plantes, résultats de lévolution
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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
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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)
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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.
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I- Se reproduire en étant fixé: de la fleur au fruit
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1) L’organisation de la fleur
De quoi vous souvenez vous ?
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Schéma à compléter et à connaitre!(testez vous avant de voir la correction)
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Correction
ovaire
Stigmate
Pistil
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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
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Comment expliquer la grande diversité des fleurs?
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• 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…)
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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
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• Comment expliquer ce type de fleur
???
(fleur sans étamines ni pistil?)
Il doit y avoir une modification dans l’expression des gènes de développement
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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
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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
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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
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2) Pollinisation de la fleur et évolution
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• Pollinisation= transport du pollen (sur le pistil) ce qui permet la fécondation
• 2 possibilités= ?
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= Par les animaux
+ spécifique, + loin
Nécessite d’attirer les animaux =
coût énergétique
= Par le vent
Hasard, beaucoup de perte…
indépendant d’autres espèces
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L’organisation des fleurs s’est adaptée pour favoriser chaque type de pollinisation
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= 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…)
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• 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
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•Ex couleur adapté à la vue des insectes (ultra violet)
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Co-evolution= évolution conjointe de 2 espèces , chacune s’adaptant
à l’autre par sélection naturelle
Comment expliquer cette forme de fleur d’orchidée???
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• 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….
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3) La dispersions des graines• Après fécondation= fleur se fane, le pistil
évolue en fruit contenant des graines
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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 ?
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• Transport par le vent= différentes stratégies développées
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Transport par les animaux= différentes stratégies développées = là aussi
coévolution!!
• Fruit de l’aigredoine
• Fruit du cornouiller et crotte de renard
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Autres mode de transport= par projection (ex du concombre gicleur)
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Autres mode de transport= par l’eau (ex noix de coco)
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II- Se défendre et se protéger sans se déplacer
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1) Se protéger du climat
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Se protéger du froid
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Rôle des bourgeons
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Observation du bourgeon de marronnier.
Écailles protectrices
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Si on verse une goutte d’eau sur les écailles brunes à l’aide d’une pipette= écailles impérméables
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Goutte d’eau
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![Page 39: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/39.jpg)
Où sont passés mes oignons?Une autre stratégie pour passer l’hiver...Rester caché!
![Page 40: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/40.jpg)
Coupe dans un oignon
![Page 41: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/41.jpg)
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…)
![Page 42: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/42.jpg)
Adaptation à la sécheresse: exemple oyat des dunes
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• Présence d’une cuticule épaisse/ feuille étroite (aiguille)
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Les stomates= zone de surface d’échange des gaz
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Fermeture des stomates en cas de risque de sécheresse
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2) Se protéger des prédateurs
• Ronce/ ortie: Présence de poils, d’épine
![Page 47: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/47.jpg)
Production de molécules par les feuilles: mauvais gout/toxique
ex le tanin
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Les acacias: P.97 de votre livre
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Des relations symbiotiques avec des fourmis: autre ex de coévolution
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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
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Feuille= zone de la photosynthèse
![Page 52: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/52.jpg)
Les cellules chlorophylliennes= lieu de la photosynthèse
• Photosynthèse= Formation de sucre à partir d’eau et CO2
• ?
?
?
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Quels sont les besoins nutritionnel d’une plante? A quoi lui sert ses
racines??
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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
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- 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
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Coupe transversale dans une feuille:Stomate, cuticule et grande surface d’échange: les lacunes
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Lacune sous stomatique
Parenchyme
chlorophyllien
palissadique
Parenchyme
chlorophyllien
lacuneux
cuticule
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Les stomates= zone de surface d’échange des gaz
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Rappel: adaptation des stomates…
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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
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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…
![Page 62: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/62.jpg)
-Organisation et rôle des racines: lieu d’échange avec le sol
• Ancre la plante sol/ absorption eau + sels minéraux/ nombreuses ramifications/ Longues et fines
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Les poils absorbants (activité préparation ECE)
Lieu d’absorption / cellules allongées/ augmente la
surface d’échange / au niveau de la zone pilifére
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Adaptation des racines aux carences (en eau, sels minéraux)
![Page 65: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/65.jpg)
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
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2 types de vaisseaux coexistent: le xylème et le phloème (Faisceau)
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![Page 68: plantes, résultats de lévolution](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062401/62ab00b1b9183c319330be65/html5/thumbnails/68.jpg)
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…)
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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)
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Schéma bilan
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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