plantes, résultats de lévolution
TRANSCRIPT
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
ovaire
Stigmate
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, 8E, 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 développement
• 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 A:
ni sépales ni
pétales
Absence gènes C:
ni étamines ni pistil
Absence gènes B:
ni pétales ni
étamines
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:
• 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…)
Des ovaires
2) Pollinisation de la fleur et évolution
• Pollinisation= transport du pollen (sur le pistil) ce qui permet la fécondation
• 2 possibilités= ?
= Par les animaux
+ spécifique, + loin
Nécessite d’attirer les animaux =
coût énergétique
= Par le vent
Hasard, beaucoup de perte…
indépendant d’autres espèces
L’organisation des fleurs s’est adaptée pour favoriser chaque type de pollinisation
= Par les animaux+ spécifique, + loin
Nécessite d’attirer les animaux = coût énergétique
Grandes fleurs avec pétales/
sépales colorés, odeur, nectar…
= Par le ventHasard, beaucoup de perte…
non dépendant d’autres espèces
Petites fleurs, bcp de pollens
(étamines très développées, non
colorées, pollens légers…)
• 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 stratégies développées = là aussi
coévolution!!
• Fruit de l’aigredoine
• 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
Gros avantage de la plante…Pas besoin d’aller chercher sa nourriture quand on
peut faire de la photosynthèse!
III- Se nourrir en étant fixé
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 CO2, d’eau + énergie lumineuse
• CO2 + H2O C6H12O6 + O2
• 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
- 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 (CO2, O2)
• Et de lacunes sous stomatique = augmente surface échange gaz/cellules chlorophylliennes
1- De grandes surfaces d’échange
Coupe transversale dans une feuille:Stomate, cuticule et grande surface d’échange: les lacunes
Lacune sous stomatique
Parenchyme
chlorophyllien
palissadique
Parenchyme
chlorophyllien
lacuneux
cuticule
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 C02 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….
• H2O!!!
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)
Exp: Feuilles de céleri plongées dans un colorant
2) Des vaisseaux conducteurs
spécialisés
Permets de localiser les vaisseauxconducteurs= zone spécialiséedans 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,
allongées
= circulation rapide
Vivante, percée de
nombreux orifices
(=cellules criblées)
paroi lignine cellulose
Sève Brute (eau + sels
minéraux)
Elaborée (eau +
sucre notamment)
Sens de
circulation de la
sève
Des racines aux
feuilles
Des feuilles aux
autres organes
( bourgons, fleurs,
racine= organe de
réserve)
Schéma bilan
Énergie
lumineuse
Racine
Poils
absorbants
Atmosphère
Sol
O2 CO2
Feuille : zone
d’échange de gaz avec
l’atmosphère.
Lieu de la
photosynthèse
Ouverture/fermeture
des stomates en
fonction des besoins
Poils
absorbants=
Augmente
surface
d’échange avec
sol
Lieu absorption
eau + sels
minéraux
H2O et sels
minéraux
Sève brute
par xylème, eau et sels minéraux
Sève élaborée
Par phloème, produit de la photosynthèse