellules criblées) allongées = circulation rapide paroi lignine cellulose Sève Brute (eau + sels minéraux) Elaborée (eau + sucre notamment) Sens de Des racines aux Des feuilles aux circulation de la feuilles sève autres organes ( bourgons, fleurs, racine= organe de réserve)

71 Schéma bilan

72 Racine Poils absorbants Énergie lumineuse Atmosphère Sol O 2 CO 2 Feuille : zone d échange de gaz avec l atmosphère. Lieu de la photosynthèse Ouverture/fermeture des stomates en Sève brute fonction des besoins par xylème, eau et sels minéraux Sève élaborée Par phloème, produit de la photosynthèse H 2 O et sels minéraux Poils absorbants= Augmente surface d échange avec sol Lieu absorption eau + sels minéraux

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