Karamö, le prof virtuelLeçon 8 sur 28
La reproduction sexuée des plantes à fleurs
Je sais décrire les organes de la fleur et expliquer comment la pollinisation et la fécondation transforment la fleur en fruit contenant des graines.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 3 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Nommer et situer les pièces de la fleur et identifier ses organes reproducteurs mâles et femelles
- Expliquer la pollinisation (directe, croisée) et ses agents
- Décrire la fécondation et la transformation de la fleur en fruit et de l'ovule en graine
Avant de commencer : Les leçons « Reproduction et peuplement des milieux » (gamètes, fécondation) et « La reproduction des plantes ».
1Je découvre
Au début de la saison sèche, les manguiers des vergers de Kindia se couvrent de petites fleurs jaunâtres groupées en grappes. Fanta remarque que des abeilles, des mouches et d'autres insectes bourdonnent sans arrêt autour des arbres. Quelques semaines plus tard, à la place de certaines fleurs, de toutes petites mangues vertes apparaissent ; mais beaucoup d'autres fleurs sont tombées sans rien donner.
Dans le jardin, sa mère lui montre une fleur d'hibiscus rouge. Au centre, une longue colonne porte à son sommet cinq petits boutons, et tout autour, une poussière jaune colle aux doigts.
« Cette poussière jaune, c'est le pollen, dit sa mère. Sans lui, pas de fruits. » Fanta se demande : pourquoi certaines fleurs deviennent-elles des fruits et d'autres non ? Et quel est le rôle des insectes ?
Comment une fleur se transforme-t-elle en fruit contenant des graines, et quel est le rôle du pollen et des insectes dans cette transformation ?
2Je comprends
1. La fleur, organe de la reproduction sexuée
Chez les plantes à fleurs, la fleur contient les organes reproducteurs. Une fleur complète est formée de quatre ensembles de pièces, disposées en cercles, de l'extérieur vers l'intérieur, sur le réceptacle (l'extrémité élargie du pédoncule, la petite tige qui porte la fleur).
- Le calice, formé des sépales, souvent verts : il protège la fleur en bouton.
- La corolle, formée des pétales, souvent colorés et parfumés : elle attire les insectes.
- L'androcée, organe mâle, formé des étamines. Chaque étamine comprend un fin filet qui porte une anthère. L'anthère contient le pollen : des grains de pollen qui renferment les gamètes mâles.
- Le gynécée (ou pistil), organe femelle, au centre. Il comprend le stigmate (sommet collant qui reçoit le pollen), le style (colonne) et l'ovaire (partie renflée à la base). L'ovaire contient un ou plusieurs ovules, et chaque ovule renferme un gamète femelle, l'oosphère.
Le calice et la corolle ne participent pas directement à la reproduction : ce sont les enveloppes florales. Les étamines et le pistil sont les organes reproducteurs.
- 1Calice (sépales) : protège le bouton floral
- 2Corolle (pétales) : attire les insectes par sa couleur et son parfum
- 3Androcée (étamines = filet + anthère) : organe mâle, produit le pollen
- 4Gynécée ou pistil (stigmate + style + ovaire) : organe femelle, contient les ovules
La plupart des fleurs (hibiscus, flamboyant, haricot, oranger) possèdent à la fois étamines et pistil : elles sont hermaphrodites. D'autres plantes ont des fleurs unisexuées : fleurs mâles (étamines seulement) et fleurs femelles (pistil seulement). Chez le maïs, la panicule au sommet de la tige porte les fleurs mâles, et l'épi (avec ses « cheveux », qui sont les styles et stigmates) porte les fleurs femelles. Chez le papayer, il existe des pieds mâles et des pieds femelles.
2. La pollinisation
La pollinisation est le transport du pollen de l'anthère d'une étamine jusqu'au stigmate d'un pistil.
- Pollinisation directe (autopollinisation) : le pollen tombe sur le stigmate de la même fleur ou d'une fleur du même pied. Exemples : l'arachide, le haricot, le riz.
- Pollinisation croisée : le pollen d'une fleur est transporté sur le stigmate d'une fleur d'un autre pied de la même espèce. Exemples : le maïs, le manguier, le papayer. Les descendants sont alors plus variés.
Les agents de la pollinisation :
| Agent | Caractères des fleurs | Exemples |
|---|---|---|
| Les insectes (abeilles, papillons, mouches) | fleurs colorées, parfumées, avec du nectar sucré ; pollen collant | hibiscus, manguier, oranger, cotonnier |
| Le vent | fleurs discrètes, sans parfum ; pollen très abondant, léger et sec ; stigmates plumeux | maïs, riz, fonio, mil |
| Les oiseaux et les chauves-souris | grandes fleurs riches en nectar | fleurs de certains grands arbres |
| L'homme | pollinisation à la main | vanillier, palmier dattier |
L'abeille qui vient boire le nectar se couvre de pollen, puis le dépose sur le stigmate de la fleur suivante : sans le savoir, elle assure la pollinisation. C'est pourquoi on dit que les abeilles sont précieuses pour les vergers.
3. La fécondation
Quand un grain de pollen arrive sur un stigmate de la même espèce, il germe : il forme un long tube pollinique qui s'enfonce dans le style et descend jusqu'à l'ovaire, puis pénètre dans un ovule. Le tube transporte les gamètes mâles. Un gamète mâle s'unit au gamète femelle (l'oosphère) : c'est la fécondation. Elle donne une cellule-œuf, qui se développera en embryon (la future plantule).
Chaque ovule doit être fécondé par le contenu d'un grain de pollen. Un fruit qui contient 20 graines a donc reçu au moins 20 grains de pollen efficaces.
4. La transformation de la fleur en fruit
Après la fécondation, la fleur se transforme :
- les pétales, les étamines, le style et le stigmate se fanent et tombent (le calice persiste parfois, comme chez l'aubergine ou la tomate) ;
- chaque ovule fécondé devient une graine ; l'embryon s'y entoure de réserves et d'une enveloppe protectrice, le tégument ;
- la paroi de l'ovaire grossit et devient la paroi du fruit (le péricarpe).
Le fruit est l'ovaire transformé après la fécondation ; il contient les graines, qui sont les ovules transformés.
Si la pollinisation ne se fait pas (pluie, manque d'insectes, harmattan trop fort), il n'y a pas de fécondation : la fleur fane et tombe sans donner de fruit. C'est ce qu'a observé Fanta sous les manguiers.
- ovaire
- paroi de l'ovaire
- ovule
- oosphère + gamète mâle
- pétales, étamines, style, stigmate
- fruit
- paroi du fruit (péricarpe)
- graine
- cellule-œuf puis embryon (plantule)
- se fanent et tombent
- 1Formation du pollen dans les anthères et des ovules dans l'ovaire
- 2Pollinisation : le pollen est transporté jusqu'au stigmate (insectes, vent)
- 3Germination du grain de pollen : le tube pollinique descend dans le style
- 4Fécondation : un gamète mâle s'unit à l'oosphère dans l'ovule
- 5L'ovule devient graine, l'ovaire devient fruit
- 6Dispersion des graines, puis germination d'une nouvelle plante
5. Des fruits variés
On distingue les fruits charnus, dont la paroi est épaisse et juteuse (mangue, orange, papaye, tomate), et les fruits secs, dont la paroi est sèche (gousse d'arachide et de haricot, grain de maïs ou de riz). Attention : dans le langage scientifique, la tomate, le gombo, l'aubergine et le piment sont des fruits, car ils proviennent de l'ovaire et contiennent des graines.
Le grain de maïs, de riz ou de fonio est un fruit particulier, sec, qui ne contient qu'une seule graine soudée à la paroi.
Méthode
Pour montrer qu'un organe est un fruit :
- Je vérifie qu'il provient de la fleur (il apparaît à la place de la fleur, parfois avec les restes du calice ou du style).
- Je l'ouvre et je cherche des graines à l'intérieur.
- Je relie : paroi du fruit = ancienne paroi de l'ovaire ; graines = anciens ovules fécondés.
- Je conclus : c'est un fruit, même s'il est cuisiné comme un légume.
Exemple
Le gombo est-il un fruit ?
Le gombo apparaît à la place de la fleur jaune du gombo, après la floraison.
Quand on le coupe, on voit de nombreuses petites graines rondes, rangées dans des loges.
Sa paroi provient de la paroi de l'ovaire, ses graines des ovules fécondés.
Conclusion : le gombo est un fruit (un fruit sec à maturité, qu'on cueille jeune pour la cuisine).
Exemple
Expliquer une expérience de pollinisation.
Sur un papayer femelle, Ousmane enferme 10 fleurs dans des sachets de tissu fin avant leur ouverture ; il laisse 10 autres fleurs libres.
Résultat : les 10 fleurs enfermées tombent sans donner de fruits ; 7 fleurs libres donnent des papayes.
Explication : les sachets ont empêché le pollen (apporté par les insectes depuis un papayer mâle) d'atteindre les stigmates ; sans pollinisation, pas de fécondation, donc pas de fruit.
Pourcentage de fleurs libres transformées en fruits : 7 ÷ 10 × 100 = 70 %.
3Je retiens
Je retiens
La fleur comprend le calice (sépales), la corolle (pétales), l'androcée (étamines : organe mâle) et le pistil (stigmate, style, ovaire : organe femelle).
Le pollen, produit par les anthères, contient les gamètes mâles ; l'ovule, dans l'ovaire, contient le gamète femelle (oosphère).
Pollinisation : transport du pollen de l'anthère au stigmate, directe ou croisée, par les insectes, le vent, les oiseaux ou l'homme.
Fécondation : union d'un gamète mâle et de l'oosphère dans l'ovule, grâce au tube pollinique ; elle donne une cellule-œuf.
Après la fécondation : l'ovule devient graine, l'ovaire devient fruit ; sans pollinisation, pas de fruit.
4Erreurs fréquentes
- Confondre pollinisation et fécondation : la pollinisation est le transport du pollen jusqu'au stigmate ; la fécondation est l'union des gamètes, plus tard, dans l'ovule.
- Confondre ovule et ovaire : l'ovaire est l'enveloppe qui devient le fruit ; les ovules sont à l'intérieur et deviennent les graines.
- Dire que la tomate ou le gombo sont des légumes au sens scientifique : ce sont des fruits, car ils contiennent des graines et proviennent de l'ovaire.
- Croire que les pétales servent à la reproduction : ils attirent les insectes, mais ce sont les étamines et le pistil qui produisent les gamètes.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Cite les quatre ensembles de pièces d'une fleur, de l'extérieur vers l'intérieur.
b) Quelles sont les parties d'une étamine ? Et celles du pistil ?
c) Définis la pollinisation et la fécondation.
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a) Le calice (sépales), la corolle (pétales), l'androcée (étamines) et le gynécée ou pistil.
b) Étamine : filet et anthère. Pistil : stigmate, style et ovaire (contenant les ovules).
c) La pollinisation est le transport du pollen de l'anthère jusqu'au stigmate. La fécondation est l'union d'un gamète mâle (apporté par le tube pollinique) et du gamète femelle (l'oosphère) dans l'ovule ; elle donne une cellule-œuf.
2Exercice 2
Complète : « Après la fécondation, l'… devient la graine et l'… devient le fruit. Les pétales et les étamines … »
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« Après la fécondation, l'ovule devient la graine et l'ovaire devient le fruit. Les pétales et les étamines se fanent et tombent. »
3Exercice 3
Classe ces plantes selon leur principal agent de pollinisation (insectes ou vent) et justifie avec un caractère de la fleur : maïs, hibiscus, riz, oranger, manguier, mil.
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- Pollinisation par le vent : maïs, riz, mil. Leurs fleurs sont discrètes, sans pétales colorés ni parfum, et produisent un pollen abondant et léger.
- Pollinisation par les insectes : hibiscus, oranger, manguier. Leurs fleurs sont colorées ou parfumées et produisent du nectar qui attire les insectes.
4Exercice 4
Un fruit de gombo contient 60 graines.
a) Combien d'ovules ont été fécondés, au minimum ?
b) Combien de grains de pollen ont dû germer au minimum sur le stigmate ?
c) Pourquoi certaines fleurs de gombo tombent-elles sans donner de fruit ?
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a) 60 ovules au minimum : chaque graine provient d'un ovule fécondé.
b) 60 grains de pollen au minimum : chaque ovule est fécondé grâce au tube pollinique d'un grain de pollen.
c) Parce que la pollinisation ne s'est pas faite (pas d'insecte, pluie, vent) ou que la fécondation a échoué : sans fécondation, l'ovaire ne se transforme pas en fruit.
5Exercice 5
(Type examen) Un chercheur réalise l'expérience suivante sur 3 lots de 20 fleurs d'une même plante.
- Lot A : fleurs laissées libres. Résultat : 16 fruits.
- Lot B : fleurs enfermées dans un sachet de tissu fin avant leur ouverture. Résultat : 0 fruit.
- Lot C : fleurs enfermées dans un sachet, puis pollinisées à la main avec du pollen d'une autre plante de la même espèce. Résultat : 15 fruits.
a) Calcule le pourcentage de fleurs transformées en fruits dans chaque lot.
b) Compare les lots A et B : que montre cette comparaison ?
c) Que montre le lot C ?
d) Quel est probablement l'agent de pollinisation de cette plante dans la nature ? Justifie.
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a) Lot A : 16 ÷ 20 × 100 = 80 %. Lot B : 0 ÷ 20 × 100 = 0 %. Lot C : 15 ÷ 20 × 100 = 75 %.
b) La seule différence entre A et B est le sachet, qui empêche le pollen d'arriver sur les fleurs. Sans pollen, aucun fruit ne se forme : la pollinisation est indispensable à la formation des fruits.
c) Le lot C montre que ce n'est pas le sachet lui-même qui empêche la formation des fruits : si on apporte le pollen à la main, les fruits se forment (75 %). C'est donc bien l'arrivée du pollen qui compte.
d) Probablement les insectes (ou le vent). Le sachet de tissu fin empêche les insectes d'atteindre les fleurs et arrête aussi la plus grande partie du pollen transporté par le vent ; pour trancher, il faudrait observer la fleur : si elle est colorée, parfumée et riche en nectar, l'agent est l'insecte.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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