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
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)
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.
I- Se reproduire en étant fixé: de la fleur au fruit
1) L organisation de la fleur De quoi vous souvenez vous?
Schéma à compléter et à connaitre! (testez vous avant de voir la correction)
Correction Stigmate ovaire Pistil
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
Comment expliquer la grande diversité des fleurs?
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 )
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
Comment expliquer ce type de fleur??? (fleur sans étamines ni pistil?) Il doit y avoir une modification dans l expression des gènes de développement
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
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
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 )
2) Pollinisation de la fleur et évolution
Pollinisation= transport du pollen (sur le pistil) ce qui permet la fécondation 2 possibilités=?
= Par le vent Hasard, beaucoup de perte indépendant d autres espèces = Par les animaux + spécifique, + loin Nécessite d attirer les animaux = coût énergétique
L organisation des fleurs s est adaptée pour favoriser chaque type de pollinisation
= 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
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
Ex couleur adapté à la vue des insectes (ultra violet)
Co-evolution= évolution conjointe de 2 espèces, chacune s adaptant à l autre par sélection naturelle Comment expliquer cette forme de fleur d orchidée???
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.
3) La dispersions des graines Après fécondation= fleur se fane, le pistil évolue en fruit contenant des graines
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?
Transport par le vent= différentes stratégies développées
Transport par les animaux= différentes Fruit de l aigredoine stratégies développées = là aussi coévolution!! Fruit du cornouiller et crotte de renard
Autres mode de transport= par projection (ex du concombre gicleur)
Autres mode de transport= par l eau (ex noix de coco)
II- Se défendre et se protéger sans se déplacer
1) Se protéger du climat
Se protéger du froid
Rôle des bourgeons
Observation du bourgeon de marronnier. Écailles protectrices
Si on verse une goutte d eau sur les écailles brunes à l aide d une pipette= écailles impérméables
Goutte d eau
Où sont passés mes oignons? Une autre stratégie pour passer l hiver...rester caché!
Coupe dans un oignon
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 )
Adaptation à la sécheresse: exemple oyat des dunes
Présence d une cuticule épaisse/ feuille étroite (aiguille)
Les stomates= zone de surface d échange des gaz
Fermeture des stomates en cas de risque de sécheresse
2) Se protéger des prédateurs Ronce/ ortie: Présence de poils, d épine
Production de molécules par les feuilles: mauvais gout/toxique ex le tanin
Les acacias: P.97 de votre livre
Des relations symbiotiques avec des fourmis: autre ex de coévolution
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!
Feuille= zone de la photosynthèse
Les cellules chlorophylliennes= lieu de la photosynthèse??? Photosynthèse= Formation de sucre à partir d eau et CO2
Quels sont les besoins nutritionnel d une plante? A quoi lui sert ses racines??
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
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
Coupe transversale dans une feuille: Stomate, cuticule et grande surface d échange: les lacunes
cuticule Parenchyme chlorophyllien palissadique Parenchyme chlorophyllien lacuneux Lacune sous stomatique
Les stomates= zone de surface d échange des gaz
Rappel: adaptation des stomates
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
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
-Organisation et rôle des racines: lieu d échange avec le sol Ancre la plante sol/ absorption eau + sels minéraux/ nombreuses ramifications/ Longues et fines
Les poils absorbants (activité préparation ECE) Lieu d absorption / cellules allongées/ augmente la surface d échange / au niveau de la zone pilifére
Adaptation des racines aux carences (en eau, sels minéraux)
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
2 types de vaisseaux coexistent: le xylème et le phloème (Faisceau)
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 )
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)
Schéma bilan
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