Biologie - La reproduction des plantes à fleurs

Séance

(Titre et durée)

Thème, place dans la séquence et très brève description

séance 1

Identification et nomenclature des plantes à fleurs

(1 h)

• Diversité des plantes à fleurs.

• Etude de plantes à fleurs endémiques à Haïti.

séance 2

L’organisation structurale des fleurs

(1 h)

• Les parties stériles de la fleur (celle qui ne servent pas à la reproduction), les pétales qui sont souvent colorés et les sépales.

• Les parties fertiles de la fleur (qui servent à la reproduction) : les étamines qui produisent le pollen (organe mâle de la fleur) et le pistil avec à sa base l’ovaire contenant des ovules (organe femelle de la fleur).

séance 3

Formation des graines et la pollinisation

(1 h)

• La libération du pollen par les étamines.

• Le transport du pollen par le vent ou les insectes.

• Le dépôt du pollen sur le pistil d’une fleur de la même espèce.

• Fécondation entre un grain de pollen et un ovule de la même espèce.

séance 4

Structure du fruit

(1 h)

• Chez les plantes à fleurs, lors du développement de la graine, les parois de l’ovaire se transforment en fruit.

• Les fruits peuvent être classés en fruits simples, en fruits composés ou en fruits multiples.

• De nombreux mécanismes permettent la dissémination des graines et des fruits.

séance 5

Reproduction asexuée ou multiplication végétative

(1 h)

• La multiplication végétative s’effectue par division cellulaire (mitose) et aboutit à la production d’une descendance génétiquement identique. Il existe une diversité de stratégie asexuée chez les végétaux.

Temps 1

Introduction de la séance

5 min

Un brainstorming au niveau des plantes en faisant la différence entre les plantes à fleurs et les plantes sans fleurs.

Il recueille la conception des élèves sur l’identification des plantes, leurs structures ainsi que leurs nomenclatures.

Les élèvent écoutent l’enseignant dans son exposé.

Puis ils réfléchissent individuellement aux problèmes posés par l’enseignant et émettent leurs hypothèses.

Temps 2

Mise en situation de recherche

35 min

Il recueille la conception des élèves sur l’identification des plantes, leurs structures ainsi que leurs nomenclatures.

Ensuite il leur propose des échantillons, des documents et des planches contenant différents types de plantes avec leur nom latin.

L’enseignant peut aussi montrer des vues en 3 dimensions des parties de la plante.

Exemples :

• Système racinaire : https://sketchfab.com/3d-models/appareil-racinaire-602604b5cbfa41f2a6c5ed1f9a20c52c

• Système caulinaire : https://sketchfab.com/3d-models/lorganisation-3d-dune-feuille-8b370e88fc1e4335b2edcb17f2a6afee

Les élèves émettent leur hypothèse sur les plantes, puis se mettent au travail en groupes de 4 ou 5 pour observer et discuter sur les informations contenues dans les planches et les documents.

Les élèves réalisent un schéma simple d’une plante.

Exemple :

Temps 3

Mise en commun des résultats des travaux de recherche

15 min

Il écoute les élèves dans leur exposé sur le résultat de leurs recherches. Ils ont remarqué qu’il existe différents types de plantes : des plantes à fleurs et des plantes sans fleurs.

Le rapporteur de chaque groupe présente le résultat de leurs recherches. Ils ont remarqué qu’il existe différents types de plantes : des plantes à fleurs et des plantes sans fleurs.

Temps 4

Bilan dans les cahiers de sciences

5 min

Il élabore la trace écrite en collaboration avec les élèves en renforçant la conclusion de l’observation des élèves.

Ils transcrivent dans leur cahier de sciences leurs observations.

Ils ont remarqué qu’il existe différents types de plantes : des plantes à fleurs et des plantes sans fleurs.

Les plantes à fleurs font partie des angiospermes. Ils découvrent qu’une même plante peut avoir une pluralité de noms en fonction du milieu, cependant, il n’y a qu’un seul nom scientifique qui l’identifie partout dans le monde.

Temps 1

Introduction de la séance

5 min

Les fleurs contiennent des organes sexués des végétaux : la plupart des fleurs contiennent des organes femelles (pistil) et des organes mâles (étamine).

• De quoi la fleur est-elle composée ?

• Quel est le rôle de chacune de ses composantes ?

• Quelle relation existe-t-il entre les plantes à fleurs et les insectes ?

Ils se mettent à réfléchir sur la structure des fleurs qu’ils ont l’habitude d’observer. Ils émettent individuellement leur hypothèse.

Temps 2

Mise en situation de recherche et dissection d’une fleur

35 min

Distribuer aux élèves des fleurs d’hibiscus (chou black) et un dessin de la vue de profil de cette fleur.

L’enseignant demande aux élèves d’identifier et de reprendre collectivement le nom des différentes pièces florales de l’extérieur vers l’intérieur. Il leur demande aussi de réaliser le dessin de la vue de face de la fleur d’hibiscus et de le légender.

Une dissection d’une fleur est à privilégier.

Il est plus facile pour l’enseignant que chaque élève réalise la dissection d’une même espèce.

Après la mise en commun des hypothèses, les élèves observent parallèlement la fleur d’hibiscus et le dessin de vue de profil de la fleur.

Les élèves dissèquent la fleur et éparpillent proprement sur une feuille blanche les éléments de la fleur.

Exemple de production avec du colza :

Puis, ils identifient et nomment les différentes pièces florales tout en réalisant le dessin de la vue de face de la fleur.

Temps 3

Mise en commun des résultats des travaux de recherche

15 min

Plusieurs élèves présentent le résultat de leurs observations. Ils affichent le dessin de la fleur qu’ils avaient réalisé. Ils énumèrent les différents organes de la fleur ainsi que les différentes pièces florales tout en donnant le nom de chacune d’elles et leur rôle. Puis, ils établissent la relation qui existe entre les plantes à fleurs et les insectes.

L’enseignant indique aux élèves que le schéma permet de faire figurer les parties qui ne sont pas directement visibles à l’œil.

Les élèves énumèrent les différents organes de la fleur ainsi que les différentes pièces florales tout en donnant le nom de chacune d’elles et leur rôle. Puis ils établissent la relation qui existe entre les plantes à fleurs et les insectes.

Les élèves complètent le schéma non légendé proposé par l’enseignant.

Temps 4

Bilan dans les cahiers de sciences

5 min

Ils élaborent collectivement la trace écrite :

La plupart des fleurs ont un pistil et des étamines qui sont les appareils reproducteurs.

Ils transcrivent dans leur cahier de sciences.

Temps 1

Introduction de la séance

5 min

Dans le cycle de vie des plantes à grains, appelées spermatophytes, la graine est la structure qui contient et protège l’embryon végétal. Elle est souvent contenue dans les fruits qui permettent sa dissémination (voir document 2).

• Quelles sont les différentes étapes de la formation d’une graine ?

• Quelle est la fonction de la graine ?

• Comment se sont-elles reparties d’un milieu à un autre ?

L’enseignant propose à un élève d’effectuer un rappel oral sur la structure de la fleur.

Les élèves écoutent attentivement l’introduction de l’enseignant sur la graine. Ils se remémorent la structure de la fleur.

Puis, ils se trouvent en situation pour réfléchir à la problématique.

Temps 2

Mise en situation de recherche

25 min

L’enseignant propose aux élèves d’observer et de décortiquer les graines de différentes variétés qu’il a apportées préalablement (graines de différentes espèces comme le pois noir, pois blanc, pois Congo, maïs, petit mille, le riz ou le haricot).

Il leur propose également d’observer une coupe de graine avec une loupe et de réaliser un dessin d’observation.

• Temps 1 :

Les élèves observent les différents types de graines.  Ils les épluchent pour mieux regarder leurs constituants.

Puis, ils observent une coupe de graine de haricot à la loupe afin d’identifier ses composantes et réalisent un dessin.

Exemple de production :

• Temps 2 (une fois le temps 1 terminé)

À l’aide d’une documentation proposée par l’enseignant, les élèves qui ont terminé le dessin font des recherches sur  les différentes étapes de la formation d’une graine, la fonction de la graine et le mécanisme de leur dissémination.

Temps 3

Mise en commun des résultats des travaux de recherche

10 min

Il recueille les observations des élèves au tableau à propos de la formation d’une graine, de la fonction de la graine et du mécanisme de leur dissémination.

Des vidéos explicatives peuvent être visionnées :

• https://www.youtube.com/watch?v=l95ZganbdMA

• https://www.youtube.com/watch?v=bUjVHUf4d1I

• Animation à télécharger : http://tice.svt.free.fr/spip.php?article2543

Les élèves apportent leurs observations.

Sur le schéma de la fleur (séance 2), le trajet et la germination du grain de pollen peuvent être ajoutés.

Temps 4

Bilan dans les cahiers de sciences

15 min

De concert avec les élèves, l’enseignant élabore la trace écrite très succincte sur le tableau concernant :

• La libération du pollen par les étamines ;

• Le transport du pollen par le vent ou les insectes ;

• Le dépôt du pollen sur le pistil d’une fleur de la même espèce ;

• La fécondation entre un grain de pollen et un ovule de la même espèce.

L’enseignant demande aux élèves d’apporter des fruits pour la séance suivante.

Ils transcrivent la trace écrite dans leur cahier de sciences.

Temps 1

Introduction de la séance

5 min

L’enseignant fait un rappel sur la structure et le rôle des fleurs.

Puis il propose aux élèves d’observer les fruits qu’il leur avait demandé d’apporter.

Ensemble avec l’enseignant, les élèves font le rappel sur la structure et le rôle des fleurs.

Ensuite, ils observent les fruits qu’ils avaient apportés et élaborent leur conception sur les fruits.

Temps 2

Mise en situation de recherche

35 min

Il reçoit la conception des élèves sur les fruits et confronte leurs réponses. Puis il pose les questions aboutissant à l’investigation :

• Qu’est-ce qu’un fruit ?

• Quel est le lien entre fleur et fruit ?

Les questions sont écrites au tableau.

Il distribue des fruits de mangue ou d’avocat (selon la saison des fruits) à chaque groupe.  Il leur demande de séparer les différentes parties du fruit et les mettent à part dans un récipient et de donner un nom à chaque partie.

• Utilisation du logiciel de la fleur au fruit : http://tice.svt.free.fr/spip.php?article1399

• Expériences virtuelles en ligne : https://www.svtcalvin.fr/tmp-perso/cerise9/index.html

En groupe, ils cherchent la réponse aux questions posées par l’enseignant soit à travers un document ou sur internet.

Puis ils épluchent le fruit et placent chaque partie dans un récipient. Ensuite ils donnent un nom à chacune des parties.

• Informations en ligne : https://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Fruits/index.htm

Les élèves peuvent utiliser les applications en ligne pour comprendre l’origine des fruits.

Temps 3

Mise en commun des résultats des travaux de recherche

15 min

Le rapporteur de chaque groupe fait le compte rendu des expériences. La comparaison de tous les fruits qu’ils viennent de faire leur a permis d’arriver à cette notion :

Tous les fruits contiennent des graines appelées pépins, noyaux, amandes.

Projet possible sur l’année scolaire :

L’enseignant peut suggérer aux élèves de conserver les graines des fruits et de préparer un pot pour une mise en germination au sein de l’établissement.

L’enseignant peut viser certaines espèces pour favoriser la préservation de la biodiversité locale.

Ils font le compte rendu des expériences. Suite à la comparaison de tous les fruits qu’ils viennent de faire, ils aboutissent à cette notion :

Tous les fruits contiennent des graines appelées pépins, noyaux, amandes.

Projet

Les élèves intéressés peuvent être chargés de suivre la croissance des graines collectées.

Une grainothèque peut aussi être mise en place au sein de la classe ou de l’école.

• Exemple de projet grainothèque : https://tinyurl.com/3xnbxtzz

Temps 4

Bilan dans les cahiers de sciences

5 min

Il élabore de concert avec les élèves la trace écrite qui doit répondre aux questions initiales.

Ils ont conclu qu’il existe des :

• fruits-desserts ;

• fruits-légumes ;

• fruits secs ;

• fruits non comestibles.

Il leur laisse cette question de recherche : pourquoi dit-on que l’ananas est un faux fruit ? Y en a-t-il d’autres ?

Ils transcrivent dans leur cahier de sciences la trace écrite qu’ils ont élaborée de concert avec l’enseignant.

Ils ont conclu qu’il existe des :

• fruits-desserts ;

• fruits-légumes ;

• fruits secs ;

• fruits non comestibles.

À la maison ils font des recherches à partir de cette question :

Pourquoi dit-on que l’ananas est un faux fruit ? Y en a-t-il d’autres ?

Temps 1

Introduction de la séance

5 min

La reproduction sexuée concerne la majorité des plantes à fleurs, et se fait par les graines. À l’origine, deux cellules sexuelles (mâle et femelle) produites par la plante parent fusionnent : c’est la fécondation, qui entraîne la transformation de la fleur en fruit contenant les graines.

• Comment font les plantes qui ne produisent pas de graine pour se reproduire ?

• Qu’est-ce que la multiplication végétative ?

Les élèves écoutent attentivement l’exposé de l’enseignant sur la reproduction des plantes à fleurs.

Ensuite ils réfléchissent sur d’autres possibilités de faire reproduire les plantes à fleurs sans l’utilisation de la graine.

Ils émettent leurs idées sur la multiplication végétative et évoquent (peut-être) des espèces qui ne produisent pas de graines ni de fruits.

Temps 2

Mise en situation de recherche

35 min

L’enseignant propose de visualiser une courte vidéo (https://youtu.be/LsSVnxlJrh8) portant sur la reproduction asexuée des plantes.

L’enseignant demande aux élèves de concevoir une carte mentale par groupes de 3 à partir des documents et des échantillons disponibles.

La réalisation s’effectue sur une page format A3.

L’enseignant écrit la méthode pour construire une carte mentale :

• Écrire le sujet au centre de la page (A4 ou A3 de préférence).

• Créer des branches pour les idées principales.

• Écrire les mots-clés.

• Choisir une couleur pour chaque branche, ainsi que des dessins, des symboles.

• Ajouter les sous-branches pour les idées secondaires.

Après la visualisation de la vidéo leur montrant comment se fait la reproduction asexuée, ils exploitent les documents proposés par l’enseignant afin d’effectuer des recherches sur les différentes modalités de la multiplication végétative, son utilisation par l’homme ainsi que les avantages et les inconvénients de la multiplication végétative.

La production finale pourra prendre la forme d’une carte mentale.

Temps 3

Mise en commun des résultats des travaux de recherche

15 min

L’enseignant reçoit les différents groupes à partir de leur rapporteur pour présenter le résultat de leurs travaux de recherche.

Une carte corrigée peut être écrite au tableau.

groupes présentent leur carte mentale à l’oral ou au tableau.

Les élèves ont découvert qu’il y a en général quatre modalités de multiplication végétative : les bourgeons, les stolons, les rhizomes et les tubercules de pomme de terre ainsi que les méthodes traditionnelles pratiquées dans la multiplication végétative qui sont au nombre de trois : bouturage, marcottage et le greffage et une méthode plus récente qui est la culture in vitro.

Temps 4

Bilan dans les cahiers de sciences

5 min

L’enseignant écrit le bilan au tableau puis demande aux élèves de le retranscrire dans leur cahier de sciences.

Les élèves notent un bilan à la suite de leur carte.

Si le temps le permet : un quiz en fin de séance.

Pour renforcer leurs acquis, les élèves examinent les photos de différentes plantes proposées par l’enseignant afin de déterminer si elles se reproduisent à l’aide de stolons, de rhizomes ou d’autres organes.