I. L’organisation fonctionnelle des plantes à fleurs

1. Par diverses caractéristiques, les plantes terrestres montrent une capacité d’adaptation à la vie fixée à l’interface sol/atmosphère, dans des environnements variables.

2. 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).

3. 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.

4. 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.

Notions fondamentales : organisation générale d’une plante angiosperme : tige, racine, feuille, stomates, vaisseaux conducteurs ; méristème ; multiplication et élongation, organogenèse.

Liens : SVT – classe de seconde : l’organisation fonctionnelle du vivant ; enseignement de spécialité de SVT en classe de première : mycorhizes.

II. La plante, productrice de matière organique

6. Les parties aériennes de la plante sont les lieux de production de matière organique par photosynthèse.

7. Captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par la photolyse de l’eau, avec libération d’O2 et réduction du CO2 aboutissant à la production de glucose et d’autres sucres solubles.

8. Les sucres circulent dans tous les organes de la plante où ils sont métabolisés, grâce à des enzymes variées, en produits assurant les différentes fonctions biologiques dont :

• la croissance et le port de la plante (cellulose, lignine) ;

• le stockage de la matière organique (saccharose, amidon, protéines, lipides) sous forme de réserves dans différents organes, qui permet notamment de résister aux conditions défavorables ou d’assurer la reproduction ;

• les interactions mutualistes ou compétitives avec d’autres espèces (anthocyanes, tanins).

Notions fondamentales : chloroplaste, pigments chlorophylliens, photolyse de l’eau, réduction du CO2, sève brute et sève élaborée, diversité chimique dans la plante.

III. Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité

9. Les plantes ont deux modalités de reproduction : sexuée et asexuée.

10. La reproduction asexuée repose sur la totipotence des cellules végétales et les capacités de croissance indéfinie des plantes, à partir de presque n’importe quelle partie du végétal (tiges, racines, feuilles).

11. La reproduction sexuée est assurée chez les Angiospermes par la fleur où se trouvent les gamètes femelles, au sein du pistil, et les grains de pollen, portés par les étamines, vecteurs des gamètes mâles.

12. Chez certaines espèces, la fécondation des gamètes femelles par les gamètes mâles de la même fleur est possible, voire obligatoire. Dans les autres cas, elle est rendue impossible par divers mécanismes d’incompatibilité.

13. La fécondation croisée implique une mobilité des grains de pollen d’une plante à une autre.

14. Dans une majorité de cas, la pollinisation repose sur une collaboration entre plante et pollinisateur en relation avec la structure florale ; le vent peut aussi transporter le pollen.

15. À l’issue de la fécondation, la fleur qui porte des ovules se transforme en un fruit qui renferme des graines.

16. La graine contient l’embryon d’une future plante qu’elle protège (enveloppe résistante) et nourrit jusqu’à la germination en utilisant des molécules de réserve préalablement accumulées.

17. La dispersion des graines est 1 étape de mobilité dans la reproduction de la plante. Elle repose sur 1 mutualisme animal disperseur / plante et sur des agents physiques (vent, eau) ou des dispositifs spécifiques à la plante.

Notions fondamentales : totipotence ; clonage ; fleur : pistil, ovule végétal, étamine, pollen ; fruit ; graine ; pollinisation et dissémination par le vent ou les animaux ; coévolution.

Lien : SVT – enseignement de spécialité de la classe terminale : clones, brassage génétique.

IV. La domestication des plantes - APRES MARS

18. Les pratiques culturales (par exemple pour la production de graines) constituent un enjeu majeur pour nourrir l’humanité.

19. La sélection (empirique ou programmée) exercée par l’être humain sur les plantes cultivées au cours des siècles a retenu des caractéristiques différentes de celles qui étaient favorables à leurs ancêtres sauvages.

20. Cette sélection s’est opérée au cours de l’établissement d’une relation mutualiste entre plantes et êtres humains.

21. Aujourd’hui, de nombreuses techniques favorisent la création de plus en plus rapide de nouvelles variétés végétales (par hybridation, par utilisation des biotechnologies…).

22. La production de semences commerciales est devenue une activité spécialisée.

23. Une espèce cultivée présente souvent de nombreuses variétés (forme de biodiversité). Cette diversité résulte de mutations dans des gènes particuliers.

24. L’étude des génomes montre un appauvrissement global de la diversité allélique lors de la domestication.

25. La perte de certaines caractéristiques des plantes sauvages (comme des défenses chimiques ou des capacités de dissémination) et l’extension de leur culture favorisent le développement des maladies infectieuses végétales.

26. Ces fragilités doivent être compensées par des pratiques culturales spécifiques.

27. L’exploitation des ressources génétiques (historiques ou sauvages si elles existent) permet d’envisager de nouvelles méthodes de cultures (réduction de l’usage des intrants, limitation des ravageurs par lutte biologique).

28. La domestication des plantes, menée dans différentes régions du monde, a eu des conséquences importantes dans l’histoire des populations humaines. Elle a contribué à la sélection de caractères génétiques humains spécifiques.

Notions fondamentales : plante sauvage, plante domestiquée, diversité génétique, sélection artificielle, coévolution, évolution culturelle.

Liens : SVT – classe de 2de : biodiversité, agrosystèmes ; enseignement de spécialité en classe de 1re : mutations, écosystèmes.