comment la fleur assure-t-elle la reproduction des

COMMENT LA FLEUR ASSURE-T-ELLE LA
REPRODUCTION DES SPERMAPHYTES ?
A certaines périodes de l’année, on observe des fleurs puis des fruits sur
les plantes. Les fruits contiennent des graines qui après germination
donnent de nouvelles plantes. La fleur assure donc la reproduction de
ces plantes appelées Spermaphytes. On peut alors supposer que :
- la fleur assure la reproduction des Spermaphytes par la
formation des grains de pollen et des ovules ;
- les grains de pollen et les ovules s’unissent pour donner des
graines contenues dans les fruits
1. QUELLES SONT LES DIFFERENTES PARTIES DE LA FLEUR ?
1.1. Observation
On observe un document montrant le schéma de la coupe
longitudinale d’une fleur.
1.2. Résultat (voir document ci-dessous)
Annotation
1
3
2
4
6
5
8
9
7
1. anthère
2. filet
1+2. étamine
3. stigmate
4. style
5. ovule
6. ovaire
7. pistil
8. pétale
9. placenta
10. sépale
11. réceptacle floral
10
11
12. COUPE LONGITUDINALE D’UNE FLEUR
1.3. Analyse
De l’extérieur vers l’intérieur, une fleur complète comprend :
- les sépales dont l’ensemble forme le calice ;
- les pétales dont l’ensemble forme la corolle ;
- les étamines formées d’un filet surmonté par l’anthère. L’ensemble
des étamines forme l’androcée ;
- le pistil ou le gynécée formé d’un ovaire surmonté par le style,
terminé par un stigmate.
1.4. Conclusion
La fleur comprend :
- des organes protecteurs appelés périanthe formé par le calice et la
corolle ;
- des organes reproducteurs mâles, l’androcée et des organes
reproducteurs femelles, le gynécée.
2. LA FLEUR ASSURE-T-ELLE LA REPRODUCTION DES
SPERMAPHYTES PAR LA FORMATION DES GRAINS DE POLLEN ET
DES OVULES ?
2.1. Exploitation de document
2.1.1. Observation
On observe un document montrant les schémas :
- d’une coupe transversale de l’anthère ;
- des étapes de la formation du grain de pollen ;
- d’une coupe de grain de pollen.
2.1.2. Résultat
(voir document ci-dessous)
2.1.3. Analyse
D’après le document :
- l’anthère est formée de deux types de tissus :
*les tissus foliaires constitués d’un épiderme à stomates, d’un
parenchyme, et d’un faisceau conducteur ;
*les tissus du sac pollinique qui sont l’assise mécanique, les assises
nourricières et les cellules mères du pollen.
- on distingue quatre grandes étapes lors de la formation du grain de
pollen : la cellule mère du pollen, 2 cellules haploïdes, la tétrade et
les grains de pollen ;
- le grain de pollen est constitué de deux cellules de tailles très
inégale : une grosse cellule appelée cellule végétative comportant un
noyau végétatif et une petite cellule appelée cellule reproductrice
comportant un noyau reproducteur. Ces deux cellules sont
enveloppées par deux membranes, l’une externe, épaisse, garnie d’épines
et percée de pores : l’exine, et l’autre interne, mince : l’intine.
2.1.4. Interprétation
Au sein du sac pollinique (microsporange), chaque cellule mère du
pollen, diploïde (2n) subit une première division de méiose pour donner
deux cellules filles haploïdes qui subissent immédiatement la deuxième
division de méiose donnant quatre cellules haploïdes (microspores)
enfermées dans la paroi cellulosique de la cellule mère : on parle alors de
tétrade et chaque microspore subit une mitose donnant deux cellules
inégales, emboîtées dont l’ensemble constitue le grain de pollen.
Au niveau de l’anthère, à maturité, l’assise mécanique se rompt
suivant la fente de déhiscence, libérant ainsi les grains de pollen.
2.1.5. Conclusion
Les grains de pollen se forment au sein de l’anthère, précisément dans
le sac pollinique.
2.2. Exploitation de document
2.2.1. Observation
On observe un document montrant les schémas :
- d’une couple transversale de l’ovaire ;
- des étapes de la formation du sac embryonnaire ;
- de différents types d’ovules.
2.2.2.Résultat
(voir document ci-dessous)
Annotations
1. épiderme à stomates
2. parenchyme
3. faisceau conducteur
1+2+3=tissus foliaires
4. cavité carpellaire
5. placenta
6. ovule (mégaspore)
7. PHOTOGRAPHIE D’UNE
COUPE TRANSVERSALE
DE L’OVAIRE
8. COUPE TRANSVERSALE
9. cellule mère
10. mégaspore
11. synergides
12. oosphère
13. noyau du sac
14. antipodes
15. FORMATION DU SAC
EMBRYONNAIRE
16. LES TROIS TYPES
D’OVULES.
2.2.3. Analyse
D’après le document :
- l’ovaire est formé de carpelles soudés. Chaque carpelle comporte des
tissus foliaires (épiderme à stomates, parenchyme et faisceau
conducteur) ; une cavité (cavité carpellaire), des placentas (bords
épaissis de carpelle replié) qui portent des ovules.
- les étapes de la formation du sac embryonnaire sont : la cellule
mère, 4 cellules haploïdes, la mégaspore et le sac embryonnaire.
- il existe trois types d’ovules : l’ovule droit (ou orthotrope), l’ovule
courbe (ou campylotrope) et l’ovule reversé (ou anatrope).
Un ovule est constitué de : un funicule (ou pédicelle), un hile, la
chalaze, les téguments (primine et secondine) entourant le nucelle
et interrompu au niveau du micropyle, le raphé (qui n’existe qu’au
niveau de l’ovule anatrope).
2.2.4. Interprétation
En dessous du micropyle, dans le nucelle de l’ovule, se trouve la cellule
mère du sac (2n). celle-ci subit une division de méiose et donne quatre
cellules haploïdes. Les trois cellules les plus superficielles (côté
micropylaire) dégénèrent. Le noyau de la plus interne (devenu
mégaspore) subit trois mitose successives pour donner huit noyaux
fils repartis en sept cellules dont l’ensemble constitue le sac
embryonnaire :
- au pôle micropylaire, trois cellules possédant chacune un noyau haploïde
(n), la plus grosse au centre est l’oosphère et les deux plus petites, les
synergides ;
- au pôle chalazien, trois cellules haploïdes (n) de même taille, les
antipodes ;
- au centre, la cellule principale avec deux noyaux haploïdes chacun (2 x
n) dits centraux ou noyaux du sac.
2.2.5. Conclusion
Le sac embryonnaire se forme au sein de l’ovaire, précisément dans
l’ovule.
2.3. Conclusion partielle
La fleur assure la reproduction des Spermaphytes par la formation des
grains de pollen (au niveau des étamines) et des ovules (au niveau du
pistil)
3. LES GRAINS DE POLLEN ET LES OVULES S’UNISSENT-ILS POUR
DONNER DES GRAINES CONTENUES DANS LES FRUITS ?
3.1. Exploitation de document
3.1.1. Observation
On observe un document montrant la germination d’un grain de
pollen.
3.1.2 Résultat
3.1.3. Analyse
D’après le document, la germination du grain de pollen comporte les
phases suivantes :
- début de la germination caractérisé par la sortie d’un petit tube
pollinique avec le noyau végétatif à son extrémité et le noyau
reproducteur en arrière de celui-ci ;
- allongement du tube pollinique avec le noyau végétatif et deux
anthérozoïdes en arrière de celui-ci ;
- fin de la croissance du tube pollinique avec le noyau végétatif en
voie de dégénérescence et deux anthérozoïdes bien individualisés.
3.1.4. Interprétation
La germination du pollen est précédée du transfert du grain de pollen
depuis les étamines jusqu’au stigmate d’une de la même espèce : on
parle de pollinisation. Elle peut être directe (autopollinisation) ou
croisé (allopollinisation). Dans le dernier cas, un agent de transport est
obligatoire (vent, insectes, animaux, eau, etc).
Parvenu sur le stigmate, les grains de pollen absorbent de l’eau et
des substances nutritives, fournies par les papilles stigmatiques, gonflent
(on dit qu’ils passent à l’état de vie active) puis germent : au niveau des
pores, l’intine fait saillie à l’extérieur. Il s’allonge progressivement à
travers les tissus conducteurs du style qui assurent sa nutrition (sucre).
Une fois parvenu à la cavité ovarienne, le tube pollinique continue
son trajet jusqu’à l’ovule par le micropyle (plus rarement en un autre
point). Il traverse le nucelle et applique son extrémité contre le sac
embryonnaire.
A la fin de la germination du tube pollinique, le noyau végétatif se
désorganise et disparaît. Le noyau reproducteur engagé en arrière du
noyau végétatif se divise par mitose pour donner naissance aux
anthérozoïdes (ou spermatozoïdes).
3.1.5. Conclusion
Après son transfert sur le stigmate, le grain de pollen germe et donne
naissance à deux gamètes mâles appelés spermatozoïdes ou
anthérozoïdes.
3.2. Exploitation de document
3.2.1. Observation
On observe un document montrant les schémas de :
- la double fécondation ;
- la formation de la graine.
3.2.2. Résultat
Annotations
1. tube pollinique
2. anthérozoïde n°1
3. oosphère
4. œuf principal ou œuf embryon
5. anthérozoïde n°2
6. noyaux du sac
7. œuf accessoire ou œuf albumen
8. sac embryonnaire
9. LA DOUBLE FECONDATION
10. DEVELOPPEMENT DE L’ALBUMEN CHEZ UN DICOTYLEDONE
11. DEVELOPPEMENT DE L’EMBRYON CHEZ UN DICOTYLEDONE
3.2.3. Analyse
D’après le document :
- la double fécondation est caractérisée par l’union d’un anthérozoïde
avec l’oosphère pour donner l’œuf principal et l’union de l’autre
anthérozoïde avec les deux noyaux du sac pour donner l’œuf
accessoire ;
- lors de la formation de la graine, l’œuf principal se transforme en un
suspenseur et un embryon. L’embryon est formé d’une radicule,
d’une tigelle, d’une gemmule et de deux (parfois un) cotylédons.
Quant à l’œuf accessoire, il se transforme en albumen.
3.2.4. Interprétation
Quand le tube pollinique a atteint le sac embryonnaire, il libère les
deux anthérozoïdes : on parle de décharge pollinique. L’un des
anthérozoïdes fusionne avec le noyau de l’oosphère, il en résulte l’œuf
principal (diploïde). L’autre anthérozoïde fusionne avec l’œuf
accessoire (triploïde).
L’œuf principal (ou œuf embryon) par des divisions lentes donne un
massif cellulaire qui s’organise en un embryon et en un suspenseur qui
dégénère par la suite.
L’œuf accessoire, après plusieurs divisions donne l’albumen.
L’embryon et l’albumen constituent l’amande de la graine. Cette
amande est recouverte par un tégument issu de la transformation des
téguments de l’ovule.
On distingue trois types de graine selon la nature de l’amande (voir
document ci-dessous) : les graines sans albumen (ou graines
exalbuminées) dans lesquelles, l’embryon constitue la totalité de
l’amande, les graines à albumen (ou graines albuminées) dans
lesquelles l’amande est composée d’un petit embryon et d’un
albumen développé, et les graines à périsperme dans lesquelles le
nucelle subsiste et est hypertrophié.
Développement de la graine :
a : ovule fécondé ;
b : début du développement de la graine (graine à périsperme) ;
c : disparition du nucelle (graine à albumen) ;
d : disparition de l’albumen (graine sans albumen).
3.2.5. Conclusion partielle
Les graines proviennent de la transformation des ovules et le fruit de
la transformation de l’ovaire après fécondation. Cependant, certains
fruits se forment sans qu’il y ait eu fécondation (exemple de la banane).
3.3. Conclusion
Les grains de pollen et les ovules s’unissent pour donner les graines
contenues dans les fruits.
CONCLUSION GÉNÉRALE
Les grains de pollen et les ovules se forment au sein de la fleur. Les
grains de pollen produisent les gamètes mâles appelés anthérozoïdes
(ou spermatozoïdes) et l’ovule produit le sac embryonnaire contenant
l’oosphère et les noyaux du sac. L’union de ces gamètes donne la
graine contenue dans le fruit issu de la transformation de l’ovaire.