TP n 11 Anatomie florale Thème 1-A-5 Les plantes à fleurs (Angiosperme) forment un groupe apparu relativement récemment et qui s est rapidement diversifié. Il compte aujourd hui environ 250 000 espèces. Cette rapidité de diversification est due à la structure même de la fleur. Les plantes étant fixées au sol par leurs racines, elles ne peuvent se déplacer pour rechercher leur partenaire sexuel. De fait, tous les organes de la reproduction sexuée sont situés dans la fleur (c est le cas de 95% des Angiospermes qui sont hermaphrodites) : l étamine, ou appareil mâle et le pistil (ou carpelle), ou appareil femelle. Ces pièces «fertiles» sont entourées d enveloppes «stériles», les sépales et les pétales, qui jouent à la fois un rôle protecteur pour les pièces fertiles et attractif pour les animaux pollinisateurs. Objectifs : comprendre l organisation d une fleur, observer les pièces permettant la reproduction pour comprendre la fécondation et expliquer la génétique du développement floral 1 ère partie : L organisation générale d une fleur. Ouvrez avec l ordinateur le test : Test_organisation_fleur.swf, puis replacer les légendes aux emplacements corrects. Observer l échantillon fourni et indiquer ce que vont devenir les pièces florales dans le fruit. 2 ème partie : Protocole de dissection de la fleur Matériel Pour réaliser et observer la dissection Pour fixer la préparation Une paire de ciseaux fins Du ruban adhésif transparent ou de la colle Un scalpel Une feuille de papier avec des cercles concentriques Une paire de pinces fines Une loupe binoculaire Réalisation de la dissection florale 1. Enlever les sépales et les pétales 2. Enlever les organes reproducteurs A l aide de ciseaux et de pinces, détacher les sépales (pièces florales chlorophylliennes les plus externes). Puis de la même manière, ôter les pétales (pièces florales colorées). (N.B. : Lorsqu on ne peut distinguer sépale et pétale, on parle de tépale) Prélever à l aide des pinces l ensemble des étamines. Tenir le pistil à l aide des pinces, puis couper délicatement l ovaire situé à sa base (pédoncule floral). 3. Réaliser le diagramme floral 4. Observer les organes reproducteurs Déposer les pièces florales sur la feuille de diagramme fournie Saupoudrer du pollen de fleur mûre sur une lame (diagramme de gauche) en respectant leur position par rapport dans une goutte d eau (ou écraser un fragment à celle de la fleur. d étamine) Réaliser le diagramme floral sur la feuille de diagramme fournie Recouvrir d une lamelle et Observer au microscope (diagramme de droite) en respectant les indications de la feuille annexe Réaliser des coupes transversales et longitudinales Compter le nombre de pièces florales (S pour sépales, P pour dans l ovaire pétales, E pour étamines, et C pour carpelles) Observer les ovules sous la loupe binoculaire. Ecrire la formule florale : xs, xp, xe, xc
3 ème partie : Le déterminisme génétique de l édification de la fleur L Arabette des dames (Arabidopsis thaliana) existe essentiellement sous la forme sauvage. Mais on en trouve d autres formes, du point de vue du phénotype de la fleur. Les chercheurs expliquent les différentes formes de la fleur par un modèle faisant intervenir trois gènes du développement A, B et C. Ces gènes dirigent la mise en place des différents verticilles (les cercles concentriques d organes de la fleur) dans le bourgeon floral. On dispose d un pied d Arabette des dames qui présente un phénotype floral différent du phénotype sauvage. On cherche à montrer que l organisation de la fleur est sous le contrôle de gènes homéotiques (modèle ABC) La fleur sauvage présente 4 sépales, 4 pétales, 6 étamines et 2 carpelles soudés. Ressources Coupe longitudinale de fleur sauvage d'arabidopsis thaliana. Source http://acces.ens-lyon.fr Répartition du produit d expression des gènes ABC (Représentation du modèle ABC) Source http://acces.ens-lyon.fr Pour les gènes A et C : si un seul des deux est muté et ne s'exprime pas, c'est l'autre qui le remplace et s'exprime donc dans tous les verticilles. Observer les plaques d échantillons d Arabette des dames de phénotype sauvage et de phénotypes mutés. Faites correspondre le nom du phénotype mutant avec son diagramme floral. Comparer les séquences des trois gènes A, B et C fournies (dossier ressource). Exploiter les résultats et en vous aidant du document ressource, expliquer l obtention du phénotype agamous.
Document réponse De la fleur au fruit : Anthère Filet Comparaison des phénotypes chez Arabidopsis thaliana Fleur normale Mutant : Mutant : Formule floral Formule floral Forule floral Pétale Obtention génétique du mutant Agamous : Etamine Carpelle du pistil
Feuille annexe : réalisation d un diagramme floral Un diagramme floral est une représentation schématique de l organisation d une fleur sur laquelle les différentes pièces florales sont disposées en cercles concentriques ou verticilles, portant de l extérieur vers l intérieur : Verticille 1 : le calice, formé par l ensemble des sépales symbole de représentation : un croissant ou arc de cercle (blanc ou noir) V2 : la corolle, formé par l ensemble des pétales symbole de représentation : un croissant ou arc de cercle (blanc ou noir) V3 : les étamines qui produisent le pollen - symbole de représentation : une section transversale d anthère avec les loges V4 : le pistil, formé par le style, le stigmate et l ovaire qui est constitué d une ou de plusieurs unités : les carpelles. symbole de représentation : une section transversale du ou des ovaires. Ce diagramme indique le nombre de pièces par cycle, la disposition des pièces florales au sein d un cycle, entre verticilles (disposition alterne ou opposée, soudure ), la structure de l ovaire avec notamment le nombre d ovules par carpelle Exemple : la fleur de Primevère V1 : Les 6 sépales sont soudés V2 : Les 6 pétales sont soudés à la base V3 : 6 étamines égales V4 : 6 carpelles ouverts soudés en un ovaire à nombreux ovules FORMULE FLORALE : 6 S + (6 P + 6 E) + 6 C
Autres exemples pour illustrer La fleur de Forsythia (Forsythia) 4 sépales en périphérie, 4 pétales soudés, 2 étamines soudées aux pétales, 2 carpelles fermés à placentation axile avec un ovaire supère. dissection réalisée par l'élève diagramme type Formule florale O : 5 S, (4 P, 2 E), 2 C
La fleur de pomme de terre (Solanum tubérosum) 5 sépales soudés 5 pétales soudés 5 étamines épipétales 2 carpelles fermés à placentation axile avec un ovaire supère.
dissection réalisée par l'élève diagramme type Formule florale ---- > O : (5S), ((5P),5 E), (2C)