Reproduction de la plante : entre vie fixée et mobilité

1. a)Introduction : la plante à fleurs est fixée ; sa reproduction sexuée exige pourtant la rencontre de gamètes de deux plantes. La fleur : sur le réceptacle, sépales et pétales (pièces stériles ; corolle colorée, souvent nectar), étamines (filet + anthère, qui produit les grains de pollen, vecteurs des gamètes mâles), pistil (stigmate, style, ovaire contenant les ovules, qui renferment chacun un gamète femelle, l’oosphère). Le transport : le pollen est emporté par un insecte attiré par la corolle et nourri de nectar et de pollen ; en visitant une autre fleur de la même espèce, il dépose le pollen sur le stigmate (pollinisation croisée). Divers dispositifs empêchent l’autofécondation chez beaucoup d’espèces (auto-incompatibilité, maturité décalée, dioécie). La fécondation : sur un stigmate compatible, le pollen germe ; le tube pollinique traverse le style et libère les gamètes mâles dans l’ovule ; l’un fusionne avec l’oosphère (zygote → embryon). Conclusion : la mobilité du pollen, assurée par une collaboration plante-insecte issue d’une coévolution, compense la vie fixée. Schéma : coupe longitudinale de la fleur avec sépale, pétale, étamine (filet, anthère), pistil (stigmate, style, ovaire, ovule), et le trajet du pollen puis du tube pollinique. (3)
2. b)Introduction : après la fécondation, l’ovule devient la graine et la paroi de l’ovaire le fruit. Protection : les téguments, enveloppe résistante, protègent l’embryon ; la graine, très déshydratée, vit au ralenti et peut attendre des mois (dormance) ; un tégument dur résiste même à la digestion d’un animal. Nutrition : la graine contient des réserves (amidon, protéines, lipides) dans l’albumen ou les cotylédons, produites par la photosynthèse de la plante mère ; à la germination, elles sont hydrolysées et respirées ou utilisées pour la croissance de la radicule et de la tigelle, jusqu’à ce que la plantule fasse la photosynthèse (l’eau iodée révèle l’amidon, le réactif du biuret les protéines, une tache translucide les lipides). Dispersion : la graine, seule ou dans son fruit, est la seconde phase mobile du cycle : vent (aigrette, aile), animaux qui mangent le fruit charnu et rejettent la graine plus loin, animaux qui la transportent ou la stockent, eau, ouverture brutale du fruit ; elle permet de coloniser, d’éviter la concurrence et les ennemis concentrés près du parent. Conclusion : la graine est la forme protégée, nourrie et mobile de la génération suivante. (3)

Piège — Appeler le grain de pollen « gamète mâle » ou écrire que l’ovule devient le fruit : le pollen transporte les gamètes, l’ovule devient la graine.

1. a)Reproduction asexuée : formation de nouveaux individus à partir d’un fragment d’une seule plante, par mitoses, sans gamètes ni fécondation. Le rhizome porte des nœuds, des bourgeons et des feuilles (écailles), organes propres aux tiges : c’est une tige souterraine. (1,5)
2. b)Rayon : $1,6\times 3=4,8$ m ; $4,8^2=23,04$ ; surface : $3,14\times 23,04\approx$ 72 m². (1,5)
3. c)Toutes les tiges proviennent par mitoses du même pied de départ et restent reliées par les rhizomes : elles forment un seul clone, donc génétiquement un seul individu, même s’il couvre environ 72 m². (1,5)
4. d)Les fruits légers à soies sont emportés par le vent vers des étangs éloignés, que les rhizomes ne peuvent pas atteindre : la reproduction sexuée assure la dispersion lointaine. Elle crée aussi des combinaisons d’allèles nouvelles : des descendants variés, dont certains peuvent résister à une maladie ou à un changement du milieu qui toucherait tout le clone. (1,5)

Méthode — Un rhizome se reconnaît comme une tige à ses nœuds, ses bourgeons et ses feuilles, même réduites à des écailles.

1. a)$3800÷45\approx 84$ : la concentration est divisée par environ 84 entre 5 m et 200 m. (2)
2. b)Seigle : énormément de pollen dans l’air, encore présent à 200 m (doc. 1) ; fleurs sans pétales ni nectar, étamines pendantes, stigmates plumeux (doc. 2) : indices concordants de pollinisation par le vent. Phacélie : presque pas de pollen dans l’air malgré la floraison (26 grains/m³ à 5 m, 0 à 200 m) ; fleurs colorées, nectar, pollen collant, visites d’abeilles : pollinisation par les insectes, le pollen restant dans la fleur ou sur le corps des butineurs. (2)
3. c)Sous un filet qui arrête les insectes mais laisse passer le pollen, les épis forment presque autant de grains (82 %) que les épis libres (85 %) : les insectes ne sont pas nécessaires. Dans un sachet qui arrête le pollen venu d’ailleurs, l’épi ne dispose que du pollen de son propre pied : 3 % seulement. Le pollen du même pied ne féconde presque pas : le seigle a besoin du pollen d’autres pieds, apporté par le vent. C’est une auto-incompatibilité, qui impose la fécondation croisée. (2)
4. d)Les plantes anémogames libèrent d’énormes quantités de pollen léger et sec, qui reste en suspension dans l’air respiré, parfois loin du champ ; le pollen des plantes pollinisées par les insectes, collant et peu abondant, est rarement inhalé. Conseil : s’éloigner des champs de seigle en floraison ; à 200 m, l’air contient environ 84 fois moins de pollen qu’à 5 m (45 grains/m³ contre 3 800). (2)

Méthode — Comparer deux lots qui ne diffèrent que par un facteur : filet (insectes exclus) contre libres, puis sachet (pollen étranger exclu) contre filet.