Physiologie Végétaux 2BIOS01 2023
Fiche 2 : situations problèmes sur les Végétaux
Par groupe de deux et sur la base des « Fiches théoriques Végétaux » et des polycopiés intitulés « Colonisation de la terre ferme par les Végétaux » et « Éléments fondamentaux sur les 4 groupes de Végétaux terrestres ».
- Répondez aux différents points abordés ci-dessous
- Remplissez le « Tableau récapitulatif »
ATTENTION Ce travail ne sera pas corrigé par l’enseignant. C’est vous qui devez chercher les réponses qui seront ensuite validées par l’ensemble de la classe, sur la base des documents théoriques.
I. Mouvements
a. Symétries (fiches 1-3)
La mise en place d’une symétrie nécessite forcément une dépense énergétique importante.
Expliquez pourquoi les plantes montrent tout de même de nombreuses symétries dans leur organisation corporelle ?
La symétrie n'est pas toujours parfaite. Différents facteurs peuvent affecter la croissance de la plante (pesanteur, lumière, eau, vent, etc..). La plante possède des pseudosymétries. C'est lorsque la masse et la longueurs des branches sont réparties de façon similaire de part et d'autre du tronc). La plante pousse alors dans un milieu anisotrope. Ce milieu peut modifier la symétrie des plantes (et donc poussent tordues). JessG (discussion)
b. Contraintes statiques (fiches 1, 3 et 4)
« La stabilité ne s’observe que dans le mouvement ».
Expliquez cette phrase au regard des contraintes statiques que doivent gérer les plantes.
c. Perceptions environnementales et proprioception
Lorsqu’on observe un champ de blé, tous les plants ont la même hauteur, sauf ceux qui se trouvent en bordure. Proposez une hypothèse argumentée qui permette d’expliquer cette observation. (fiche 5)
Dans l’industrie de production des fleurs, on cultive les roses sous serre. Elles sont ainsi protégées du vent et sont très fragiles : une fois cueillies, elles s’effondrent sous leur propre poids. Pour éviter ce problème, des barres horizontales passent régulièrement pour secouer doucement les plantes, ce qui a pour effet d’augmenter leur rigidité. Expliquez pourquoi ce traitement renforce les tiges des roses commerciales ? (fiche 5)
« Chez une plante, la perception de contraintes extérieures (p.ex. mécanique avec le vent ou de luminosité avec d’autres arbre à proximité) et intérieures (proprioception) modifient l’activité de certains gènes qui s’activent – ou s’inactivent – de façon à ce que la plante puisse s’adapter à ces contraintes (mécaniques, lumineuses, posturales, etc.) ». Expliquez cette phrase en mettant en relation des informations des fiches 4, 5 et 6.
d. Squelette (fiches 6 et 7)
Un de vos amis pense que le squelette d’une plante se limite majoritairement par le « bois » qui la constitue.
Expliquez-lui, en argumentant, en quoi il a tort.
Le bois n'est pas la seul structure participant à DianeM (discussion) 5 avril 2023 à 11:06 (CEST)
e. Mouvement actif (fiches 5, 6 et 9)
Expliquez le phénomène de thigmomorphogénèse en mettant en relation les fiches 5, 6 et 9.
f. Mouvements orientés et non orientés (fiches 8 et 9)
Discutez de la valeur adaptative du tropisme et de la nastie et montrer que ces deux types de mouvements, bien que différents remplissent le même rôle pour les plantes qui les pratiquent.
g. Les mécanismes des mouvements (fiches 9 et 10)
Expliquez pourquoi la sensitive (Mimosa pudica) peut moduler le repliement de ses foliolules en fonction de la force du touché exercé ?
Le mouvement sensorimotrice qui présent la Mimosa pudica est causé par un signal électrique qui déclenche la turgescence (le gonflement des cellules par osmose) et la plasmolyse (le dégonflement), Ce signal est émis quand on stimule les foliolules, qui sont des électrodes placées sur le pétiole de la feuille, lesquelles émettent un signal électrique plus fort ou plus faible en fonction de la force exercé sur le foliolules. AlexS (discussion)
h. Déplacements (fiche 11)
« Un fraisier peut se déplacer par l’intermédiaire de stolons. »
Expliquez, en argumentant, en quoi cette affirmation n’est pas exacte.
Des fraisiers sont capables d`émettre des tiges horizontales aériens ( des stolons) qui permettent de se fixer dans le sol à partir de la plante "mère" et à partir de nouveaux individus grandissent. Lorsque la plante "mère" meurt, les jeunes fraisiers poussent. Des clones du fraisier "mère", qu`ils se sont déplacés à conquérir un nouveau territoire. OmerG (discussion) 5 avril 2023 à 10:39 (CEST)
i. Déplacements (fiche 3-5, 12, 25 et 26)
En utilisant des arguments logiques construits sur « l’anisotropie », la « perception de l’environnement » et la « communication entre les plantes », expliquez ce qui déclenche la « marche racinaire » de certains palétuviers.
II. Nutrition
a. La matière constitutive des plantes (fiches 13 et 14)
Le philosophe grec Empedocles (env. 450 av. J-C), puis plus tard Aristote (384-322 av. J-C) pensaient que toute chose, dans l’Univers, était formée de diverses combinaisons de terre, d’air, de feu et d’eau.
Vers 1600, un chimiste belge, Jan Baptista van Helmont a réalisé une expérience pour déterminer la contribution relative de la terre et de l’eau dans la croissance d’une plante. Il fit pousser un jeune saule dans une caisse de bois contenant une quantité de terre bien déterminée. Après arrosage, durant cinq ans, avec de l’eau de pluie filtrée sur tamis, il observa que le poids de l’arbre avait augmenté de 76 kg, tandis que celui de la terre n’avait diminué que de 57 g. La terre n’ayant accusé aucune variation sensible de poids, c’est donc l’eau qui s’est changée en bois et en racines, c’est-à-dire en substances solides que l’on qualifiait de « terre ».
L’expérience de van Helmont était pertinente pour montrer que la nourriture de la plante ne provient pas du sol.
En 1966, l’Anglais John Woodward réalisa à Londres une expérience sur la menthe verte, parvenant à une conclusion nettement différente de celle de van Helmont. Il arrosa les plantes avec de l’eau provenant de quatre origines différentes : de l’eau de pluie, de l’eau provenant de la Tamise, de l’eau d’égout de Hyde Park et, enfin de l’eau du même égout à laquelle de la terre de jardin avait été ajoutée.
Septante jours plus tard il mesura le gain de poids des quatre lots de plantes:
- Origine de l’eau/Gain de poids [g]
- Pluie 1.4
- Tamise 1.7
- Egout de Hyde Park 9.0
- Egout de Hyde Park et terre de jardin 18.4
Woodward observa que la croissance augmentait proportionnellement avec la quantité de terre ou de vase apportée aux plantes. Il conclut que les plantes sont essentiellement composées de terre.
Qui a raison, le belge ou l’anglais ? Discutez et argumentez.
D'une certaine manière, les deux ont raison mais leur dispositif expérimental n'est pas complet. Les plantes sont des organismes autotrophes. C'est à dire qu'elles synthétisent leur propre matière organique à partir du sol par les racines (eau et sels minéraux) et effectuent des échanges gazeux grâce à leur feuillage (dioxyde de carbone). MayssaneH (discussion) 5 avril 2023 à 11:12 (CEST)
b. Mixotrophie (fiche 15)
Les épiphytes sont des plantes qui poussent en se servant d'autres plantes comme support. Elles ne sont toutefois pas considérées comme des parasites, car elles ne ponctionnent aucune matière organique sur la plante support.
En vous basant sur la fiche 15, expliquez pourquoi on peut considérer le gui comme un épiphyte « hémiparasite » (à moitié parasitaire).
SarahOD (discussion) 22 mars 2023 à 10:51 (CET)
Les épiphytes sont des organismes qui pousse sur une plante hôte. Cependant, ils ne prélèvent pas de matière organique du végétal sur lequel ils se trouvent. Par conséquent, ces êtres vivants ne sont pas considérés comme des parasites, qui eux ponctionnent les substances nécessaires à leur nutrition dans l'organisme hôte.
Le gui est un épiphyte mixotrophe, c'est-à-dire qu'il a la capacité de se nourrir de manière autotrophe grâce à la photosynthèse, mais aussi de manière hétérotrophe en ponctionnant, grâce à des suçoirs, les produits de la photosynthèse de la plante hôte autotrophe. C'est pourquoi le gui est considéré comme hémiparasite, à moitié parasite, il affaiblit le végétal sur lequel il se trouve.
c. Plantes carnivore (fiche 16)
Peut-on qualifier les plantes carnivores d’hétérotrophes ? Discutez.
Les plantes carnivores sont capables d'attirer, de capturer et de digérer leurs proies. Elles vivent en milieu ayant des sols acides et pauvres en azotes et autres minéraux. Ces conditions ne sont pas optimales à l'autotrophie, c'est pourquoi les plantes carnivores ont développé des adaptations pour pouvoir se nourrir autrement. Ces organismes sont hétérotrophe car ils ne sont pas capables de synthétiser leurs propres constituants organiques afin de se nourrir. Elles vont alors chercher les sources de matière organiques dont elles ont besoin principalement dans la chair d'insectes.
SarahOD (discussion) 22 mars 2023 à 10:50 (CET)
d. Réserves (fiche 17)
Quel est le rapport entre la nécessité pour certaines plantes de produire des organes de réserves d’énergie et la concurrence pour la lumière.
Les plantes puisent leurs énergie de la lumière. Plus la racine principale sera abondante en énergie, plus les feuilles seront exposées à la lumière du soleil. C'est pour ça que chez certaines plantes, les réserves d'énergie sont moins importantes car elles soumises à une certaines concurrence pour la lumière. Une carotte recevra plus d'énergie si elle pousse dans un champs que si elle pousse en plein milieu d'une forêt entourer d'arbre (qui eux capteront la lumière avant due à leur taille). MayssaneH (discussion) 22 mars 2023 à 11:15 (CET)
III. Échanges gazeux
a. Parenchyme (fiche 18)
Lorsqu’elles tombent dans l’eau, les feuilles d’un arbre, si elles sont bien vertes, ont tendance à flotter à la surface. Durant la nuit, cependant, ces feuilles coulent.
Expliquez pourquoi il arrive parfois qu’aux premières lueurs du jour, ces mêmes feuilles remontent doucement à la surface.
La limbe est une protection fine et plate qui permet d'exposer la lumière sur un maximum de surface possible. Entre l'épiderme interne et externe se trouve deux sortes de parenchyme : le parenchyme palissadique et le parenchyme lacuneux. Ce sera le parenchyme lacuneux qui communiquera avec les stomates pour effectuer des échanges gazeux avec l'extérieur et faire remonter la feuille à la surface
ArthyM (discussion) 22 mars 2023 à 11:10 (CET)
b. Respiration (fiche 19)
Vous arrosez tous les jours avec soin votre superbe ficus. Cependant, vous constatez après une semaine que ses feuilles jaunissent et tombent…
Quelles pourraient-être les raisons de ce problème sanitaire et comment devez-vous réagir pour que votre ficus retrouve de sa superbe ?
Les raisons pour lesquelles notre ficus a commencé à devenir jaune et à perdre ses feuilles peuvent être que nous ne l'avons pas arrosé suffisamment, empêchant la fabrication de la sève et pourtant la nutrition et la respiration des cellules. Une autre raison pourrait être l'inverse de ceci mentionné, cet à dire, arroser notre ficus en excès.
Alors, pour que notre plante puisse se récupérer, nous devrons commencer à l'arroser avec une quantité équilibrée d'eau, pour éviter de noyer les racines ou les sécher. AlexS (discussion) 22 mars 2023 à 11:22 (CET)
Les cellules des racines sont hétérotrophes. Comment se procurent-elles de l’oxygène et du glucose ?
La présence d`une cuticule cireuse permettant de diminuer les pertes d'eau mais qui rend des lors celles-ci imperméables aux échanges gazeux et une feuille est généralement forme dune lame plate et fine aérienne , le limbe ,qui lui permet d'exposer à la lumière un maximum de surface.OmerG (discussion) 22 mars 2023 à 11:21 (CET)
« Les cellules des feuilles d’un arbre ne respirent pas : elles se limitent à faire la photosynthèse. »
Expliquez pourquoi cette phrase est fausse.
Les feuilles sont particulièrement bien adaptées aux échangés gazeux car elles utilisent le CO2 atmosphérique pour la photosynthèse et rejette du O2 lequel qui est aussi recapté pour la respiration celluaire. OmerG (discussion) 22 mars 2023 à 11:09 (CET)
IV. Transports internes
a. Transports membranaires (fiches 18-23)
Comment, à l’intérieur d’une plante vasculaire, les cellules se procurent-elles le glucose, l’O2, l’H2O et le CO2 ?
Premièrement, les plantes vasculaire se procurent les différents molécules grâce à des organes spécialisés. Les racines absorbent l'H2O, des minéraux et de l'O2, il seront ensuite transportés par le xylème jusqu'au feuilles. Les feuilles absorbent le CO2 et grâce aux rayons du soleil, pratiquent la photosynthèse et produisent du sucre et d'autre molécules organiques nécessaires à la plante. Le sucre vas ensuite être distribué dans la plante via le phloème. Les solutés se déplacent a travers les cellules grâce à la mobilité intracytoplasmique de ces molécules. Les cellules proches communiquent entre elle par des plasmodesmes formant un compartiment continu dans la plante. ElouanL (discussion) 22 mars 2023 à 11:06 (CET)
Expliquez comment une plante fait circuler des liquides à l’intérieur de ses structures ? (fiche 23)
Le transport de sucre et d'autres composés organique des feuilles jusqu'aux racines s'effectue grâce au Phloème. Les sucres sont transportés dans les tubes criblés. Le phloème s'occupe du transport de la sève depuis les organes sources vers les organes puits.
Les organes sources sont les feuilles et les tiges. Elles produisent des sucres.
Les organes puits utilisent les sucres, soit en les consommant ou en les stockant. Il existe divers organes puits.
La solution qui contient les sucres est capable de se déplacer de cellule à cellule grâce à des pores ouvert qui se situent à chaque extrémité des cellules. Le mouvement de la sève (qui vient du phloème) jusqu'aux racines existe grâce à une forte pression et une plus faible pression.
Lorsqu'il y a une entrée de sucre, cela réduit le potentiel hydrique dans le phloème et donc une entrée d'eau dans le tube criblé. A l'interieur du tube criblé, la sève est poussée grâce à la pression de l'eau. Le sucre est ensuite déchargé dans la cellule consommatrice. La pression diminue dans le tube criblé et génère un gradine de pression. Grâce à la diffusion, une partie importante de l'eau retourne dans le xylème. Le xylème recycle l'eau de l'organe consommateur de sucre(racines) vers l'organe source(feuilles).
JessG (discussion) 22 mars 2023 à 11:27 (CET)
V. Communication
Proposez une explication génétique argumentée qui permette d’expliquer la « mémoire » observée chez le hêtre. (fiche 24)
Le Wood Wide Web permet à la fois aux plantes qui appartiennent au réseau d’échanger des informations, mais également d’optimiser leur croissance. Expliquez. (fiche 25)
Si on frappe un acacia adulte avec une lanière en cuir pendant une dizaine de minutes, on peut montrer non seulement que la concentration en tanin augmente dans les feuilles de la plante, mais que des molécules volatiles sont également émises. En outre, on observe aussi une augmentation du tanin dans les acacias qui poussent à proximité de celui qu’on a frappé.
Expliquez ces phénomènes. (fiche 26)
VI. Sortie de l’eau des Végétaux (éléments de cours)
Expliquez les raisons pour lesquelles une algue ne peut pas vivre à l’air libre.
L'algue est un végétal marin. Ce végétal dans un milieu aquatique produit même de la photosynthèse. Or, une algue n'a pas les caractéristiques nécessaires pour être un végétal terrestre, mais son organisme est très bien adaptée dans milieu non terrestre. A l'aide des boules de gaz qui lui sert de flotteur, elle s'en sert pour rester droite. De plus, son cycle de vie, la nutrition, et la photosynthèse se fait essentiellement dans de l'eau.
ArthyM (discussion) 5 avril 2023 à 10:34 (CEST)
A l’aide d’un schéma, expliquez pourquoi une population d’algue sensible à l’air libre peut évoluer une espèce dérivée capable de survivre en dehors de l’eau.
Tracez un arbre phylogénétique représentant l’état de nos connaissances actuelles sur les liens évolutifs existant entre une Mousse, une Fougère, une Gymnosperme et une Angiosperme. Prenez une algue Charophyte en guise de groupe extérieur. Pour chaque point de bifurcation, indiquez les innovations évolutives et expliquez en quoi ces innovations modifient les structures des plantes.
Pourquoi pense-t-on que les Charophytes sont les plus proches parents de Végétaux terrestres ?
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ChloéD (discussion)
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Les végétaux terrestres viennent des Charophytes. Les Charophytes n'ayant pas de sporophytes et vivant dans l'eau, les végétaux terrestres ont du en inventer un et leur cycle de vie reste dépendant de l'eau surtout pour la fécondation.