Cours Élève Chapitre 1 PDF

Thème 1 : De la plante sauvage à la plante domestiquée Tableau comparatif de l’organisation générale des animaux et des végétaux Animal Végéta...

Thème 1 : De la plante sauvage à la plante domestiquée Tableau comparatif de l’organisation générale des animaux et des végétaux Animal Végétal Principaux organes Organes reproducteurs Système circulatoire Modes de communication Modes de déplacement Les végétaux ont une vie fixée, contrairement aux animaux qui sont, pour la plupart, capables de déplacement. Nous travaillerons particulièrement sur les Angiospermes. Les Angiospermes, sont une division de plantes vasculaires du groupe des Spermatophytes (les plantes à graines). Ces végétaux, qui portent des fleurs puis des fruits, sont couramment appelés plantes à fleurs. Cette vie fixée met en évidence trois contraintes importantes chez les végétaux : Comment vont-ils se reproduire ? Comment peuvent-ils se nourrir ? Comment produisent-ils leur propre matière organique ? L'objectif de ce thème est de comprendre les particularités d'organisation fonctionnelle de la plante et de les mettre en relation avec le mode de vie fixé.  Chapitre 1 : Vie fixée et mode de reproduction chez les Angiospermes La vie fixée des végétaux est un obstacle à leur reproduction, les individus ne pouvant pas se rencontrer. Pourtant les végétaux colonisent facilement un nouveau milieu. Problème : Quelles stratégies ont développé les angiospermes ( plantes à fleurs) afin de se reproduire ? I Modes de reproduction chez les plantes Les plantes ont deux modes de reproduction possible : - la reproduction asexuée, aussi appelée végétative, qui produit des ……….. ( les individus sont tous identiques, pas de diversité génétique), et se réalise via des organes de la plante elle-même. Ex : ………. de fraisiers, bouturage de géraniums - la reproduction sexuée : fécondation de ……………………. (anthérozoides ) produits par les étamines, transportés par le pollen, et d’……….produits par les ovaires du pistil. Une même fleur peut s’autoféconder ( assez rare) mais la plupart du temps, se réalise une fécondation croisée entre deux fleurs. Dans ce cas c’est le pollen qui se déplace d’une fleur à l’autre. II La reproduction sexuée TP 1 1. L’organisation de la fleur Doc 1 p 206. Les organes reproducteurs sont contenus dans une fleur. Malgré une grande diversité de formes, couleurs, dimensions, on retrouve une constante d’organisation. Les pièces florales s’organisent selon des couronnes concentriques appelées verticilles qui se succèdent de la périphérie vers le centre toujours dans le même ordre :  ……………………………, le plus souvent vert et ayant l’apparence de petites feuilles, constituent le calice. Les sépales sont parfois colorés.  …………………………………..de formes et de couleurs diverses, composent la corolle.  ……………………………., organes reproducteurs mâles de la fleur, sont constituées d’une tige fine, le filet, portant des sacs de………………….., les anthères. L’ensemble des étamines forme l’androcée.  ………………………….., organe reproducteur femelle, est formé d’une tige, le style et d’une zone plus large à son extrémité permettant le dépôt du pollen : le stigmate. A la base, le pistil contient des ……………… répartis dans plusieurs loges nommées carpelles. L’ensemble des pistils et carpelles forment le gynécée. L’ensemble des pièces florales sont formées à partir de feuilles modifiées.  2. De la fleur à la graine : La reproduction sexuée Chaque espèce de plante produit un pollen avec des caractéristiques qui lui sont propres. Deux espèces même proches d’un point de vue évolutif ne partagent pas les mêmes caractéristiques au niveau du pollen. Ces différences se retrouvent notamment au niveau du nombre de pores ou de sillons et de l’ornementation, ce qui permet de les différencier et d’identifier ………………… à partir du pollen. Le pollen, produit par les………………….., est indispensable à la ……………….et à la formation de graines et de fruits. Les expériences de Camérarius au XVII siècle, consistant à couper les étamines d’une fleur et à l’isoler de l’environnement en l’emprisonnant dans de la gaze, ont permis de montrer qu’en absence de dépôt de pollen sur le stigmate, la fleur fane sans produire de graines ni de fruits. Le pollen permet le transfert des gamètes mâles. Si les grains de pollen produits par les étamines se déposent sur le pistil d’une fleur de la même espèce, ils germent. Les 2 gamètes mâles se déplacent alors dans le tube pollinique et fécondent l’ovule et la cellule végétative contenus dans l’ovaire. Vidéo https://www.youtube.com/shorts/l95ZganbdMA. La fécondation de l’ovule permet la formation de ………………………alors que la fécondation de la cellule végétative permet de former les réserves de la graine nécessaires à la croissance de l’embryon. On parle de……………………………………. A l’issu de cette fécondation, la fleur fane et les ………………………..se forment. Ces graines peuvent être protégées par un …………………… possédant ou non des structures charnues (remplies de substances nutritives : chair de la cerise, de la pomme…). De nombreuses fleurs possèdent des étamines et un pistil : elles peuvent donc s’autoféconder. Cependant, une fécondation croisée présente l’avantage de produire de la diversité génétique. L’évolution a fréquemment favorisé l’apparition de mécanismes empêchant l’autofécondation et/ou en favorisant la fécondation croisée. Doc 4,5,6,7 p 207 : quelles stratégies sont mises en place par les plantes pour limiter l’autofécondation ? C’est notamment le cas lorsque les pièces reproductives ne sont pas ………………………………..au même moment (cas de séparation temporelle) ou lorsque des organes ont des ……………………….ou des …………….empêchant l’autofécondation ou si la fleur ne possède qu’un seul type d’…………………………………………., on parle de fleur (ou d’arbre) mâle ou femelle (cas de séparation spatiale). Espèce dioique : se dit d’une espèce végétale qui porte des fleurs soit mâle, soit femelle. Ex : bryone, ortie, pommier Espèce monoique : si dit d’une espèce végétale qui porte dans la même fleur des gamètes mâle et des gamètes femelles Ex : gaura, courgette 3. Le transport du pollen et des graines a. La dispersion du pollen La fécondation croisée impose le déplacement du pollen d’une fleur à l’autre. Ce transport peut se réaliser grâce au ……………..(plante anémogame - anémophile), par ………………. (plante hydrogame) ou par les ………………..(plante zoogame).Doc 1p 204 La dispersion par le vent et l’eau ne garantit pas l’arrivée du pollen sur la bonne fleur. La dispersion par les animaux est plus spécifique. Des relations étroites se sont construites au cours de l’évolution.Doc 4 et 5 p 205 : chez les fleurs, des caractères permettant d’attirer les animaux (couleurs ( pigments), formes des pétales, odeurs, nectar…) et chez les pollinisateurs, des comportements et des organes adaptés à l’accrochage du pollen ont été sélectionnés. Cette évolution conjointe et dépendante des plantes et des pollinisateurs est appelée…………………….. Voir TD 1 coévolution. b. La dispersion des graines. Doc 1 p 208 Sans transport, les graines germent au pied de la plante mère. La colonisation de nouveaux milieux est alors très limitée et les jeunes plants rentrent en concurrence avec la plante mère pour les ressources nutritives. L’eau (hydrochorie- noix de coco) et le vent (anémochorie-akène des pissenlits) peuvent transporter les graines de certaines plantes. Les plantes émettent également des signaux (visuels, olfactifs, trophiques) perceptibles par les animaux pour les attirer et permettre la dissémination des graines. Des animaux (zoochorie-cerises) peuvent transporter les graines ou les fruits accrochés sur leurs poils ou leurs plumes. D’autres consomment les matières charnues des fruits et ingèrent les graines. Ces graines sont rejetées dans les excréments et sont capables alors de germer. La collaboration entre animaux disséminateurs et plantes est le plus souvent le produit également d’une coévolution. FAIRE UN SCHEMA BILAN REPRESENTANT LA COEVOLUTION PLANTES / ANIMAL DANS LA REPRODUCTION DES PLANTES A FLEUR. 4- La diversité des graines formées TD 2 mendel +TP2 La diversité génétique produite au cours de la reproduction des végétaux repose sur la succession de méiose et de fécondation. Rappel méiose Vidéo https://www.youtube.com/watch?v=MDkd9Kyhf4M. Chaque fleur produit des gamètes au cours de la m…………. Ces gamètes possèdent la ………………….du matériel génétique de la plante de départ. L’autre moitié sera apportée par le deuxième……………………. lors de la fécondation. Cette diversité génétique peut être observée dans l’étude des caractères des graines formées à chaque génération. L’analyse statistique des résultats des croisements, réalisés par Gregor Mendel sur les pois, ont permis de connaitre et de comprendre les mécanismes de transmissions des caractères de génération en génération.Vidéo https://www.youtube.com/watch?v=O4tHyhu_PQs; https://www.youtube.com/watch?v=kgjypEoVKC4 Mendel a travaillé sur la transmission de caractères à partir de lignées pures (Une lignée pure est une population qui produit, par croisements ou autofécondation, des descendants toujours semblables entre eux, ainsi qu’aux géniteurs, pour une caractéristique donnée. Tous les individus sont ainsi génétiquement identiques et homozygotes pour ces caractères). Il réalise un croisement des 2 lignées pures afin d’obtenir une génération F1 (hétérozygote) puis réalise une autofécondation entre 2 individus issus de la génération F1 (croisement appelé test-cross). Il réalise un comptage précis des milliers de graines qu’il En F1 Lors d’un croisement de lignées pures : Le phénotype qui s’exprime correspond ……………………………… En F2, …………………………………………..pour chaque phénotype lorsqu’il travaille sur la transmission d’un seul proportions de caractère (gouverné par 1 seul gène possédant 2 allèles) ; phénpotypes ……………………………………………………………….pour chaque phénotype lorsqu’il travaille sur la transmission 2 caractères (gouvernés par 2 gènes possédant chacun 2 allèles), portés par deux chromosomes différents obtient à chaque génération et obtient alors des résultats à l’issu de la génération F2. Les lois de Mendel qu’il en déduit sont les suivantes : D’autres types de croisement permettent de comprendre la transmission des caractères et les mécanismes au cours de la méiose seront développés plus tard. Pour rappel : Mendel lors de ses travaux ne connaissait pas les notions de chromosome, de gène ou d’allèle. Il ne savait expliquer que les croisements impliquant des caractères situés sur des paires de chromosomes différentes (non homologues). 5-La germination et la mobilisation des réserves de la graine TP 3 Une graine est composée d’un e......................., de r……………………….. et d’une enveloppe protectrice appelée t…………………... L’embryon est composé de feuilles embryonnaires, d’une tigelle (tige embryonnaire) et d’une radicule (racine embryonnaire). La présence de réserves dans la graine provient des produits de la photosynthèse qui circulent dans la plante (lien avec les chapitres 2 et 3) et qui sont stockées pour permettre la germination de la graine. Très déshydratées, la graine peut survivre très longtemps sous cette forme si les conditions de germination ne sont pas réunies : la graine est en dormance. Pour germer, une graine doit d’abord être fortement ………………………….et placée dans de bonnes conditions de température. Selon les espèces, les conditions favorables à la germination peuvent varier. L’hydratation permet la levée de la dormance de la graine. L’embryon se met à produire des h…………………..végétales appelées…………………………….. Les gibbérellines stimulent la transcription et la traduction des gènes codant pour la synthèse de l’amylase. L’amylase est une enzyme permettant la …………………………………………………………………..de l’albumen. Le ……………………….. ainsi formé va servir à nourrir l’embryon et permettre le développement de la plantule. C’est ce que l’on a pu observer grâce à l’expérience de digestion sur gel d’amidon. En effet les grains de blé germés produisent de l’amylase alors que les grains de blé non germés n’en produisent pas. L’amylase contenue dans le filtrat d’un broyat de grains de blé germés permet l’apparition d’une auréole blanche dans la gélose colorée avec de l’eau iodée, traduisant la digestion de l’amidon par l’amylase. Ce n’est en revanche pas le cas avec des grains de blé non germés. III La reproductions asexuée TP 4 La reproductions asexuée, ou multiplication végétative, permet d’obtenir un nouvel individu par fragmentation d’une partie de la plante, sans intervention de cellules sexuelles. Le nouvel individu qui se formera à partir de ce fragment sera génétiquement identique, on parle de clone. Ce mode de reproduction permet une colonisation efficace et rapide du milieu (ex : renouée du japon, fraisier). Il est aussi utilisé en agronomie pour multiplier rapidement une espèce ( ex : bouturage des géraniums, micropropagation des rosiers La reproduction asexuée est possible chez les végétaux car ils présentent des caractéristiques particulières, non partagées avec les animaux : - Leurs cellules sont totipotentes : elles sont capables de donner naissance à n’importe quel type de cellule végétale. - Leur croissance est indéfinie : un végétal croit et met en place des organes tout au long de sa vie Les organes utilisés pour la multiplication asexuée sont divers : - Organes de réserves racinaires: …………………… ( pomme de terre), ……………………. ( Dhalia, tulipe, jonquille) - Tiges : …………………….du fraisier,………………………… (renouée du japon, gingembre, curcuma) - Feuilles : géranium, rosier Vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=tMquKfSPeHw Conclusion : faire une carte mentale de la reproduction chez les angiospermes reprenant les différents éléments du cours JE DOIS SAVOIR :  Définir les termes suivants : reproduction sexuée, reproduction végétative, clonage, fruit, graine, pollinisation, dissémination, coévolution, homozygote, hétérozygote, croisement test, germination  Expliquer la structure d'une fleur et définir les organes composants une fleur  Identifier les organes reproducteurs et les adaptations des plantes à la pollinisation et la dissémination  Expliquer le phénomène de coévolution  Expliquer l'évolution de la fleur en fruit et les transformations observables  Analyser et expliquer les résultats de croisements chez les végétaux mettant en évidence la diversité génétique de la descendance obtenue