Bac Spécialité SVT 11 mai 2022 Métropole

Exercice 2: (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - allogamie chez les Angiospermes

Contrairement à l'autogamie, l'allogamie correspond à la fécondation croisée entre individus distincts d'une même espèce. D'une manière générale, l'allogamie est plus favorable à la diversité génétique que l'autogamie. Des mécanismes favorisant ce mode de reproduction ont été sélectionnés dans de nombreux groupes d'Angiospermes au cours de l'évolution. C'est le cas en particulier au sein d'espèces capables de produire de la chaleur (thermogéniques) comme chez les Philodendrons.


Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.

document 1 : les inflorescences de Philodendrons

Les Philodendrons ont des fleurs mâles et des fleurs femelles disposées sur un axe. L'ensemble forme une inflorescence entourée par une structure ressemblant à une grande feuille, la bractée.

document 2 : la thermogenèse chez les Angiospermes

document 2a : la respiration alternative

La majorité des Angiospermes présente une température proche de celle de l'environnement. Cependant, certains végétaux ont des tissus qui sont capables de produire de la chaleur par un ensemble de mécanismes que l'on nomme thermogenèse. La thermogenèse a lieu au sein des membranes mitochondriales des tissus concernés.

document 2b : profil d'expression du gène UCPe

Une analyse de l'expression du gène codant pour la protéine UCP a été réalisée dans différentes parties d'un plant de philodendron thermogénique et à différents moments. Les résultats sont présentés dans le document. La présence d'une bande blanche indique que le gène UCP est exprimé et son intensité traduit le niveau d'expression du gène.

document 3 : thermogénèse et reproduction sexuée

document 3a : photographies de l'inflorescence de Philodendron adamantum pendant la période de reproduction sexuée

L'inflorescence de chaque individu suit le processus de maturation décrit ci-dessous. Cependant, il existe un décalage dans le temps de la maturation de s inflorescences de différents individus. Par ailleurs, lorsque les fleurs mâles d'un organisme deviennent matures, les pistils de la même inflorescence ne sont plus réceptifs aux pollens.

document 3b : évolution de la thermogenèse de Philodendron solimoesense

L'évolution de la thermogenèse de Philodendron solimoesense est comparable à celle de Philodendron adamantum. On a mesuré la différence de température entre l'inflorescence et l'air ambiant à partir du moment où les fleurs femelles atteignent leur maturité.

document 4 : libération de molécules odorantes par l'inflorescence des Philodendrons

document 4a : effet des molécules odorantes

Des études menées sur Philodendron adamantum ont montré que ses inflorescences émettaient une odeur lors du premier jour de la période de reproduction sexuée vers 18h30.
La présence de 39 composés volatils différents a été révélée. Le dihydro-β-ionone et le méthyljasmonate faisaient partie des composés les plus présents. Pour comprendre le rôle de ces substances émises par le végétal, on a placé à l'extérieur des appâts parfumés contenant ces deux molécules pendant 4 nuits et on a compté le nombre d'insectes s'en approchant.

Tous les insectes s'approchant des appâts appartenaient à l'espèce de Coléoptère Erioscelis emarginata.

Température en °C	Masse volumique en kg/m3
-5	1,316
0	1,292
5	1,269
10	1,247
15	1,225
20	1,204
25	1,184
30	1,164
35	1,146
40	1,127
45	1,110
50	1,092

document 4b : effet de la température sur le mouvement des masses d'air

La masse volumique de l'air varie en fonction de différents paramètres comme la pression atmosphérique, la température et l'humidité. Une diminution locale de la masse volumique de l'air conduit à un mouvement ascendant de cette masse.