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1) Le document 1 représente vue tige fleurie de
Giroflée :
a) Donnez un titre aux parties du document de lA à 1
E
b) Annotez les différents éléments de 1 F
représentant une fleur en coupe transversale - vue de dessus -
(à découper et coller sur la copie), donnez le
rôle de chacun des éléments.
Question 1 notée sur 2 points.
2) Afiu d'obtenir l'élément 1 E, la pollinisation
est nécessaire.
Le document 2 A parle d'une aide à la pollinisation.
a) Emettez des hypothèses quant aux aides
extérieures à la fleur (documents 2 B - 2 C - 2 D ).
Justifiez.
b) Analysez en une phrase chacun des documents 2 E - 2 F - 2G
- 2 H.
c) A partir de vos hypothèses et de l'analyse
précédente, recherchez les effets et les limites de ces
aides extérieures,
Question 2 notée sur 2 points.
3) Représentez graphiquement les données du tableau du document 2 1. Analysez.
Question 3 notée sur 1,5 point.
4) On met à germer plusieurs lots identiques de graines,
les uns à la lumière, les autres à
l'obscurité, toutes les autres conditions étant
exactement les mêmes pour tous les lots. Tous les 5 jours, on
prélève l'un des lots placés à la
lumière et l'un des lots placés dans
l'obscurité. Pour chacun des deux on détermine la masse
de matière sèche contenue dans les graines et les
jeunes plantes qui en sont issues.
Les résultats exprimés en paumes de matière
séche sont représentés sur le graphique du
document 3.
Expliquez les variations de masses du lot de graitles mises à germer à la lumière.
Question 4 notée sur 2 points
5) A partir des données des questions précédentes, représentez sous la forme d'un schéma, le cycle de vie d'une plante à fleur.
Question 5 notée sur 0, 5 point.
NB. : le barème, donné à titre indicatif esr susceptible d'être modifié à la correction.
1
2A
Texte de Rémy CHAUVIN : « Traité de Biologie
de l'Abeille » Masson 68
Chez une grande quantité de plantes le pollen ne parvient pas
de lui-même au pistil et par conséquent la graine ou le
fruit ne se formera pas ou très mal, les carpelles des fruits
pourront ne pas contenir de graines...
La raison de cette difficulté à former sans aide une
graine ou un fruit peut venir de l'autostérilité comme
chez les arbres fruitier. Un pommier ne peut se féconder avec
son propre pollen, il lui faut celui d'un autre pommier. Ou encore
les étamines sont très loin du pistil qui est au fond
de la corolle ou ne peuvent l'atteindre par suite de la conformation
de la fleur... Il arrive aussi que les végétaux soient
dioïques, c'est à dire qu'il existe des pieds mâles
et des pieds femelles séparés ; ou encore que le calice
des fleurs femelles reste fermé plus longtemps que celui des
fleurs mâles...
2B
Influence du mode de pollinisation, chez la
févérole sur le rendement en graines (d'après
Free, 1966).
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Plantes sous cage sans insectes |
Plantes en plein champ |
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Nombre de graines par plante |
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Masse de graines par plante (g) |
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2C
Influence de la présence d'abeilles sur la production
grainière de Brassica sp. (d'après Sakharov, 1956)
(Chou )
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Production moyenne de par plante |
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Masse de1000 graines (en g) |
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Pourcentage de germination |
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2D
Remarque: le vent souffle dans la direction du pistil.
2E
Influence des insectes pollinisateurs sur la production
grainiére de la carotte
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Production de graines (en kg / 40 ares) |
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2F
Influence de l'abeille domestique sur la production de graines de
Cichorium intybus (chicorée)
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2G
2H
2I
Effet de la visite des abeilles sur la production en huile de
tournesol (l'huile est fabriquée par pressage des graines de
tournesol)
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richesse en matière grasses en grammes par fleur |
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nombre de fleurs (60 fleurs étudiées toutes visitées par les abeilles) |
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nombre de fleurs (52 fleurs étudiées non visitées par les abeilles) |
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Le document 4 constitue une production d'éléve
à propos de volcan.
l) Quand obtient-on ce document ? Question 1 notée sur 0, 5
point.
2) Comment l'utiliseriez- vous ? Question 2 notée sur 1
point.
3) Y a-t-il des erreurs ? Si oui, rectifiez-les à votre
niveau de formulation. Question 3 notée sur 2
points.
4) Donnez les deux grands types d'éruption volcanique
considérés à l'école
élémentaire. Question 4 notée sur 0, 5
point.
l) Le document 5 résulte de l'expression orale d'enfants de
cycle II répondant à la question : Que devient 1a fleur
?
a) Relevez les notions biologiques sous-jacentes. (Reprendre les
numéros des affirmations comspondantes).
b) Comment le maître peut-il utiliser ces affirmations lors de
sa préparation ? Dans sa démarche pédagogique ?
Question 1 notée sur 2 points.
2) Les Instructions officielles de 1995 prévoient entre autres, dans la Découverte du Monde, l'étude des manifestations « de la vie végétale » chez des « plantes typiques de la région ou connues des enfants ».
Les compléments aux programmes de 1985 précisent
pour cette étude les objectifs de connaissance et indiquent
notamment :
« Seules les plantes à fleurs produisent des graines :
une fleur donne un fruit qui contient des graines ; cette
transformation ne se produit que s'il y a eu fécondation
»
A l'exclusion d'une recherche documentaire, quelles activités
(au moins 3) et quel(s) matériel(s) envisageriez-vous pour
parvenir à ces notions ? Vous préciserez, en plus, pour
chaque activité, les objectifs méthodologiques
développés.
Question 2 notée sur 3 points.
3) Quellcs seraient les traces écrites obtenues au cours des activités précédentes.
Question 3 notée sur 3 points.
Que devient la fleur ?
l- Elle va se faner
2- A la fin on a des haricots
3- Parfois c'est des petites boules
4- Au début c'est tout vert et après on a une fleur
pour faire joli
5- Quand il y a une fleur qui meurt après il y en a des
autres
6- L'herbe, elle a pas de fleurs
7- Si il n'y a qu'une fleur après il n'y a plus rien
1er volet - 1ère
partie: (8 points)
1) (2) a)
doc 1A: partie terminale fleurie d'une tige de giroflée
("fleur" est inexact car c'est "inflorescence" composée de
plusieurs fleurs)- 1B: une fleur (vue perspective) - 1C: coupe
longitudinale d'une fleur - 1D: organes reproducteurs d'une fleur
(pièces fertiles mâles et femelle: androcée et
gynécée) - 1E: fruit (gousse: fruit sec
déhiscent) avec graines
1) b) 1F: diagramme floral: de l'extérieur vers
l'intérieur on distingue d'abord 2 cycles de pièces
stériles formant le périanthe: les 4 sépales,
externes, et les 4 pétales, plus
internes: elles sont toutes deux colorées et ont un rôle
protecteur (des pièces fertiles) et attracteur des insectes
pollinisateurs (couleurs vives); un cycle de 6 étamines,
pièces fertiles mâles formant l'androcée, au sein
desquelles se forment les grains de pollen qui donneront naissance
aux gamètes mâles (2 spermatozoïdes
se formeront à l'extrémité du tube pollinique
issu de la "germination" du grain de pollen qui atteindra le stigmate
d'un carpelle); puis le gynécée formé par
un carpelle dont l'unique ovaire
montre en coupe 2 loges contenant
chacune 2 ovules, qui sont les structures femelles qui contiennent le
sac embryonnaire, homologue femelle du grain de pollen, et contenant
elles aussi les gamètes femelles (oosphère et
cellules du sac habituellement qui seront fécondés
chacune par un spermatozoïde lors de la double
fécondation).
2) (2)
a)Les
documents 2B, 2C et 2D ne doivent pas vraiment être
analysés mais servir à justifier les différents
types d'aide à la pollinisation:
* les insectes (pollinisation entomophile)
constituent la première aide: leur rôle est mis en
évidence dans le doc 2B et 2C; en effet, chez la
féverole (2B), la mise sous cage des plantes de façon
à éviter le contact avec les insectes fait chuter non
seulement le nombre moyen de graines par plante (14,5 au lieu de
31,9) mais au la masse des graines par plante (10,0 g au lieu de 21,4
g). De la même façon, chez le chou (Brassica sp.) une
pollinisation en présence de nombreuses abeilles multiplie
d'un facteur 50 la production de graines par plante par rapport
à la pollinisation libre et par 2,5 la masse des graines, tout
en favorisant le pourcentage de germination (près du
double).
* l'autopollinisation, qui se fait essentiellement par
gravité (on parler aussi de pollinisation géophile) est
peu efficace chez le chou (doc 2C) car aucune
graine ne germe, même si quelques graines se forment. Par
contre le vent (pollinisation anémophile)
est un facteur beaucoup plus efficace d'aide à la
pollinisation comme le montre le document 2D (on ne connaît pas la plante): en cas de vent faible on ne dépasse
guère 5% de pollinisation au-delà de 5 mètres de
distance entre les étamines qui libèrent le pollen et
le pistil qui reçoit celui-ci. Par contre, par vent moyen on
atteint encore 10% de pollinisation dès 7 mètres et
au-delà. Pour un vent fort c'est 18% de pollinisation qui sont
atteint au-delà de 10 mètres. Pour des distances plus
proches les pourcentages sont bien sûr plus
élevés (près de 40%) mais décroissent
vite dès que l'on éloigne de plus de 2 mètres la
source de pollen et le pistil récepteur.
* d'autres aides à la pollinisation existent: animaux autres
que les insectes (pollinisation zoophile), pollinisation par l'homme
(anthropophile), par l'eau (hydrophile)...
2) b) 2E: les abeilles domestiques sont d'excellents
pollinisateurs de la carotte ainsi que les petits insectes qui ne
sont cependant pas les seuls insectes pollinisateurs.
2F:
Le poids moyen des graines de Cicochium intybus
(Chicorée) augmente si la distance de la culture au ruches
d'abeilles est plus faible et donc qu'il y a plus d'abeilles par
unité de surface dans le champ.
2G:
La production de graines de trèfle violet augmente avec le
nombre d'abeilles par hectare jusqu'à une production maximale
de 6000 graines par m2 atteint pour une population d'environ 15000
abeilles par hectare.
2H:
On peut mettre en relation la forme du fruit du pommier (pomme) et du
poirier (poire) en fonction de la présence ou de l'absence ou
encore du nombre de pépins (graines); une loge carpellaire
sans pépin (pas de graine) correspondant à un
côté du fruit moins développé que celui
d'une loge avec pépin.
2) c) la pollinisation, si l'on se réfère aux exemples
fournis, est essentiellement
entomophile et repose donc pour
certaines espèces entièrement sur l'activité des
insectes (attirés par les couleurs, souvent
des pièces du périanthe, mais aussi la forme de certaines
fleurs qui miment des insectes (?) et surtout par la présence
de nectars (solutions sucrées
sécrétées par les pièces du
périanthe et souvent recueillis dans un éperon
nectarifère dans lequel les insectes comme les papillons
plongent leur trompe; le miel des abeilles n'a pas d'autre origine);
des odeurs (substances chimiques volatiles) attractives sont
aussi produites par les fleurs pour attirer les insectes...). En
absence de pollinisation, il n'y a pas de fécondation, et donc
absence de graines. Si parfois cependant certaines graines se forment
elles sont incapables de germer. Cette dépendance est
certainement une contrainte. Cependant si l'autofécondation
était fréquente et facile, on observerait
peut-être une dégénérescence des
espèces comme on le voit dans le cas de consanguinités
chez l'homme. En fait, d'une manière très
générale, tant chez les animaux que chez les
végétaux, il existe de très nombreuses
barrières (génétiques, chimiques,
mécaniques, comportementales...) à l'autofécondation.
3) (1,5) 
Le tableau et donc cet histogramme est vraiment difficile à
"comprendre". On a fait des groupes (de 1 à 18, en abscisses)
correspondant à une richesse croissante en matière
grasse des graines (mesurée en g par fleur). Pour chaque
groupe on compte le nombre de "fleurs" c'est-à-dire
d'inflorescences (112 au total) dont les fleurs ont été
visitées par les abeilles (en rouge) (60 au total) et celles
qui n'ont pas été visitées (52 au total) par les
abeilles. On note donc que les inflorescences visitées ont une
richesse en matière grasse moyenne plus élevée
(moyenne autour de 15 g par inflorescence) que celles non
visitées (moyenne autour de 10 g par inflorescence).
4) (2) On observe que après 5 jours de décroissance de la masse des graines des lots mis à germer tant à l'obscurité qu'à la lumière, le lot mis à germer à la lumière présente un accroissement de sa masse sèche qui se traduit d'abord (de 5 à 10 jours) par une baisse moins sensible de masse (que pour les graines à l'obscurité) puis, de 10 à 15 jours, par une augmentation faible de masse et enfin, à partir de 15 jours par une augmentation rapide de la masse sèche. Le nouveau phénomène mis ici en évidence à partir du 5ème jour est la production de matière organique par la plante en cours de germination: c'est une plante autotrophe (vis-à-vis du carbone notamment) et qui fabrique donc sa propre matière organique à partir de la matière minérale du milieu (ici le gaz carbonique qui fournit le carbone et les nitrates du sol ou des solutions nutritives qui fournissent l'azote). Ce phénomène est la photosynthèse qui a lieu à la lumière. Elle se superpose à la respiration (dégradation de matière organique) qui est la seule présente dans les graines placées à l'obscurité. Du 5ème jour au 10ème jour la photosynthèse est encore trop faible pour contrebalancer la respiration (on parle de point de compensation non atteint); ce qu'elle fait à partir du 10ème jour. Si l'on met en relation la courbe avec les schémas de la jeune plante on observe que les cotylédons, premiers organes chlorophylliens (verts) à réaliser la photosynthèse ne sortent effectivement que le 5ème jour (B)., les premières feuilles vraies apparaissant le 10ème jour (C). Ces feuilles sont pleinement déployées et prennent le pas sur le rôle des cotylédons à partir du 15ème jour (point D).
5) (0,5) voir Tavernier p 221: le cycle de vie du haricot ou du pois p. 223
2ème
volet (8 points)
1) (2) a)
la fleur est un organe de reproduction transitoire d'une plante (elle
appartient à un cycle, il y a une période de floraison
(mise à fleur) , annuelle, bisannuelle...) (1, 4, 5, 7); la
fleur n'est pas un individu mais bien un organe de reproduction (4,
5, 7); la fleur donne le fruit qui contient les graines (2,3); les
fleurs et les fruits ont des formes très diverses (3) et
certaines plantes à fleurs ne semblent pas avoir de fleurs (6)
;
1) b) A mon avis cette question
appelle une réponse théorique sur l'utilisation des
représentations initiales des enfants par le
maître: voir par exemple
sujets
classés par thème de didactique.
2) (3) Comme pour toute question demandant des
activités, je vous encourage à présenter des
fiches de préparation:
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objectifs
spécifiques:
savoir que les fleurs donnent des fruits qui contiennent les
graines si et seulement si la fécondation a lieu | ||||
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séance 1: la fleur, un organe de reproduction des plantes... à fleurs savoir nommer et reconnaître les principales parties d'une fleur bisexuée |
aide |
par groupe: une espèce de
fleur par groupe |
30 min |
fleurs bisexuées de grande taille et simples: tulipe, jonquille, anémone, pensée, rose.... |
|
regroupement: schéma général et unique pour tout le monde permettant à chacun de légender son dessin un schéma unique est donné en synthèse |
vocabulaire: |
10 min | ||
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séance 1: fleurs et fruits retrouver les parties de la fleur transformées à partir de fruits communs, et donc comprendre que la fleur donne le fruit |
en commun: dessins des fleurs d'un
côté et des fruits correspondant d'un autre
côté (non associés) |
associer les fleurs et les fruits correspondants |
5 min |
fleurs et fruits de forme
facilement reconnaissables et différentes: |
|
aide |
par groupe: un seule couple
fleur-fruit: |
30 min | ||
|
regroupement: chaque groupe présente sa fleur et son fruit et les hypothèses proposées un exemple est choisi comme démonstratif et recopié par tout le monde à partir du tableau |
15 min | |||
|
séance 3 (et suivantes): mettre en place une expérience qui permette de prouver que sans fécondation, il n'y a pas de formation de graines |
l'idée étant que si l'on supprime les anthères d'une fleur, il n'y aura pas de fécondation et donc pas de formation ni de développement des graines; un témoin intact est nécessaire; attention aux échanges de pollen par les insectes ou le vent, il faut absolument protéger les deux cultures (témoin et émasculée)... Remarque: Pédagogie au choix: mais il est certainement préférable de laisser les enfants mettre en place eux-mêmes leurs expériences et de les aider à les suivre. Une phase finale de regroupement et d'échanges des conclusions est indispensable. |
30 min puis suivi par groupe de quelques minutes par jour (entretien, observations...) |
des cultures d'une petite plante à fleur comme la primevère (à l'extérieur, mais dans ce cas ne pas oublier de protéger la culture pour éviter l'arrivée de pollen étranger) ou de petits narcisses à la fin de l'hiver (courte floraison) ou encore de jacinthes... | |
3) (3)
Les traces écrites doivent
être rédigées et les dessins
réalisés, il ne faut pas uniquement les citer.
dans l'exemple proposé, un
schéma de fleur (Tavernier, p 201, figure 2: le Pois) avec le
vocabulaire amélioré ci-dessus (je suis partisan d'un
vocabulaire exact et précis dès que possible:
voir
formulations, un fruit et sa fleur:
le pois (même page), en détaillant beaucoup plus les
légendes; un compte-rendu d'expérience (voir
ci-dessus).
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