2,1,2/ Organes fonctionnels angiospermes
1/ Nutrition (Surfaces d’échange
Réalisation des empreintes des surfaces foliaires du végétal étudié avec du vernis
Prélevement des lambeaux d’épiderme des deux faces de la feuille (face supérieure et face inférieure)
Observation des coupes de feuille et repérage des chambres sous-stomatiques et des vaisseaux
https://www.sciencephoto.fr/images/plant leaf?page=2
stomates :
https://www.sciencephoto.fr/images/stomate
https://www.flickr.com/photos/fredlab/8120277771/
Stomates and Epicuticular Waxes. SEM : https://s3.lite.msu.edu/res/msu/botonl/b_online/e05/r05.htm
Stomates : https://youtu.be/O8Hn-FErGQQ
animation en zoom : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/vegetaux/anatomie-vegetale-et-histologie-vegetale/observation-de-stomates
dessin – titre – grossissement - légende : chambre sous-stomatique, cuticule, épiderme, cellule épidermique, cellule stomatique, ostiole
stomate
Observation microscopique de racines :
http://macromicrophoto.fr/panos-racines/rhizotron-ble-racine.html
http://thana.tos.free.fr/Site%20sur%20Pc/tpe/images/poils.jpg
dessin – titre – grossissement – légende : épiderme,
poil absorbant
Estimer (ordre de grandeur) les surfaces d’échange d’une plante par rapport à sa masse ou son volume.
Manuel p.188 doc.1d+do©
Problèmes : Comment l’organisation de la plante lui permet-elle, tout en étant fixée, de
puiser dans l’air suffisamment d’éléments nutritifs ?
puiser dans le sol suffisamment d’éléments nutritifs ?
faire circuler suffisamment d’éléments nutritifs des racines vers les feuilles ?
Les échanges gazeux se font entre l’atmosphère et l’être vivant par des orifices, les stomates chez les végétaux, les narines et la bouche chez l’Homme,
à l’intérieur de l’organisme il existe des espaces gazeux chez les plantes ou intercellulaires (intersticiels) où se font les échanges
les gaz sont transportés par la sève / le sang
◦ comparaison surface foliaire avec les alvéoles pulmonaires : la surface d’échange est 50 à 80 fois plus importante que chez l’Homme ;
◦ comparaison surface racinaire avec l’intestin : la surface d’échange est 20 à 60 fois plus importante que chez l’Homme.
L’entrée de l’eau et des sels minéraux se fait au niveau de grandes surfaces externes et souterraines chez les végétaux directement au contact de ces ressources ; internes chez les mammifères qui doivent se déplacer pour les rechercher dans leur environnement.
Pour se procurer l’eau et les sels minéraux, elle doit développer des surfaces d’échanges qui vont puiser directement ces molécules à la source, c’est à dire dans le sol où ces ressources sont rares, elle développe de longues racines et de grandes surfaces d’échanges.
La plante utilisant une énergie ubiquiste [ubique : partout] n’a pas besoin de se déplacer à sa recherche, elle peut donc être fixée, cependant son faible flux l’oblige à développer un grand nombre de feuilles et une surface d’échange très grande pour absorber le CO2 nécessaire à la photosynthèse, la surface d’échange est 70 à 200 fois plus importante que celle de l’Homme.
Les plantes développent de grandes surfaces d’échange, aériennes d’une part (optimisation de l’exposition à la lumière, source d’énergie, transferts de gaz) et souterraines d’autre part (absorption d’eau et d’ions du sol).
3 octobre
11 octobre : TP coupes
2/ Circulation (Vaisseaux conducteurs
Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux afin de repérer les grands types de tissus conducteurs (phloème, xylème).
Tige placée 5 à 30' dans un colorant ou non /
Réalisation de coupe transversales de tige / coloration au carmino-vert de Mirande
Observation au microscope - repérage des vaisseaux
dessin – titre – grossissement – légende : épiderme, xylème, phloème
CT racine monocotylédone : http://www.phonat.fr/zoomify/CTracinemonocot.html
CT racine dicotylédone : http://www.phonat.fr/zoomify/CTracinedicot.html
CT feuille monocotylédone (maïs) : http://www.phonat.fr/zoomify/CTfeuillezea.html
CT tige monocotylédone : http://www.phonat.fr/zoomify/CTtigemonocotyledone.html
CT tige dicotylédone annuelle : http://www.phonat.fr/zoomify/CTtigedicotannuelle.html
CT tige dicotylédone pluriannuelle : http://www.phonat.fr/zoomify/CTtigedicotpluri.html
carmino-vert de Mirande : coloration de la cellulose et de la lignine par le « carmin vert d’iode » : la cellulose est alors colorée en rose et la lignine en vert. Colore le xylème en rose et le phloème en vert
les parois roses sont cellulosiques (moyen mnemotectique : « rose, cellulose »)
les parois vertes sont lignifiées
les parois orange à marron sont subérifiées.
xylème [du grec ancien ξύλον, xylon, bois] Tissu conducteur sclérifié des plantes, qui conduit la sève brute des racines vers les feuilles et qui constitue entre autres le bois des arbres.
phloème [du grec ancien φλοιός, phloios; écorce, en latin liber]. Tissu végétal conducteur de la sève élaborée, constituant la partie la plus interne de l'écorce chez les arbres.
Les cellules spécialisées dans l’acheminement des fluides sont, en règle générale, réunies en faisceaux conducteurs. Chaque faisceau conducteur est typiquement constitué de xylème (partie ligneuse) et de phloème (liber). Le xylème contient les cellules conductrices de sève brute [ascendante], les trachéides et trachées, tandis que le phloème sert au transport de sève élaborée [descendante] et se compose, pour cette raison, de tubes criblé accompagnés de cellules compagnes, ou bien de cellules criblées. Les faisceaux conducteurs sont souvent entourés d'une paroi protectrice. Celle-ci est composée d'une ou plusieurs couches de cellules qui ont une structure différente de celle des cellules du tissus voisin. Il y a plusieurs types de faisceaux conducteurs qui se différencient par la position du xylème et du phloème, ainsi que par l'abscence ou la présence d'un cambium. Tous les grands organes végétaux contiennent des faisceaux conducteurs. Ainsi les tiges sont elles parcourues par plusieurs faisceaux conducteurs dont la structure et la disposition diffère en fonction du groupe [mono ou dicotylédone] et de l'espèce végétale. (d’après Anatomie végétale de Gerlach & Lieder Ed. Hagemann)
vaisseaux conducteurs :
xylème, sève brute, ascendante
phloème, sève élaborée, descendante
Des tissus conducteurs canalisent les circulations de matière dans la plante, notamment entre les lieux d’approvisionnement en matière minérale, les lieux de synthèse organique et les lieux de stockage.
3/ Croissance (Zones d’élongations
Video 3’15 Root Growth Timelapse | Soil Cross Section : https://youtu.be/Y6vgAnMhGxs
Mettre en œuvre un protocole expérimental de localisation des zones d’élongation au niveau des parties aériennes ou souterraines.
photos précises racines en croissance : http://macromicrophoto.fr/panos-racines/rhizotron-ble-racine.html
zone mérsitématique de Sélaginelle : http://macromicrophoto.fr/diverzoom/pano-meristeme.html
coupe longitudinale d'apex de racine d'ail : http://macromicrophoto.fr/diverzoom/pano-apex-racine.html
Coupe Transversale de racine avec naissance de deux racines latérales (rhizogenèse) : http://www.phonat.fr/zoomify/rhizogenese.html
Méristème racinaire et caulinaire
zones de multiplication et élongation
organogenèse
Le développement d’une plante associe croissance (multiplication cellulaire par mitoses dans les méristèmes, suivie d’élongation cellulaire) et différenciation d’organes (tiges, feuilles, fleurs, racines) à partir de méristèmes.
3-7 octobre : Lourdes
10 octobre
4/ Tropismes
Du grec tropos, trepein, « avoir une affinité pour », avec le suffixe -isme. τρόπος, tournement tour, tourner, direction, avoir une affinité pour)
Manuel p.200
Étudier et/ou réaliser les expériences historiques sur l’action de l’auxine dans la croissance racinaire ou caulinaire.
Le cotylédon (scientifiquement nommé feuille cotylédonaire) est une feuille primordiale constitutive de la graine. Le terme vient du grec, κοτυληδών, κοτυληδόνος , de κοτύλη qui désignait une mesure de capacité, c'est-à-dire une cavité, un creux, un contenant.
L’hypocotyle ou axe hypocotylé est la partie de la tigelle située entre sa base (le collet) et les premiers cotylédons de la plante.
Les graines des plantes monocotylédones comportent un seul cotylédon (blé, maïs) ; celles des dicotylédones en comportent deux (haricot, pois, marronnier, chanvre) ; ils sont parfois secondairement polycotylédonés chez les Gymnospermes qui en comptent de 2 (cyprès commun) à 24 (Pinus maximartinezii)
Le coléoptile est un organe transitoire lors de la germination formant une gaine protectrice pointue autour des pousses émergentes chez les monocotylédones telles que les graminées.
Le gravitropisme des végétaux : https://planet-vie.ens.fr/thematiques/developpement/controle-du-developpement/le-gravitropisme-des-vegetaux
Le développement conduit à une organisation modulaire en phytomères, contrôlée par des hormones végétales et influencée par les conditions de milieu.
2,1,3/ Relations extérieures
1/ symbiose : avec d'autres vivants
Manuel p.189
Étudier les surfaces d’échange des mycorhizes, associations symbiotiques entre champignons et racines de plantes, déjà observées en classe de première.
absorption d’eau et d’ions du sol facilitée le plus souvent par des symbioses, notamment les mycorhizes
2/ adaptation : avec le milieu
Manuel p.192-193
video : L'adaptation des plantes en montagne (à 9’ : vallée de la Gela, proche cirque Barroude) : https://youtu.be/Y1aZaj4zmCo
Coupe Transversale de feuille xérophyte : http://www.phonat.fr/zoomify/xerophytic.html
Coupe Transversale de feuille hydrophyte : http://www.phonat.fr/zoomify/hydrophytic.html
Coupe Transversale de feuille mésophyte : http://www.phonat.fr/zoomify/mesophytic.html
Établir et mettre en œuvre des protocoles montrant l’influence des conditions de milieu (lumière, gravité, vent) sur le développement de la plante.
Par diverses caractéristiques, les plantes terrestres montrent une capacité d’adaptation à la vie fixée à l’interface sol/atmosphère, dans des environnements variables.
Netothèque
herbier de Jussieu : http://abiris.snv.jussieu.fr/flore/herbier.php
herbiers en images :
http://bioeco.free.fr/index.htm
dessins : https://florelaurentienne.com/flore/Groupes/Spermatophytes/Angiospermes/Sous_division_02.htm
classif simplifiée : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/html/peda/svt/classifs/terminale/htm/tab_vivant_t.htm#
Tree of life : http://tolweb.org/Green_plants/2382
complet mais complexe : http://fr.wikipedia.org/wiki/Photo-guide_taxinomique_du_monde_végétal#Acc.C3.A8s_par_l.27arbre_phylog.C3.A9n.C3.A9tique_d.C3.A9taill.C3.A9
cours fac : http://www.creaweb.fr/bv/
université Wisconsin : http://botit.botany.wisc.edu/
Understanding phototropism: from Darwin to today : https://academic.oup.com/jxb/article/60/7/1969/684486
Modéliser le vivant : créer des plantes virtuelles pour comprendre, simuler, tester : http://interstices.info/jcms/c_10928/modeliser-le-vivant-creer-des-plantes-virtuelles-pour-comprendre-simuler-tester?portal=j_97&printView=true
Bilan : L’organisation fonctionnelle des plantes à fleurs
Notions : organisation générale d’une plante angiosperme : tige, racine, feuille, stomates, vaisseaux conducteurs ; méristème ; multiplication et élongation, organogenèse.
Par diverses caractéristiques, les plantes terrestres montrent une capacité d’adaptation à la vie fixée à l’interface sol/atmosphère, dans des environnements variables. Les plantes développent de grandes surfaces d’échange, aériennes d’une part (optimisation de l’exposition à la lumière, source d’énergie, transferts de gaz) et souterraines d’autre part (absorption d’eau et d’ions du sol facilitée le plus souvent par des symbioses, notamment les mycorhizes). Des tissus conducteurs canalisent les circulations de matière dans la plante, notamment entre les lieux d’approvisionnement en matière minérale, les lieux de synthèse organique et les lieux de stockage. Le développement d’une plante associe croissance (multiplication cellulaire par mitoses dans les méristèmes, suivie d’élongation cellulaire) et différenciation d’organes (tiges, feuilles, fleurs, racines) à partir de méristèmes. Ce développement conduit à une organisation modulaire en phytomères, contrôlée par des hormones végétales et influencée par les conditions de milieu.
Précisions : l’étude s’appuie uniquement sur l’observation d'une plante en tant qu’organisme. La connaissance de l’anatomie végétale se limite au repérage du phloème, du xylème ainsi qu’à l'indication de leurs rôles – sans mécanisme – dans les échanges entre organes de la plante. La différenciation cellulaire se limite à l’identification de cellules différenciées. La connaissance des mécanismes de la différenciation cellulaire n’est pas attendue, pas plus que l’étude de la diversité et du mode d’action des hormones végétales.
Conduire l’étude morphologique simple d’une plante commune mettant en lien structure et fonction.
Estimer (ordre de grandeur) les surfaces d’échange d’une plante par rapport à sa masse ou son volume.
Mettre en oeuvre un protocole expérimental de localisation des zones d’élongation au niveau des parties aériennes ou souterraines.
Étudier les surfaces d’échange des mycorhizes, associations symbiotiques entre champignons et racines de plantes, déjà observées en classe de première.
Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux afin de repérer les grands types de tissus conducteurs (phloème, xylème).
Étudier et/ou réaliser les expériences historiques sur l’action de l’auxine dans la croissance racinaire ou caulinaire.
Établir et mettre en oeuvre des protocoles montrant l’influence des conditions de milieu (lumière, gravité, vent) sur le développement de la plante.
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