I – Des molécules du vivant à la cellule : organisation fonctionnelle
II – L'organisme : un système en interaction avec son environnement IntroII – L'organisme : un système en interaction avec son environnement

Cette partie aborde le vivant sous l'angle de l'organisme en s'appuyant sur des organismes animaux, puis en élargissant les exemples : son enseignement doit être relié aux autres parties de ce programme aussi explicitement que possible, pour éviter une vision « isolée » de l'organisme.
La première année identifie les différentes fonctions et appréhende leurs interrelations au sein d'un organisme. L'exemple d'un ruminant permet d'aborder les relations inter- et intra-spécifiques, prépare la place de cet organisme dans le fonctionnement des écosystèmes (§ III-B), et montre les interactions entre objectifs sociétaux (agronomie et technologie) et études scientifiques.
Le programme aborde la réalisation des fonctions à travers plusieurs exemples.
En première année, la reproduction aborde une première fonction ; elle prépare le lien avec d'autres échelles d'étude (§ III-A, IV-C…) et débouche sur le développement, qui relie le plan d'organisation à sa mise en place.
En seconde année, l'étude de la respiration exemplifie les mécanismes réalisant une fonction à différentes échelles d'étude et montre les relations entre organisation anatomique, fonction biologique et milieu de vie. Puis le contrôle du débit sanguin offre un exemple d'interrelations entre plusieurs systèmes de contrôle et de régulation au sein de l'organisme ; il montre comment l'intégration des diverses réactions autorise l'adaptation physiologique aux variations d'activité de l'organisme ou aux variations de milieu.
Les concepts des chapitres précédents sont ensuite généralisés à d'autres types d'organismes dont les Angiospermes. Plusieurs autres modèles, uni- ou pluricellulaires, montrent finalement la diversité des organismes, en préparant les aspects d'écologie (§ III-B) ou de phylogénie (§ IV-E) du programme.
II-A L'organisme vivant : un système physico-chimique en interaction avec son environnement (1e année)
II-B Exemple d'une fonction en interaction directe avec l'environnement : la respiration (2e année)
II-C Exemple d'intégration d'une fonction à l'échelle de l'organisme (2e année)
II-D Ontogenèse et reproduction (1e année)
II-E Diversité morpho-fonctionnelle des Angiospermes (2e année) IntroII – L'organisme : un système en interaction avec son environnement
II-E Diversité morpho-fonctionnelle des Angiospermes (2e année)

L'analyse du développement et du fonctionnement d'une Angiosperme se construit autour de plusieurs problématiques.
L'organisme fixé, vivant à l'interface entre sol et atmosphère, permet la réalisation de fonctions de nutrition exploitant ces deux compartiments ; cet organisme est adapté au milieu terrestre, à ses contraintes et à ses fluctuations. L'étude de la nutrition végétale prépare une approche écologique (§ IIIB).
Des corrélations trophiques et hormonales au sein de l'organisme, comme chez les animaux (§ II-A & D), assurent le fonctionnement intégré de l'organisme et son adaptation au milieu (en particulier au rythme saisonnier tempéré).
La comparaison avec le modèle animal permet de dégager l'unité des systèmes de contrôle du développement des pluricellulaires mais aussi la spécificité du développement végétatif et reproducteur des Angiospermes, en relation avec leur plan d'organisation, leur mode de vie fixée et l'intégration de signaux environnementaux (§ II-D-2).
II-E-1 Nutrition des Angiospermes en liaison avec le milieu
Connaissances clés à construire : Commentaires, capacités exigibles :
Absorption d'eau et d'ions et lien avec le milieu de vie

Le végétal exploite le sol par une absorption racinaire d'eau et d'ions minéraux mettant en action des échanges membranaires (pompes à ions, canaux et transporteurs). Cette absorption s'effectue soit directement à partir de la solution du sol, soit, le plus souvent, grâce au fonctionnement d'associations symbiotiques (mycorhize).
L'absorption de l'eau suit le gradient de potentiel hydrique mis en place. L'absorption d'eau et d'ions est à l'origine de la sève brute.



Les stomates permettent un flux d'eau par transpiration qui met en mouvement la sève brute dans le xylème, tout en permettant les échanges de CO2 et O2 entre l'atmosphère externe et l'atmosphère interne du végétal.
Ces échanges, qui jouent à la fois sur l'équilibre hydrique du végétal et sur son métabolisme, sont contrôlés.

Des caractéristiques adaptatives liées aux échanges nutritifs ont été sélectionnées dans des milieux particuliers.




Distribution des assimilats photosynthétiques au sein du végétal

Les photosynthétats produits dans les organes sources sont distribués dans les organes puits via la sève élaborée, en particulier de réserve, avec une périodicité quotidienne et, en milieu tempéré par exemple, saisonnière.













- préciser l'existence de deux grandes voies d'entrées : une par les mycorhizes, l'autre par les poils absorbants ;
- utiliser la notion de potentiel hydrique et de potentiel électrochimique pour discuter des flux d'eau et d'ions ;
- présenter le fonctionnement général d'une mycorhize, aucun mécanisme moléculaire n'est exigible ;

Les mécanismes de mise en charge du xylème sont hors programme.



- expliquer le fonctionnement des stomates et son contrôle par différentes agents ; Les seuls facteurs exigibles sont la lumière et l'humidité relative ; les mécanismes moléculaires détaillés sont hors programme.
- expliquer la montée de la sève brute ;
Les mécanismes de couplage avec la circulation de la sève élaborée sont hors programme.

- mettre en relation les modifications morphoanatomiques observées en milieu sec (tolérance ou limitation des pertes en eau) ou aquatique avec les contraintes spécifiques liées aux conditions de milieu ;
En relation avec les observations réalisées en travaux pratiques, les éléments mémorisés sont limités aux grands types de dispositifs, sans qu'aucun détail ne soit exigible.


- décrire les principales corrélations trophiques entre organes au sein du végétal et les relier à leur périodicité quotidienne ou saisonnière ;
- présenter les voies de circulation apoplasmiques et symplasmiques ;
- identifier et analyser la fonction de réserve d'un organe végétatif au choix à l'échelle de l'organe, de la cellule, des molécules (mise en réserve, nature des réserves, localisation, mobilisation) ;
- pour l'organe de réserve choisi, mettre en relation mise en place et mobilisation des réserves avec les contraintes saisonnières du milieu tempéré ;

L'étude des mécanismes est limitée à un exemple pris sur un organe de réserve.

Liens :
Travaux pratiques, § I-A-2, § I-C-3, § II-E-2, § II-F, § III-B
II-E-2 Développement des Angiospermes
Travaux pratiques
II-F Diversité morpho-fonctionnelle des organismes (2e année)
III – Populations, écosystèmes, biosphère
IV – La biodiversité et sa dynamique




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