plantes, résultats de lévolution

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