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SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2) |
SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2) IntroSV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2)
L'étude de la respiration chez les Métazoaires et l'étude de la nutrition et du développement post-embryonnaire chez les Angiospermes sont l'occasion de présenter les interactions étroites entre les organismes et leur environnement, biotique et abiotique, et de caractériser des adaptations anatomiques, morphologiques ou physiologiques, observables à différentes échelles.
La fonction de respiration permet d'envisager les échanges gazeux entre l'organisme et son milieu de vie en relation avec les besoins physiologiques. Dans des milieux de vie comparables, on identifie des homologies et des convergences dans l'organisation des différentes structures.
L'analyse du fonctionnement et du développement d'un Angiosperme se construit autour de plusieurs problématiques.
L'organisme fixé, vivant à l'interface entre sol et atmosphère, puise ses ressources dans ces deux environnements assurant ainsi sa nutrition. Des corrélations trophiques et hormonales au sein de l'organisme assurent le fonctionnement intégré du végétal, en relation avec le rythme saisonnier en régions tempérées.
Les spécificités du développement végétatif et reproducteur des Angiospermes, en particulier la plasticité phénotypique, sont également à mettre en relation avec leur mode de vie fixée et l'intégration de signaux environnementaux. Certaines de ces adaptations rendent compte de convergence ou de régression évolutive entre les taxons.
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SV-B-1 La respiration : une fonction en interaction directe avec le milieu (BCPST 1) |
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SV-B-2 Nutrition des Angiospermes en lien avec le milieu (BCPST 1) |
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SV-B-2-1 Absorption d'eau et d'ions dans le milieu de vie |
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La plante prélève la solution du sol par une absorption racinaire sélective d'eau et d'ions minéraux mettant en action des échanges transmembranaires.
Cette absorption s'effectue soit directement à partir de la solution du sol par des poils absorbants soit, le plus souvent, grâce au fonctionnement de mycorhizes. Les mycètes impliqués dans ces associations symbiotiques augmentent la surface d'absorption mais assurent aussi une protection physico-chimique contre les agents pathogènes.
L'absorption de l'eau suit les différences de potentiel hydrique dans la racine.
Il existe des voies de circulation symplasmique et apoplasmique.
L'absorption d'eau et d'ions est à l'origine de la sève brute qui circule dans le xylème.
La transpiration foliaire et la poussée racinaire constituent deux moteurs complémentaires d'ascension de la sève brute.
Précisions et limites :
L'étude anatomique se base sur des coupes transversales de limbe de feuille et des coupes transversales et longitudinales de tiges et racines.
La reconnaissance des tissus sur les coupes microscopiques colorées au carmino-vert concerne : les parenchymes (chlorophyllien et de réserve), le xylème, le phloème, l'épiderme, le rhizoderme, l'endoderme, le sclérenchyme, le collenchyme et les méristèmes.
L'identification des organes et de la position systématique à partir de préparations microscopiques s'appuie sur une clef de détermination simple.
Seul le fonctionnement général d'une mycorhize est à connaître, aucun mécanisme moléculaire n'est exigible. Pour les endo mycorhizes, on se limite à l'observation des structures arbusculaires.
L'étude anatomique se poursuit en BCPST 2 lors de séances portant sur le développement et les adaptations au milieu de vie.
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- Mettre en lien les caractéristiques cellulaires des poils absorbants avec leur rôle.
- Caractériser les différentes modalités des échanges transmembranaires permettant l'absorption de la solution du sol.
- Estimer le sens et l'intensité des flux d'eau et d'ions à partir de valeurs de potentiel hydrique et de potentiel électrochimique.
- Réaliser ou exploiter des préparations microscopiques (colorées au carmino-vert ou bleu coton-lactique) pour :
• identifier les caractéristiques structurales des ectomycorhizes et endomycorhizes ;
• repérer les différents tissus traversés par la solution hydrominérale dans une racine ;
• identifier les tissus conducteurs dans des coupes transversales et/ou longitudinales de racine, de tige et de limbe de feuille.
- Identifier dans une coupe d'organe végétatif d'Angiosperme les principaux tissus et relier leur structure avec leur fonction.
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SV-B-2-2 Échanges gazeux avec le milieu de vie |
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SV-B-2-3 Distribution des assimilats photosynthétiques au sein du végétal |
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SV-B-3 Le développement post-embryonnaire des Angiospermes : adaptations et plasticité phénotypique (BCPST 2) |
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SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1) |
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SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1) |
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SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1) |
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SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2) |
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SV-G Reproduction (BCPST 2) |
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SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) |
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SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2) |
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SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1) |
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SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2) |