TP 3 Fleur fruit chez les plantes_S_DALAINE

L’objectif de ce TP est de comprendre comment l’organisation structurale d’une fleur favorise sa pollinisation*.*pollinisation: transport du grain de pollen de son lieu d'émission (anthère d'étamine) à son lieu de germination

TP3 Organisation florale et adaptation à la pollinisation

La vie fixée de la plante

7. Les gènes homéotiques: ABC 8. Etude de mutants chez l'Arabette9. BILAN10. Sitographie

INDEX

1. Problème à résoudre 2. Contextualisation: conseil pour apicultrice3. Angiosperme entomophile vs anémophile 4. Les protocoles sur les organes floraux 5. Travaux d'élèves 6. Conclusion: choix de l'Angiosperme

Les plantes Angiospermes (plantes à fleurs) pratiquent la reproduction sexuée, ie mécanisme méiotique produisant des gamètes (spermatozoïdes contenus dans les grains de pollen et ovules contenus dans les ovaires) et fécondation (rencontre et fusion des gamètes). Or la fécondation, rencontre aléatoire de deux gamètes, repose sur la mobilité d'au moins un des deux gamètes.Quelles sont les stratégies adaptatives des Angiospermes permettant la reproduction sexuée, et le brassage allélique, malgré les contraintes de la vie fixée?

La plante, à l'interface air-sol est fixe.

Rédiger sur votre copie votre stratégie de résolution après avoir lu les ressources de la page suivante.

Proposer une démarche d'investigation réaliste permettant de déterminer parmi les deux espèces vendues par l'horticulteur, celle qui devra être choisie par Mme Dalaine pour entreprendre sa reconversion.

Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème

Madame Dalaine (d'un narcissisme débordant) souhaite installer une ruche pour des abeilles mélifères (qui fabriquent du miel). Elle cherche chez un horticulteur, M. Gérard Nium, quelles variétés d'Angiospermes cultiver dans ses balconières afin de lancer sa reconversion en apicultrice. M. Nium lui propose deux plantes cultivables dans des balconières. Aidez Mme Dalaine à choisir la bonne espèce d'Angiosperme afin de mener à bien son projet.

Mise en situation et recherche à mener

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Vous disposez de deux plantes, Angiospermes. L'une est entomophile, ie que son vecteur de pollinisation est l'insecte, et une autre anémophile, dont le vecteur de pollinisation est le vent.

PLANTE ENTOMOPHILE VS PLANTE ANEMOPHILE

Remettre le poste de travail en état

Evaluer une densité de grains de pollen pour les deux espèces

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Estimer la taille de chaque grain de pollen

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Réaliser une préparation microscopique des grains de pollen des deux espèces

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Réaliser une dissection florale comparative des deux Angiospermes fournies

Etape 2 : mise en oeuvre d'un protocole

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Protocole de dissection et réalisation d'un diagramme florale.

Légendes à rendre fonctionnelles

erreur de localisation de l'étamine

Sous la forme de votre choix, traiter les données obtenues pour les communiquer.

Présenter les résultats pour les communiquer.

Stigmate

Ovaire

filet d'étamine

Anthère d'étamine

Stigmate: surface de réception et de germination des grains de pollen après leur dépôt

Coupe transversale dans l'ovaire laissant apparaître 3 carpelles soudés, et les ovules au centre de la photo

Anthères recouvertes de grains de pollen

Les pièces fertiles d'une fleur de Tulipe

Style

Pistil (= carpelle)

anthère

filet staminal

étamines

pédoncule floral

pétales

Stigmate

Les pièces fertiles d'une fleur de cerisier

150 µm

grains de pollen d'Alstromeria

grain de pollen de Courge

Observation de grains de pollen au MO après coloration à la fuchsine

Observer les nombreuses invaginations qui augmentent la surface d'échange, stratégie adaptative face aux contraintes de la vie fixée

Observation de papilles stigmatiques au MO

Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

Exploiter les résultats obtenus pour conseiller Mme Dalaine dans l'achat des plantes à cultiver sur son balcon.

Dans cette 2nde partie, on cherche à mettre en évidence des gènes de développement (= gènes homéotiques) impliqués dans la mise en place des pièces stériles (sépales, pétales) et des pièces fertiles (étamines, carpelles) des fleurs.

Des gènes de développement et des fleurs

Compléter le tableau ci-dessous à l’aide de l'observation à la loupe binoculaire des 3 mutants mis à votre disposition.

Les 3 gènes A,B,C impliqués dans le développement de la fleur des Angiospermes

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FLEUR SAUVAGE d'ARABETTE DES DAMES:

Mutation du gène A: type Apetala

Mutation du gène B: type pistillata

Mutation du gène C: type Agamous

Diversité des modèles ABC chez les Angiospermes (plantes à fleurs)

NYMPHEAS: SUREXPRESSION DE B

Stratégie de résolution réaliste

Vous êtes capable de conseiller Mme Dalaine pour sa reconversion en apicultrice

Les gènes homéotiques ABC

Vous êtes capable d'expliquer le contrôle génétique de l'organisation en cercles concentriques des sépales, pétales, étamines, carpelles (SPEC)

Les grains de pollen

Vous êtes capable de réaliser une préparation microscopique à partir d'anthères, de mesurer le diamètre d'un grain, de dénombrer les grains sur un champ d'observation

Identifier et établir des relations structure-fonction des pièces stériles et fertiles: sépales, pétales, pistil, stigmate, étamines, anthère, grain de pollen, carpelle

L'organisation de la fleur des Angiospermes

BILAN

Gènes homéotiques, ENS Lyon

Apibotanica

site sur les grains de pollen

Pour aller plus loin...