Karamö, le prof virtuelLeçon 11 sur 28
La reproduction sexuée des plantes à spores
Je sais expliquer comment se fait la fécondation chez les plantes à spores (mousses et fougères), pourquoi elle exige de l'eau, et comment deux générations se succèdent dans leur cycle.
- 55 min
- 5 exercices corrigés
- 3 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Nommer les organes reproducteurs (anthéridie, archégone) et les gamètes (anthérozoïde, oosphère) des plantes à spores
- Expliquer le rôle indispensable de l'eau dans la fécondation
- Décrire l'alternance d'une génération à gamètes et d'une génération à spores et comparer mousse et fougère
Avant de commencer : Les leçons « La reproduction sexuée des plantes à fleurs » (gamètes, fécondation) et « La reproduction des plantes sans fleurs » (spores, sporanges).
1Je découvre
Dans la leçon précédente, Lansana a déposé des spores de fougère sur de la terre humide. Après plusieurs semaines, il n'a pas vu pousser de petites fougères, comme il s'y attendait, mais de minuscules lames vertes en forme de cœur, plus petites qu'un ongle, collées au sol.
Il les montre à son professeur, au collège de Guéckédou. Celui-ci sourit : « Tu as obtenu des prothalles. Ce ne sont pas encore des fougères. Garde la boîte bien humide, arrose-la en pluie fine de temps en temps, et reviens me voir dans deux mois. »
Deux mois plus tard, sur certaines lames vertes, une toute petite fronde enroulée en crosse est apparue, avec une minuscule racine. Lansana est perplexe : pourquoi la spore ne donne-t-elle pas directement une fougère ? Et pourquoi fallait-il arroser ?
Comment se déroule la reproduction sexuée chez les plantes à spores, et pourquoi l'eau y est-elle indispensable ?
2Je comprends
1. Deux modes de reproduction dans une même vie
Chez les mousses et les fougères, la reproduction comprend deux étapes différentes, qui se suivent toujours :
- une étape asexuée : la plante produit des spores dans des sporanges (sans fécondation) ;
- une étape sexuée : une plante (parfois différente) produit des gamètes mâles et femelles, qui s'unissent par fécondation.
Ces deux étapes sont réalisées par deux formes de plantes qui se succèdent : on parle d'alternance de générations.
- La génération qui produit les gamètes s'appelle le gamétophyte (« plante à gamètes »).
- La génération qui produit les spores s'appelle le sporophyte (« plante à spores »).
2. Les organes sexuels et les gamètes
Le gamétophyte porte deux sortes d'organes reproducteurs, très petits, visibles seulement à la loupe ou au microscope :
| Organe | Sexe | Forme | Gamètes produits |
|---|---|---|---|
| Anthéridie | mâle | petit sac arrondi | de nombreux anthérozoïdes, gamètes mâles munis de flagelles (sortes de petits fouets qui leur permettent de nager) |
| Archégone | femelle | petite bouteille à col allongé | une seule oosphère, gamète femelle immobile, au fond de la bouteille |
Tu retrouves ici le même nom que chez les plantes à fleurs : l'oosphère est le gamète femelle. Mais le gamète mâle est différent : chez les plantes à spores, c'est un anthérozoïde nageur, et non un gamète transporté par un tube pollinique.
3. La fécondation a besoin d'eau
La fécondation est l'union d'un anthérozoïde et de l'oosphère. Pour atteindre l'oosphère, les anthérozoïdes doivent nager depuis l'anthéridie jusqu'au col de l'archégone, puis descendre jusqu'à l'oosphère. Ils ne peuvent le faire que dans une mince couche d'eau liquide : gouttes de pluie, rosée du matin, eau de ruissellement.
Sans eau liquide, pas de fécondation. C'est la raison principale pour laquelle les mousses et les fougères vivent dans des milieux humides, et pour laquelle le professeur a demandé à Lansana d'arroser ses prothalles.
La fécondation donne une cellule-œuf. Cet œuf se développe sur place, sur le gamétophyte, et donne un nouveau sporophyte.
- 1Une goutte de pluie ou de rosée recouvre le gamétophyte
- 2Les anthéridies mûres s'ouvrent et libèrent les anthérozoïdes
- 3Les anthérozoïdes nagent dans l'eau jusqu'au col de l'archégone
- 4Un anthérozoïde s'unit à l'oosphère : c'est la fécondation
- 5La cellule-œuf se développe sur place en un jeune sporophyte
4. Le cycle de la fougère
Chez la fougère, la grande plante que tout le monde connaît, avec ses racines, son rhizome et ses frondes, est le sporophyte : elle porte les sores qui produisent les spores.
- La spore tombe sur un sol humide et germe : elle donne le prothalle, petite lame verte en forme de cœur, de quelques millimètres. Le prothalle est le gamétophyte : il vit seul, fixé au sol par des poils absorbants.
- Sur sa face inférieure, le prothalle porte des anthéridies (vers la pointe) et des archégones (près de l'échancrure du cœur).
- Quand l'eau recouvre le prothalle, les anthérozoïdes nagent jusqu'aux archégones : fécondation.
- La cellule-œuf se développe sur le prothalle en une jeune fougère, avec sa première fronde et sa première racine. Le prothalle, épuisé, disparaît. C'est ce qu'a observé Lansana.
5. Le cycle de la mousse
Chez la mousse, c'est l'inverse. Le petit tapis vert de tiges feuillées que l'on voit sur les murs est le gamétophyte : il porte les anthéridies et les archégones au sommet des tiges feuillées.
- Après une pluie, les anthérozoïdes nagent jusqu'aux archégones : fécondation.
- La cellule-œuf se développe sur la tige feuillée et donne le sporophyte : une fine tige, la soie, terminée par une capsule, l'urne. Le sporophyte reste fixé sur le gamétophyte et en dépend pour sa nourriture.
- L'urne produit des spores. Libérées, les spores germent sur un sol humide et donnent un protonéma, un fin filament vert ramifié, sur lequel se forment de nouvelles tiges feuillées.
6. Comparer la mousse et la fougère
- la plante verte visible est le gamétophyte
- le sporophyte (soie + urne) vit fixé sur le gamétophyte
- spores dans l'urne
- la spore donne un protonéma puis des tiges feuillées
- fécondation dans l'eau, au sommet des tiges
- la plante visible est le sporophyte
- le gamétophyte (prothalle) vit seul, petit et discret
- spores dans les sporanges des sores
- la spore donne un prothalle
- fécondation dans l'eau, sous le prothalle
Méthode
Pour décrire le cycle d'une plante à spores :
- Je pars de la plante adulte visible et je dis si c'est le sporophyte (elle porte des sporanges) ou le gamétophyte (elle porte anthéridies et archégones).
- Je décris la production et la germination des spores (étape asexuée).
- Je décris la formation des gamètes et la fécondation dans l'eau (étape sexuée).
- Je dis ce que devient la cellule-œuf : un nouveau sporophyte.
- Je termine en revenant à la plante adulte de départ, pour fermer le cycle.
Exemple
Expliquer l'observation de Lansana.
Les spores de fougère ont germé sur la terre humide : elles ont donné des prothalles (gamétophytes), et non des fougères.
Sous les prothalles se sont formés des anthéridies et des archégones.
L'arrosage en pluie fine a fourni la mince couche d'eau dans laquelle les anthérozoïdes ont nagé jusqu'aux oosphères.
Les cellules-œufs issues de la fécondation se sont développées en jeunes fougères (sporophytes), avec leur première fronde.
Sans arrosage, les prothalles seraient restés sans descendance.
Exemple
Interpréter un résultat chiffré.
Dans une boîte A arrosée régulièrement, sur 50 prothalles, 35 donnent une jeune fougère.
Dans une boîte B gardée humide mais jamais arrosée en surface, sur 50 prothalles, 3 seulement donnent une jeune fougère.
Pourcentages : A : 35 ÷ 50 × 100 = 70 % ; B : 3 ÷ 50 × 100 = 6 %.
Conclusion : l'eau liquide à la surface des prothalles favorise fortement la fécondation, donc la formation de nouvelles fougères.
3Je retiens
Je retiens
Chez les plantes à spores, deux générations alternent : le gamétophyte (produit les gamètes) et le sporophyte (produit les spores).
Organes sexuels : anthéridie (mâle, produit des anthérozoïdes nageurs) et archégone (femelle, contient une oosphère).
La fécondation (anthérozoïde + oosphère) exige de l'eau liquide : les anthérozoïdes nagent jusqu'à l'oosphère.
Fougère : la grande plante est le sporophyte ; la spore donne un prothalle (gamétophyte) sur lequel se fait la fécondation.
Mousse : le tapis de tiges feuillées est le gamétophyte ; le sporophyte (soie + urne) pousse sur lui.
4Erreurs fréquentes
- Croire que la spore de fougère donne directement une fougère : elle donne d'abord un prothalle, et la fougère naît d'une fécondation sur ce prothalle.
- Confondre spore et gamète : la spore germe seule ; le gamète doit s'unir à un autre gamète.
- Inverser les générations : chez la fougère, la plante visible est le sporophyte ; chez la mousse, c'est le gamétophyte.
- Oublier que l'eau est nécessaire à la fécondation et non seulement à la croissance.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis le gamétophyte et le sporophyte.
b) Nomme l'organe mâle, l'organe femelle et les gamètes d'une plante à spores.
c) Pourquoi la fécondation des mousses et des fougères ne peut-elle pas se faire par temps sec ?
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a) Le gamétophyte est la génération qui produit les gamètes (dans les anthéridies et les archégones). Le sporophyte est la génération qui produit les spores (dans les sporanges).
b) Organe mâle : l'anthéridie ; organe femelle : l'archégone. Gamète mâle : l'anthérozoïde ; gamète femelle : l'oosphère.
c) Parce que les anthérozoïdes doivent nager dans une mince couche d'eau liquide pour atteindre l'oosphère ; sans eau, ils ne peuvent pas se déplacer.
2Exercice 2
Réponds par vrai ou faux et corrige les phrases fausses.
a) Le prothalle est une jeune fougère.
b) L'anthérozoïde est un gamète mâle qui nage.
c) Chez la mousse, l'urne est portée par la soie.
d) La fécondation de la fougère se produit dans les sores.
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a) Faux : le prothalle est le gamétophyte de la fougère, issu de la germination d'une spore ; la jeune fougère naît sur le prothalle après la fécondation.
b) Vrai.
c) Vrai.
d) Faux : les sores produisent les spores ; la fécondation se produit sous le prothalle, dans les archégones.
3Exercice 3
Remets dans l'ordre les étapes du cycle de la fougère : formation des anthéridies et des archégones ; germination de la spore ; libération des spores par les sores ; développement de la cellule-œuf en jeune fougère ; formation du prothalle ; fécondation dans l'eau.
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Libération des spores par les sores ; germination de la spore ; formation du prothalle ; formation des anthéridies et des archégones ; fécondation dans l'eau ; développement de la cellule-œuf en jeune fougère.
4Exercice 4
Recopie le tableau et indique, pour chaque élément, s'il appartient au gamétophyte ou au sporophyte : prothalle, fronde de fougère, tige feuillée de mousse, urne de mousse, sore, archégone.
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| Élément | Génération |
|---|---|
| Prothalle | gamétophyte |
| Fronde de fougère | sporophyte |
| Tige feuillée de mousse | gamétophyte |
| Urne de mousse | sporophyte |
| Sore | sporophyte |
| Archégone | gamétophyte |
5Exercice 5
(Type examen) Un élève réalise trois cultures de 40 prothalles de fougère chacune, pendant deux mois.
- Culture A : terre humide, prothalles arrosés en pluie fine deux fois par semaine.
- Culture B : terre humide, prothalles jamais mouillés en surface.
- Culture C : terre humide, prothalles arrosés, mais les archégones ont été détruits.
Résultats : A : 30 jeunes fougères ; B : 2 ; C : 0.
a) Calcule le pourcentage de prothalles ayant donné une jeune fougère dans chaque culture.
b) Que montre la comparaison des cultures A et B ?
c) Que montre la culture C ?
d) Explique pourquoi la culture B a quand même donné 2 jeunes fougères.
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a) A : 30 ÷ 40 × 100 = 75 % ; B : 2 ÷ 40 × 100 = 5 % ; C : 0 ÷ 40 × 100 = 0 %.
b) La seule différence est l'eau à la surface des prothalles. Avec arrosage, 75 % des prothalles donnent une fougère, sans arrosage 5 % seulement : l'eau liquide est nécessaire à la fécondation, car les anthérozoïdes doivent nager jusqu'aux archégones.
c) Sans archégones, donc sans oosphères, aucune jeune fougère ne se forme, même avec de l'eau : la jeune fougère provient bien de la fécondation d'une oosphère dans l'archégone.
d) La terre humide a pu, par endroits, déposer un peu d'eau (condensation, rosée) à la surface de quelques prothalles, suffisante pour permettre à quelques anthérozoïdes de nager jusqu'aux oosphères.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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