Agnès Poly - (ECOBIO)

Université de Rennes I
Préparation à l'Agrégation SVT
Corrigé de leçon proposé par Agnès Schermann le 10/10/08
[email protected]
NB : ce corrigé est un plan indicatif, il vous appartient de le retravailler pour ajouter les
développements et les exemples. Vos remarques ou commentaires sont les bienvenus à l’adresse
mail ci-dessus.
Remarques préliminaires :
Bien vérifier votre matériel de projection avant l'entrée du jury dans la salle (savoir comment on
met en route, voir si la mise au point est faite, voir si les illustrations sont assez grandes et lisibles)
Quand on montre un document : toujours commencer par la précision de quoi il s'agit (photo,
graphe...) Si c'est un graphe, qu'est ce qu'il y a en abscisse et en ordonnée, comment le graphe a été
obtenu. Vérifier que ce que vous projetez soit bien sur l'écran et non à côté.
Bannissez de votre exposé toute formulation finaliste (« le melon a des côtes pour pouvoir être
mangé en famille », « le léopard court vite pour pouvoir attraper plus de proies », ou sous des formes
plus subtiles « les graines sont dormantes pour éviter qu'elles ne germent à la mauvaise saison »...).
Dans certains cas, l'emploi du terme « pour » permet de bien faire comprendre l'adéquation d'une
structure à une fonction donnée, et vous ne le faites pas parce que vous pensez que la structure a été
conçue à dessein. Mais vos auditeurs ne sont pas tous conscients du fait que vous utilisez une
métaphore. A force de recevoir des propositions finalistes, vos élèves risquent de ne pas vouloir
admettre que l'évolution n'a pas de but, pas de sens...C'est pourtant ce que dit la théorie de
l'évolution, avec laquelle nous travaillons (ce n'est pas le cas par exemple dans certains états de Etats
Unis qui interdisent que la théorie de l'évolution soit enseignée à l'école). Vous pouvez vous passer
des formulations finalistes en étant factuel. « Le melon présente des côtes. Ceci le rend facile à
partager en famille » ; « Les gaines sont dormantes. Elles ne peuvent pas germer durant la saison
défavorable »... Voir une approche pédagogique du problème : http://www.svt.acversailles.fr/spip.php?article147
LA
DIVERSITÉ DES ALGUES
Documents proposés :
1- Arbre phylogénétique des eucaryotes avec localisation des végétaux
2- Tableau des principaux phylums d'algues avec composition pigmentaire et organisation des
plastes
3- Spectre d'absorption et spectre d'action d'une algue verte, d'une algue brune et d'une algue rouge.
4- Diversité de forme et de taille du phytoplancton d'eau douce ; étagement des algues sur le littoral
atlantique.
Fil directeur
Les algues constituent un groupe de producteurs primaires que l'on trouve dans la plupart des
milieux de vie, surtout dans les milieux aquatiques. Alors que les plantes terrestres ou embryophytes
constituent un groupe monophylétique (ils sont tous issus d'un même ancêtre), las algues ont des
origines diverses, qui expliquent la diversité rencontrée dans ce groupe à différents niveaux
d'observation
Introduction
Définir les algues comme étant des végétaux (eucaryotes photosynthétiques) possédant un appareil
végétatif de type thalle (vs.cormus). Prendre position sur les cyanobactéries (je préfère les exclure,
mais ce n'est pas obligatoire). Limiter le sujet : au vu des document proposés, on se concentrera sur
la diversité morphologique, physiologique, et cytologique, on traitera plus rapidement la
reproduction.
Présenter globalement la photosynthèse : équation générale, besoins de l'organisme
photosynthétique, localisation dans les plastes.
I Diversité morphologique et écologique
Partie descriptive exposant différents aspects de la diversité, de préférence en mettant en oeuvre des
moyens d'investigation simples (oeil nu, microscope)
Présentation du document 4.
Conclusion : les algues occupent des milieux variés(citer les milieux aquatiques permanents et
transitoires, le milieu aérien, nival, atmosphérique, symbiotique), leur tailles, formes et couleurs sont
également variées. Présenter dans le tableau (document 2) les différents phylums, s'y référer par la
suite pour chaque espèce citée.
II. Diversité de la reproduction
Le point commun aux algues et qui les oppose aux Embryophytes ou archégoniates est la formation
des spores et des gamètes dans des structures dérivant d'une seule cellule (les « -cystes ») par
opposition aux « anges ».
Présenter le cycle monogénétique d'une spirogyre et la cystogamie
Présenter le cycle trigénétique de Polysiphonia et la trichoamie
Indiquer la diversité des cycles de vie et des modalités de la fécondation. Dans tous les cas, la
reproduction sexuées est dépendante du milieu aquatique.
III Diversité pigmentaire
La diversité de couleurs mise en évidence plus haut peut être analysée plus finement par l'analyse des
pigments.
Présenter dans le tableau (document 2) les différents pigments et leur répartition entre les phylum ;
indiquer les maximum d'absorption (en longueur d'onde) et les couleurs correspondantes (à
connaître par coeur de préférence).
Préciser le rôle de ces pigments : certains contribuent à la photosynthèse en augmentant le spectre
d'action, d'autres ont un rôle protecteur vis à vis de l'excès de lumière. A exposer en utilisant le
document 3. (Il est indispensable de savoir expliquer ce que sont les spectres d'action et
d'absorption).
Conclusion la diversité pigmentaire de algues permet d'adapter la photosynthèse à différentes
qualités d'éclairement. Indiquer en particulier l'absorption des radiations lumineuses par l'eau : ce
sont les radiations rouges (donc celles utilisées par les chlorophylles qui sont absorbées le plus
rapidement par l'eau).
IV Diversité des plastes et l'origine des différents phylum d'algues
Présenter le tableau (document 2), colonne concernant les plastes. Bien souligner la différence entre
les plastes des embryophytes et ceux des algues. Montrer un exemple (document 5, cryptophyte) la
présence de deux paires de membranes autour du plaste.
Expliquer l'origine endosymbiotique des plastes. Monter l'arbre phylogénétique des eucaryotes et
indiquer que plusieurs événements d'endosymbiose indépendants sont à l'origine de l'acquisition de
la fonction photosynthétique dans des groupes phylogénétiquement éloignés.
Conclusion
On qualifie d'algue tous les organismes photosynthétiques eucaryotes qui ne sont pas des
embryophytes. En faisant cela, on regroupe dans un ensemble artificiel plusieurs phylums très
éloignés. La classification phylogénétique moderne ne connaît pas les algues en tant que groupe. La
grande diversité des phylum est à mettre en relation avec la diversité écologique, morphologique,
pigmentaire et de la reproduction présentées ici.
LA
MULTIPLICATION VÉGÉTATIVE CHEZ LES VÉGÉTAUX À PARTIR DE
QUELQUES EXEMPLES
Remarque : cette leçon nécessite de présenter des exemples qui sont largement traités dans tous les
manuels (donc c’est considéré comme facile). Il faut faire l’effort d’exploiter le plus possible de
matériel frais, en prenant le temps de bien expliquer et montrer. Pour faire un plan, on peut soit
réunir les exemples dans une même partie, mais alors cette partie devient très lourde ; soit séparer
les exemples dans plusieurs parties, mais alors on est amené à faire un plan catalogue, avec
beaucoup de parties à traiter…
Fil directeur
La multiplication végétative permet une multiplication des plantes plus rapide et moins coûteuse que
la reproduction sexuée. Elle est très répandue chez les végétaux et ses modalités sont variées. Elle
est utile pour la colonisation rapide des milieux, et pour la persistance d’une espèce au cours du
temps. L’homme sait utiliser et favoriser la multiplication végétative depuis longtemps. Récemment,
les biotechnologies ont permis d’étendre ce type de multiplication aux espèces qui ne la pratiquent
pas naturellement.
Introduction
Définir la multiplication végétative par opposition à la multiplication sexuée. Souligner le bilan
génétique des deux modes de reproduction.
La multiplication végétative se produit selon des modalités très variées. (annoncer le plan)
I Etude de quelques exemples
Il faut bien exploiter les exemples mais ne pas perdre trop de temps dans les démonstrations.
Préparer des articulations entre les différentes parties.
A La multiplication végétative opportuniste
Le tallage des graminées (matériel : un plant sec de blé avec plusieurs talles) ; Le bouturage
(matériel : un bouture enracinée de géranium ou de saule); Le marcottage ; La fragmentation des
rhizomes (matériel : rhizome d’Iris ou de Sceau de Salomon)
B La multiplication végétative par des organes spécialisés
Bien préciser à chaque fois de quel organe il s’agit, de façon argumentée
Stolons (fraisier ou Chlorophytum); Drageons (peuplier) ; Bulbilles (ail) ; Tubercules (pomme de terre)
C La multiplication végétative par des organes floraux
Agamospermie
Production de bulbilles à la place des fleurs (poireau perpétuel)
II Avantages et inconvénients de la multiplication végétative
Avantage écologique : reproduction moins coûteuse et indépendante des autres organismes
(pollinisateurs) que la passage par la voie sexuée. Permet de coloniser le terrain rapidement.
Exemple : existence de clones de peupliers trembles couvrant plusieurs hectares et vieux de plusieurs
milliers d’années
Inconvénients : les grandes populations clonales sont génétiquement homogènes et favorisent le
développement des maladies
La reproduction végétative ne permet pas le brassage génétique et donc ne permet pas une évolution
et une adaptation à l’environnement. Ainsi, les plantes clonales sont plus fragiles vis à vis des
pathogènes qui évoluent rapidement
III L’utilisation de la multiplication végétative par l’homme
Avantage agronomique : stabilité des caractères génétiques (exemples : propagation des variétés de
pommes par greffe, propagation des pommes de terre)
Inconvénients : les plantes propagées végétativement sont sensibles aux maladies, de plus les virus
peuvent être transmis d’une génération à l’autre via les tissus impliqués dans la multiplication
végétative. Ce n’est pas le cas dans le passage à la reproduction sexuée
Exemple : le sauvetage de la pomme de terre Belle de Fontenay, sinistrée sanitaire, a nécessité le
passage par des cultures de méristèmes.
Problème : toutes les espèces ne sont pas capables de faire la multiplication végétative. Pour les
espèces dont on veut propager les qualités agronomiques de façon clonale, il est parfois nécessaire
de recourir aux biotechnologies.
Conclusion
La reproduction végétative est possible chez les végétaux selon des modalités très variées (même si
tous les végétaux n’en sont pas capables).
Ceci démontre la plasticité de l’appareil végétatif.
Cette reproduction présente de nombreux avantages, dont l’homme a su tirer parti. Cependant dans
la nature, même les espèces les plus efficaces du point de vue de la reproduction végétative ont aussi
une reproduction sexuée. On suppose que les espèces qui abandonneraient toute forme de
reproduction sexuée s’engageraient dans un cul de sac évolutif et seraient amenées à disparaître.