Les plantes à fleurs : organisation fonctionnelle et production de matière organique

THÈME 2 : ENJEUX PLANÉTAIRES CONTEMPORAINS

Rappels p126 :

1b. La photosynthèse permet aux cellules végétales chlorophylliennes d’être autotrophes.

2b. Une fleur de cerisier participe à la reproduction sexuée de la plante.

3a. Un agrosystème est caractérisé par la production de biomasse associée à un apport d’intrants.

4b. La sélection naturelle est causée par une pression du milieu (ex. : prédateur).

5a. La reproduction sexuée nécessite une fécondation.

6b. La reproduction asexuée permet une colonisation rapide du milieu.

7b. La rencontre des cellules reproductrices est facilitée par les insectes chez les végétaux.

8a. La communication intraspécifique peut être chimique.

Introduction :

Les plantes sont des êtres vivants qui ont besoin de se nourrir, comme tout être vivant, pour assurer la production de matière organique.

Or, les plantes ne peuvent pas se déplacer à la recherche de nourriture, contrairement aux animaux. Elles ont donc développé une organisation particulière permettant de subvenir à leurs besoins et de remplir leurs fonctions (production de matière organique par photosynthèse etc.).

Problème : Comment l’organisation des plantes à fleurs est-elle adaptée à leur vie fixée et leur permet-elle de produire leur matière organique ?

I/ L’organisation fonctionnelle des plantes à fleurs

I/A/ Les systèmes conducteurs d’une plante à fleurs

Voir TP « Les surfaces d’échange, les systèmes conducteurs et les zones de développement d’une plante »

Activité 1 pp128 et 129

→ Comment un double flux de matière est-il assuré dans une plante à fleurs (schéma fonctionnel) ?

Doc1 : Morphologie générale de Solanum tuberosum, une plante à fleurs ou Angiosperme

Les Angiospermes sont les plantes à fleurs. Angiosperme signifie «graine dans un récipient» en grec, par opposition aux gymnospermes (graine nue).

Solanum tuberosum est la pomme de terre.

Les faisceaux conducteurs de sève constitués du xylème et du phloème circulent dans toute la plante.

Doc2 : Les vaisseaux conducteurs des végétaux

Le pétiole est la pièce végétale qui relie le limbe (partie large et aplatie de la feuille) de la feuille à la tige. 

La sève brute constituée de l’eau et des ions minéraux du sol circule en sens unique, des racines vers les feuilles.

Doc3 : Mise en évidence d’un transfert de matière dans la plante

La feuille n°8, mise en présence de lumière et de 14CO2, effectue la photosynthèse. On retrouve le 14C dans les autres feuilles et les racines.

Conclusion : les produits de la photosynthèse marqués au 14C constituent la sève élaborée qui circule des feuilles vers les autres organes de la plante, dans le sens contraire de la sève brute.

Doc4 : Deux types de sèves

La sève brute qui circule dans les vaisseaux du xylème est constituée par l’eau et les ions minéraux prélevés par les racines dans le sol.

La sève élaborée qui circule dans les tubes criblés du phloème est constituée d’eau, d’ions minéraux mais aussi de glucides, d’acides aminés, de phytohormones (hormones végétales), de vitamines produits au cours de la photosynthèse dans les feuilles.

Recopier le schéma fonctionnel bilan de la page 145, en ne légendant que le flux de sève élaborée et le flux de sève brute.

I/B/ Les surfaces d’échange d’une plante à fleurs

Voir TP « Les surfaces d’échange, les systèmes conducteurs et les zones de développement d’une plante »

Activité 2 pp130 et 131

→ Comment la structure des feuilles et des racines permet-elle aux plantes d’assurer des échanges de façon optimale et d’être adaptées à un mode de vie fixée (poster scientifique) ?

Rappel : Le poster scientifique est le support qui permet de présenter un travail scientifique à d’autres chercheurs lors de réunions ou de congrès. Son but est de regrouper, sur une seule page, toutes les informations sur l’étude présentée.

Doc1 : La feuille, une structure spécialisée pour la photosynthèse

• Les feuilles ou les folioles d’une feuille sont orientés face au soleil, de manière à capter l’énergie lumineuse toute la journée.
• Les végétaux absorbent beaucoup de CO2 pour la photosynthèse.
• Les feuilles sont constituées de cellules chlorophylliennes effectuant la photosynthèse.
• Les feuilles ont des stomates, surtout sur leur face inférieure (pour éviter la déshydratation). Ce sont des pores permettant les échanges gazeux de la photosynthèse (entrée de CO2 et sortie de O2). Les stomates s’ouvrent le jour au maximum aux heures les moins chaudes pour éviter la déshydratation (sortie de H2O), tout en permettant la photosynthèse.  

Doc2 : L’appareil racinaire des Angiospermes

• La surface racinaire souterraine est souvent plus importante que la partie aérienne d’une plante.
• Les poils absorbants qui sont présents sur les jeunes racines augmentent la surface racinaire d’un facteur allant de 2 à 10 car ils sont très fins et très nombreux.
• Les jeunes racines absorbent l’eau et les ions minéraux du sol grâce aux nombreux poils absorbants.

• Doc3 : Les mycorhizes

Une mycorhize (du grec mycos, « champignon » et rhiza, « racine ») est le résultat de l'association symbiotique, appelée mycorhization, entre des champignons et les racines des plantes.  

Le champignon, grâce à ses longs filaments mycéliens devenant des hyphes intraracinaires (voir doc3a) favorise l’absorption de l’eau et des ions minéraux par les racines (voir doc3b : l’absorption du phosphore P est meilleure quand le plant est non arrosé et qu’il est inoculé avec le champignon mycorhizien) et le végétal abrite et nourrit le champignon, grâce à sa structure et son fonctionnement photosynthétique.

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