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Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité
Fleur, pollinisation (vent, animaux, co-évolution plante-pollinisateur), fécondation, graine et fruit, dispersion, reproduction asexuée (programme de Terminale spécialité SVT)
À propos de cette page
Ce cours d' en terminale sur « Reproduction de la plante entre vie fixée et mobilité » suit le programme officiel d' de terminale. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : L'essentiel, La fleur, organe de la reproduction des plantes à fleurs, La pollinisation : vent, animaux et co-évolution, De la fécondation à la graine et au fruit. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de terminale à réussir en .
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L'essentiel
Fleur — organe de la reproduction sexuée des plantes à fleurs (Angiospermes). Elle porte quatre verticilles : sépales et pétales (pièces stériles), étamines et pistil (pièces fertiles).
Pollinisation — transport du grain de pollen depuis l'anthère d'une étamine jusqu'au stigmate d'un pistil, par le vent ou par un animal.
Fécondation — fusion d'un gamète mâle, apporté par le tube pollinique, avec l'oosphère (gamète femelle) contenue dans l'ovule : elle forme le zygote, première cellule de l'embryon.
Graine et fruit — après la fécondation, l'ovule devient la graine (embryon + réserves + téguments) et la paroi de l'ovaire devient le fruit, qui renferme les graines.
Dissémination — dispersion des graines ou des fruits loin de la plante mère : c'est la phase mobile du cycle d'un être vivant fixé.
Reproduction asexuée (multiplication végétative) — formation d'un nouvel individu à partir d'un fragment de la plante, par mitoses : les descendants forment un clone.
La plante est fixée, mais son espèce se déplace deux fois : les gènes mâles voyagent avec le pollen, un nouvel individu voyage avec la graine.
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La fleur, organe de la reproduction des plantes à fleurs
| Verticille (de l'extérieur vers le centre) | Pièces | Rôle |
|---|---|---|
| Calice | sépales | protègent le bouton floral |
| Corolle | pétales | attirent les animaux pollinisateurs (couleur, forme, odeur) |
| Androcée | étamines = filet + anthère | les anthères produisent les grains de pollen |
| Gynécée | pistil = un ou plusieurs carpelles (stigmate, style, ovaire) | l'ovaire renferme les ovules |
Les deux partenaires — le grain de pollen est une petite structure (gamétophyte mâle) qui produit les gamètes mâles ; l'ovule abrite le sac embryonnaire, qui contient l'oosphère (gamète femelle). Le pollen n'est donc pas lui-même un gamète.
Formule et diagramme floral — la formule florale résume le nombre de pièces de chaque verticille ; le diagramme floral les représente en coupe transversale, en cercles concentriques.
Exemple : giroflée (Brassicacées) : 4 S + 4 P + (2 + 4) E + 2 C.
Exemple : giroflée (Brassicacées) : 4 S + 4 P + (2 + 4) E + 2 C.
Des gènes de développement — l'identité des pièces florales est contrôlée par des gènes de développement (modèle ABC, établi chez l'arabette Arabidopsis thaliana) : A seul → sépales ; A + B → pétales ; B + C → étamines ; C seul → carpelles.
Exemple. Chez un mutant privé de la fonction C, la fonction A s'exprime dans toute la fleur : on observe sépales, pétales, pétales, sépales. Cette fleur « double », sans étamines ni carpelles, est stérile.
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La pollinisation : vent, animaux et co-évolution
Fixée, la plante ne peut pas rejoindre un partenaire : son pollen doit être transporté par un vecteur.
| Caractère | Pollinisation par le vent (anémogamie) | Pollinisation par les animaux (zoogamie) |
|---|---|---|
| Corolle | réduite ou absente, peu colorée | développée, colorée, parfois odorante |
| Nectar | absent | souvent présent (récompense) |
| Étamines | longues, anthères pendantes hors de la fleur | souvent incluses, sur le trajet de l'animal |
| Stigmates | grands, plumeux, exposés à l'air | petits, collants |
| Pollen | très abondant, léger, lisse et sec | moins abondant, collant, souvent ornementé |
| Exemples | graminées des prairies, noisetier, chêne | sauge, lavande, orchidées |
Autopollinisation et pollinisation croisée — le pollen peut féconder la même fleur ou la même plante (autopollinisation) ou une autre plante de la même espèce (pollinisation croisée). Plusieurs dispositifs favorisent la seconde : maturité décalée des étamines et du pistil, fleurs mâles et femelles séparées, auto-incompatibilité (le pistil bloque la germination d'un pollen génétiquement trop proche).
Une collaboration plante-pollinisateur — l'animal trouve une nourriture (nectar, pollen) ; la plante obtient un transport ciblé de son pollen vers une fleur de la même espèce. Chez la sauge, l'insecte qui pousse sa tête dans le tube de la corolle fait basculer les étamines, qui déposent le pollen sur son dos.
Ces ajustements réciproques (longueur du tube floral et de la trompe, forme de la fleur et du corps de l'insecte) résultent d'une co-évolution, dont les mécanismes généraux sont étudiés dans le chapitre qui lui est consacré.
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De la fécondation à la graine et au fruit
Germination du pollen — déposé sur un stigmate compatible, le grain de pollen germe : un tube pollinique traverse le style et atteint un ovule, auquel il livre deux gamètes mâles.
Double fécondation — un gamète mâle (n) fusionne avec l'oosphère (n) : zygote (2n), qui donne l'embryon. L'autre fusionne avec la cellule centrale à deux noyaux (n + n) : cellule 3n, qui donne l'albumen, tissu de réserve.
La graine — issue de l'ovule, elle contient : un embryon (radicule, tigelle, gemmule, un ou deux cotylédons) ; des réserves (amidon, protéines, lipides) stockées dans l'albumen ou dans les cotylédons ; des téguments protecteurs, issus des enveloppes de l'ovule. Très déshydratée, elle vit au ralenti et peut attendre des mois avant de germer.
Le fruit — la fécondation déclenche la transformation de la paroi de l'ovaire en fruit ; pétales et étamines fanent. Fruits charnus : baie (tomate), drupe (pêche) ; fruits secs : gousse, akène, samare.
Les réserves de la graine sont des molécules organiques issues de la photosynthèse des feuilles, acheminées par la sève élaborée : c'est le lien direct avec la plante productrice de matière organique.
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La dissémination des graines, mobilité de l'espèce
| Vecteur | Caractères du fruit ou de la graine | Exemples |
|---|---|---|
| Vent (anémochorie) | léger, aigrette ou aile | salsifis des prés, érable |
| Animaux, par ingestion (endozoochorie) | fruit charnu coloré ; graine à tégument dur, rejetée intacte | myrtille, gui |
| Animaux, par accrochage (épizoochorie) | crochets, poils collants | gaillet gratteron |
| Eau (hydrochorie) | tissus flotteurs, enveloppe étanche | noix de coco |
| Plante elle-même (autochorie) | fruit qui s'ouvre brutalement | balsamine |
Intérêts de la dispersion — coloniser de nouveaux milieux, limiter la concurrence avec la plante mère et entre plantules sœurs, échapper aux prédateurs et aux parasites concentrés sous la plante mère.
Une seconde collaboration — l'animal disséminateur est nourri (pulpe, réserves) ; la plante voit ses graines emportées au loin. Comme la pollinisation par les animaux, cette relation est le produit d'une co-évolution.
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La reproduction asexuée
Multiplication végétative naturelle — un organe de la plante s'enracine ou se sépare et donne un individu autonome : stolon (bugle rampante), rhizome (iris), tubercule (topinambour), bulbe (jacinthe).
Multiplication provoquée par l'humain — bouturage (saule), marcottage, greffage, culture in vitro : elle reproduit à l'identique une plante intéressante.
Pourquoi c'est possible — la plante conserve toute sa vie des méristèmes, et de nombreuses cellules végétales peuvent se dédifférencier puis reformer tous les organes (totipotence). Toutes les divisions sont des mitoses : les descendants sont génétiquement identiques à la plante mère, aux mutations près.
| Avantages | Limites |
|---|---|
| rapide, sans partenaire ni pollinisateur ; occupation dense d'un milieu favorable ; conservation d'un génotype adapté | aucun brassage génétique : des clones réagissent tous de la même façon à un pathogène ou à un changement du milieu ; dispersion à courte distance |
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Méthodes
Méthode 1 — Relier la structure d'une fleur à son mode de pollinisation
- Relever les caractères de la corolle (taille, couleur) et la présence de nectar ou d'odeur.
- Observer les étamines, les stigmates et le pollen (quantité, surface, caractère collant).
- Classer chaque caractère : indice d'anémogamie ou de zoogamie.
- Conclure sur un faisceau d'indices concordants, jamais sur un seul caractère.
Exemple rédigé. Le chaton mâle du bouleau porte des fleurs sans pétales ni nectar, aux anthères pendantes, qui libèrent un pollen lisse et sec en très grande quantité. Ces quatre caractères concordent : le bouleau est une plante anémogame, pollinisée par le vent.
Méthode 2 — Exploiter une expérience d'exclusion des pollinisateurs
- Identifier le facteur testé (accès des animaux aux fleurs) et le lot témoin.
- Calculer pour chaque lot le taux de fructification : nombre de fruits ÷ nombre de fleurs × 100.
- Comparer les lots en citant les valeurs.
- Conclure, puis vérifier qu'un autre facteur (effet du sachet, autopollinisation) ne peut pas expliquer l'écart.
Exemple rédigé. Sur 150 fleurs de colza libres, 121 donnent une silique : 121 ÷ 150 × 100 ≈ 81 %. Sur 150 fleurs placées sous un filet qui arrête les insectes, 35 fructifient : 35 ÷ 150 × 100 ≈ 23 %. L'accès des insectes multiplie la fructification par plus de trois : les insectes jouent un rôle majeur dans la pollinisation du colza. Les 23 % obtenus sans insectes montrent qu'une autopollinisation reste possible.
Méthode 3 — Déduire le mode de dissémination d'un fruit
- Dire si le fruit est sec ou charnu, et s'il s'ouvre à maturité.
- Repérer les structures utiles : aile, aigrette, crochets, pulpe colorée, tissu flotteur, tégument dur.
- Associer chaque structure à un vecteur, puis conclure.
Exemple rédigé. Le cynorhodon de l'églantier est une enveloppe charnue rouge vif (issue du réceptacle de la fleur) qui contient de petits akènes à paroi dure. La couleur et la pulpe attirent les oiseaux, qui l'avalent ; les akènes résistent à la digestion et sont rejetés plus loin : dissémination par les animaux (endozoochorie).
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Pièges et erreurs classiques
Pollinisation ≠ fécondation. La pollinisation est un transport de pollen ; la fécondation est la fusion des gamètes dans l'ovule, après la croissance du tube pollinique. Une fleur pollinisée n'est pas forcément fécondée (pollen incompatible).
Graine ≠ fruit. La graine vient de l'ovule, le fruit de la paroi de l'ovaire : un ovule fécondé donne une graine. Tomate, courgette et haricot vert sont des fruits au sens botanique ; la « fraise » est un faux-fruit (réceptacle charnu) dont les vrais fruits sont les akènes de la surface.
Le pollen n'est pas un gamète : c'est une structure qui produit et transporte les gamètes mâles.
Pas de finalisme. Ne pas écrire « la fleur produit du nectar pour attirer les abeilles », mais « les fleurs productrices de nectar, plus visitées, ont eu un meilleur succès reproducteur et ont été retenues par la sélection naturelle ».
Un clone n'est pas figé : des mutations peuvent apparaître au fil des mitoses. Et la reproduction asexuée ne remplace pas la graine pour atteindre des milieux éloignés.
En bref
- La fleur (sépales, pétales, étamines, pistil) est l'organe de la reproduction sexuée ; l'identité de ses pièces dépend de gènes de développement.
- La pollinisation, par le vent ou par un animal, apporte le pollen au stigmate ; la collaboration plante-pollinisateur est issue d'une co-évolution.
- Double fécondation : zygote (2n) → embryon ; cellule 3n → albumen.
- Ovule → graine (embryon, réserves, téguments) ; paroi de l'ovaire → fruit.
- La dissémination des graines (vent, animaux, eau, plante elle-même) est la phase mobile de l'espèce.
- La reproduction asexuée, par mitoses, produit des clones : colonisation rapide, mais sans diversité génétique.
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