La vie fixée chez les plantes
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La vie fixée chez les plantes ! PLAN 1 La nutrition de la plante en lien avec sa vie fixée A) Des organes différenciés en surface d’échange avec l’atmosphère : les feuilles énergie = rayons lumineux source de carbone = CO2 feuilles = grande surface d’échange externe captant les rayons lumineux et le CO2, libérant O2 et H2O structures spécialisées : stomates et parenchyme lacuneux (échanges gazeux et limitation des pertes d’eau) et pigments (absorption lumineuse). Ex. : chlorophylle fonctions physiologiques associées : respiration, nutrition, photosynthèse, etc. différences avec l’animal : surfaces externes 100x plus grandes, énergie d’origine lumineuse et non pas chimique, absence de déplacement pour trouver de l’énergie B) Des organes différenciés en surface d’échange avec le sol : les racines nutriments = sels minéraux et eau racines = grande surface d’échange externe captant les éléments nutritifs structures spécialisées : poils racinaires (absorption), tubercules (stockage) fonctions physiologiques associées : nutrition, stockage, etc. différences avec l’animal : surfaces externes plus de 150x plus grandes, absence de déplacement pour prélever les nutriments C) Les systèmes de circulation de matière entre feuilles et racines : le xylème et le phloème deux systèmes de conduction en parallèle : xylème (sève brute) et phloème (sève élaborée) sève brute à destination des feuilles : eaux et ions racinaires (nécessaires à la photosynthèse), peu de sucres sève élaborée à destination de toute la plante : sucres issus de la photosynthèse foliaire Transition : la présence de surfaces d’échanges externes et le type d’énergie captée sont directement en lien avec le fait qu’une plante ne peut pas se déplacer pour explorer son environnement. Elle a donc besoin de capter un maximum d’énergie à une unique position. La vie fixée implique aussi des contraintes qui concernent le maintien de l’intégrité de l’organisme. 2 Les systèmes de protection et de résistance de la plante en lien avec sa vie fixée A) La résistance des plantes aux variations saisonnières ex. : la Cardère, plante bisannuelle, passe l’hiver sous forme d’une rosette avec d’importantes réserves racinaires pour monter au printemps suivant passage de la mauvaise saison sous une forme de résistance, sous terre, avec des réserves, etc. protection des feuilles par les bourgeons avec un duvet cotonneux interne, etc. B) La protection des plantes contre les stress physico-chimiques du milieu ex. : l’Oyat, plante des dunes du littoral, possède des feuilles capables de plus ou moins s’enrouler selon la sécheresse ambiante ce qui permet de garder l’humidité à l’intérieur de la feuille revêtement imperméable (cuticule) sur les feuilles, racines adventives servant d’ancrage à la plante, etc. C) La protection des plantes contre les prédateurs défenses mécaniques : piquants sur les feuilles et les tiges défenses chimiques : molécules toxiques (tanins), répulsives (menthol), etc. défenses biologiques : symbioses. Ex. : Fourmis vivant avec les Acacias Transition : la vie fixée des plantes pose des problèmes d’évitement et d’échappement aux facteurs stressants du milieu, qu’ils soient physico-chimiques ou biologiques. Ces adaptations concernent la vie végétative de la plante. Il existe d’autres adaptations à la vie fixée ayant trait à la reproduction. 3 La reproduction sexuée de la plante en lien avec sa vie fixée A) Le système reproducteur de la plante : la fleur pièces florales : sépales, pétales, nectaires, étamines (organe mâle produisant le pollen) et pistils (organe femelle) contrôle de l’organisation florale : gènes du développement. Ex. : mutant apetala2 d'Arabidopsis thaliana n'ayant pas de pétale B) La reproduction sexuée des plantes : la pollinisation ex. : Abeilles et Sauge (zoogamie), Baobab et Chauve-souris, Blé et vent (anémogamie), etc. pollinisateur : capacité à transporter le pollen d’un plant à un autre (adaptation à la vie fixée de la plante) lien entre organisation florale et pollinisation : les nectaires attirant les insectes, les pièces sexuelles centrales peuvent être facilement fécondées coévolution entre plante et pollinisateur fécondation : production du fruit, contenant les graines, à partir de la fleur C) La dissémination de la descendance passe aussi par la dissémination des graines ex. : dissémination des graines par les Fourmis qui font des stocks de nourriture production des graines sur le plant : nécessité de les disséminer différents moyens : vent (anémochorie), animaux (zoochorie), etc. adaptations morphologiques et physiologiques des graines à l’agent de dissémination : coévolution Bilan : la vie fixée des plantes leur impose des contraintes qu’elles ne peuvent pas éviter en se déplaçant ou en s’échappant. Elles ont cependant acquis au cours de l’évolution de nombreuses adaptations qui leur ont permis de contourner ces contraintes et de coloniser de nombreux milieux. La vie fixée chez les plantes ! SCHÉMAS Schéma fonctionnel des surfaces d’échange chez la plante Les plantes sont adaptées à leur mode de vie fixée par le biais de plusieurs caractéristiques : la présence de grandes surfaces d’échanges spécialisées, des systèmes de conduction entre elles, des mécanismes de défenses diversifiés ainsi qu’un mode de reproduction sexuée passant par les processus de pollinisation et de dissémination. Schéma d’organisation d’une fleur et d’un fruit Le fruit est le résultat de la pollinisation de la fleur. Les différentes pièces florales et non-florales de celle-ci se transforment au cours du temps pour donner les différentes enveloppes et parties du fruit, dont les graines qui contiennent un zygote issu de la fécondation. La vie fixée chez les plantes ! MÉTHODOLOGIE Coupe transversale de tige d’Angiosperme Réalisation de coupes de tiges 1 2 Fais des coupes de la tige, transversalement ou longitudinalement, très fines (à l’aide d’une lame de rasoir et d’une moelle de sureau). Élimination du contenu cellulaire Plonge les coupes de tige dans un bain d’eau de javel = 20 minutes. Coloration 1. Rince les coupes de tiges à l’eau 3 2. Mets les dans un bain à l’acide acétique = 1 minute. 3. Colore les dans un bain de carmin/vert d’iode = 3 minutes. Observation 1. Rince les coupes de tige à l’eau 4 2. Mets les en place sur une lame en les recouvrant d’une goutte d’eau. 3. Monte les sous lamelle. 4. Observe les sous un microscope optique. La vie fixée chez les plantes ! DÉFINITIONS Coévolution Processus évolutif durant lequel deux espèces voient leur phénotype évoluer au fil des générations en réponse aux modifications morphologiques, comportementales, physiologiques, etc. de l’une ou de l’autre. Étamine Organe sexuel mâle de la fleur. Les étamines produisent le pollen qui contient les gamètes mâles des plantes. Fleur Organe sexué reproducteur contenant des étamines productrices de pollen et/ou un pistil contenant des ovaires. Les ovules contenus dans le pistil évoluent en graine après fécondation avec le grain de pollen. La fleur évolue en fruit. Photosynthèse Ensemble des réactions chimiques produisant de la matière organique (par exemple les sucres) à partir du CO2 atmosphérique et de l’énergie lumineuse. Pistil Organe sexuel femelle de la fleur. Il contient les gamètes femelles de la plante (contenus dans l’ovaire et dans l’ovule). Pollinisation Processus de transport du pollen d’une fleur à une autre. Elle est assurée par un agent extérieur pouvant être le vent, un animal, etc. C’est une adaptation à la vie fixée. Sève brute Solution contenant principalement de l’eau et des éléments minéraux provenant du sol. Elle est produite dans les racines, transportée par le xylème et est à destination des tissus photosynthétiques (feuilles). Sève élaborée Solution contenant principalement de l’eau et des sucres issus de la photosynthèse. Elle est produite dans les feuilles, transportée par le phloème et à destination de tous les organes de la plante. Surface d'échange Interface fine et de grande taille permettant les différents échanges (eau, gaz, éléments minéraux, etc.) entre un organisme et son milieu (air ou eau). Système aérien Ensemble des différents organes aériens de la plante : tige, feuille, bourgeon, etc. Système racinaire Ensemble des différents organes souterrains de la plante : racine, poil absorbant, etc. Systèmes conducteurs Ensemble des faisceaux conducteurs (xylème et phloème) qui assurent la circulation de matière au sein de la plante.
