1. Thème 1La Terre dans l'Univers, la vie, l'évolution du vivant Partie 1-A : Génétique et évolution Chapitre 1-A-5 : Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l’évolution Exemple de la vie fixée chez la plante

2. Les Angiospermes ont une organisation fonctionnelle en relation avec les exigences d’une vie fixée en relation avec deux milieux : l’air et le sol. Quelles sont les caractéristiques de la plante qui lui permettent de se développer et de se reproduire dans un milieu variable au cours du temps ?

3. I - ORGANISATION FONCTIONNELLE DE LA PLANTE • Appareil végétatif = ensemble des structures bâtissant un organisme et assurant ses fonctions vitales hors reproduction. • Tige : organe à symétrie radiale qui porte feuilles et bourgeons, et à croissance indéfinie. • Bourgeon : tige embryonnaire pouvant donner une tige feuillée par croissance.

4. Pour se développer une plante doit prélever des ions minéraux et de l'eau au niveau du sol et du CO2 dans l’atmosphère. Quelles sont les structures d'échanges entre le sol, l'atmosphère et la plante ?

5. A - LES ÉCHANGES AVEC L’ATMOSPHÈRE (TP)  Ils ont lieu principalement au niveau des feuilles. 1. Structure générale de la feuille Feuille : organe à symétrie bilatérale porté latéralement par la tige, et à croissance finie. Feuille = limbe + pétiole.

6. CT du limbe différents types de tissus Coupe transversale de feuille et schéma d’interprétation

7. La feuille : • Grande surface / volume Réceptrice de lumière + lieu d’échanges gazeux avec l’atmosphère (CO2, O2, H2O) • Atmosphère interne importante (lacune - chambre sous-stomatique – stomate – atm) • Spécialisée dans la photosynthèse + siège de la transpiration

8. 2. Organisation et fonctionnement des stomates a) Histologie : Stomates sur la face inf. d’une feuille de Lierre (MP, x400) Stomate (fermé) en CL

9. Chez les plantes aériennes, les stomates sont en majorité sur la face la moins éclairée ce qui limite l’évaporation. (inexistants sur les faces immergées des feuilles des plantes aquatiques)

10. b) Fonctionnement des stomates : Analyse du graphe « Variations de l'ouverture des stomates et de l'incorporation de CO2 chez une plante au cours d'une journée d'été ensoleillée »  TP

11. Les deux courbes dont corrélées :  les stomates sont à leur max d’ouverture pdt les heures les + éclairées mais se ferment partiellement quand trop chaud.  sur le graphe donnant la qté de CO2 intégré dans la matière organique (= Intensité de la PS), même allure avec deux max d’incorporation du CO2 : vers 13h puis vers 17h (20 ng/cm²/s).

12. Les stomates : Permettent échanges gazeux indispensables à la respiration (24h/24) et à la PS (le jour) Modifications ouverture  adaptation aux variations de luminosité et de température.

13. 3. Les cellules chlorophylliennes, siège de la photosynthèse (rappel de 2de)

14. B – DES ÉCHANGES AVEC LE SOL 1. L’appareil racinaire Racine : organe à symétrie radiale ne portant jamais de feuilles à croissance indéfinie. Racine principale = dvpt de la racine embryonnaire Racines latérales (= secondaires) = ramifications.

15. La morphologie de l’appareil racinaire n’est pas uniquement déterminée génétiquement, elle est souvent modifiée par des facteurs environnementaux comme l’humidité, la température et les propriétés du sol… Différents types de racines :  a : pivotante (Giroflée) b : tubéreuse (Carotte) c : fasciculée (Blé)

16. Il existe de nombreux cas particuliers de racines Pneumatophores (Palétuvier Avicennia)

17. Racines échasses de Palétuviers Rhizophoradans la mangrove

18. Racine-ventouse du Gui Racine crampon du Lierre

19. Racines aériennes Racines-lianes (Phalaenopsis sanderiana)

20. Racines-contreforts (Fromager)

21. Ce sont aussi des fromagers qui envahissent les vestiges d’Angkor…Sources :http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/arbres/gui.htmhttp://floranet.pagesperso-orange.fr/gene/botagen/gen2.htmhttp://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/botanique/d/les-plantes-parasites_481/c3/221/p1/

22. 2. La zone pilifère (TP7) Dessin de l'appareil racinaire d'une graines de céréale germée :

23. Détails de la zone pilifère en MP (à droite schéma d’une CT) : Source : Dossier Futura-Sciences histologie-anatomie-vegetale

24. Poil absorbant : prolongement filamenteux d'une cellule épidermique Longueur : qqs mm ; diamètre : 12 - 15 µm Paroi cellulaire fine et perméable  eau + substances du sol peuvent pénétrer dans la vacuole. La zone pilifère est renouvelée au fur et à mesure que la racine s'allonge : les poils supérieurs disparaissent et de nouveaux apparaissent à une distance constante de l'extrémité de la racine. http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/racine/anim-poil1.htm http://www.youtube.com/watch?v=0VJaoV7FJHA de 4’20 à 4’54

25. L’appareil racinaire : • assure l’ancrage de la plante dans le sol et l’absorption minérale • grâce aux nombreuses ramifications des racines mais SURTOUT aux millions de poils absorbants qui constituent une énorme surface d’échanges entre la plante et le sol par rapport à la taille de la plante Pour un plant de seigle par exemple, la surface de contact avec le sol est de l'ordre de 400 m²

26. Les poils absorbants prélèvent de l'eau et des éléments minéraux dans le sol. Les feuilles constituent le principal lieu de la photosynthèse. Comment se réalise la circulation des différentes substances (produits de la photosynthèse, eau, substances minérales...) dans la plante ?

27. C- LA CIRCULATION DES SÈVES DANS LA PLANTE (TP) 1. Deux types de sèves Analyse du tableau 1 : composition des sèves : Sève brute = eau + ions minéraux (> 99% eau ) Sève élaborée = eau + ions minéraux + moléc. orga La sève brute transporte l’eau + ions minéraux, puisés dans le sol. La sève élaborée transporte les produits de la PS.

28. 2. Les tissus conducteurs Phloème : circulation sève élaborée (descendante) composé de tubes criblés = cellules allongées, vivantes mais ayant perdu leur noyau, dont les cloisons transversales sont perforées (au-travers desquelles circule la sève).

29. 2. Les tissus conducteurs Xylème : circulation sève brute (ascendante) • Vaisseaux constitués de cellules mortes aux parois longitudinales épaissies par dépôts de lignine. • Les Angiospermes ont des vaisseaux parfaits, dépourvus de paroi transversale. • Ils sont annelés, spiralés, réticulés (cf TP8)

30. CT tige de clématite xylème Un faisceau conducteur phloème

31. CT tige Renoncule – détail d’un faisceau Ext Int Phloème Xylème

32. ConclusionSchéma de synthèse de l'organisation d’une plante à fleurs et des échanges avec le milieu (Nathan)

33. A part les Ents, les plantes peuvent difficilement changer de place quand les conditions environnementales changent ou quand des prédateurs rôdent… Comment les plantes se défendent-elles ?

34. II. LES STRATÉGIES DÉFENSIVES DES PLANTES Selon le biotope, les plantes sont soumises à des variations saisonnières +/- importantes, des amplitudes thermiques phénoménales entre jour et nuit, un climat particulièrement chaud et sec ou glacial, un sol pauvre, une luminosité variable… et tout ceci sans compter moult prédateurs voraces prêts à tout pour profiter de ces pauvres créatures douces et vulnérables…

35. Vulnérables ? C’est ce qu’on va voir !

36. A – ADAPTATION AUX CONDITIONS ENVIRONNEMENTALES Ex 1 - Adaptation à l’altitude • Conditions hivernales dures • Période de végétation courte • Fortes amplitudes thermiques jour/nuit et été/hiver • Sols arides • Vent desséchant  Il faut résister !

37. Joubarbe des montagnes - 1300m Sentier du Lac de l’Eychauda - Hautes Alpes Fleurs regroupées au sommet Tige 15 -20 cm Feuilles supérieures : alternes, semblables à des coussinets rougeâtres recouverts d'un duvet de poils Feuilles basales: en forme de coussinets regroupés, poilues sur les deux faces

38. À 2 400 m env., amplitudes thermiques journalières et saisonnières + fortes. Taille réduite  moins de prise au vent et au froid Sentier du Lac de l’Eychauda - Hautes Alpes

39. Campanules Col de l’Izoard - Hautes Alpes (2 360 m) Forêt du Massacre - Jura (1 200 m)

40. Couleurs vives Rhododendron ferrugineux (Chamonix) Gentiane champêtre (col de La Faucille) Linaire des Alpes (lac de l’Eychauda) Bouton d’or (Chamonix)

41. Adaptation morpho-anatomique : forme des feuilles Ex. Conifères : feuilles réduites en aiguilles, stomates enfoncés Ok, ok ! Mais c’est un exemple d’adaptation Attention ! Les Conifères ne sont pas des Angiospermes ! Epicéa (Picea abies) – Forêt de La Pesse - Jura

42. Adaptations des plantes aux milieux froids - Résumé • Plantes de petite taille, forme en coussinets • Feuillesfines ou en forme d'aiguille, recouvertes de duvet ou de substance cireuse • Modifications physiologiques (ex. cycle de vie sur 2 années pour pallier à la croissance lente due au milieu et à la courte saison estivale) • Grandes fleurs pour mieux attirer les insectes pollinisateurs • Couleurs vives dues aux pigments qui protègent des UV (de plus en plus forts à mesure que l'on monte en altitude et néfastes à la croissance)…

43. Ex 2 - Adaptations des plantes aux milieux secs Milieux très secs peuvent l’être : • au niveau du sol (sols sableux, sols salés de bord de mer…) • à cause du climat (climat méditerranéen, déserts…)  développement d’adaptations morphologiques et/ou physiologiques très particulières

44. Plantes xérophiles = capables de subsister avec de faibles quantités d’humidité Optimisation de la capacité à absorber l’eau Limitation des pertes d’eau dues à la transpiration Stockage de l’eau

45. Optimisation capacité d’absorption de l’eau Racines Très longues jusqu’à la nappe phréatique (acacias,…) Étendues horizontalement sur une grande superficie, près de la surface  absorbe la moindre goutte de pluie ou de rosée / brouillard (ex Dragonnier) Volume racinaire >> vol parties aériennes (3,5 à 6 fois)

46. Limitation des pertes d’eau dues à la transpiration Feuilles Dures, vernissées Fines Ecailles protectrices (bourgeons) Epines Ex. Cactées Enroulées sur elles-mêmes Ex Oyat

47. Stomates protégés au fond de cryptes (Laurier rose, ci-contre) ou grâce à des feuilles enroulées (ex Oyat). les poils réduisent les échanges avec l’extérieur et l’action des vents asséchants.

48. Le stockage de l’eau Succulence : formation de tissu charnus capables d’emmagasiner des réserves d’eau. Ex : Cactacées, Euphorbiacées,… Jardin de cactus de Lanzarote

49. Jardin de cactus de Lanzarote

50. Se faire toute petite… ex. Lithops http://www.britannica.com/EBchecked/media/30912/Lithops