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PLAN DE COURS
Automne 2010
BIO-1002 82731 - Structure et fonction des végétaux
Informations générales
Crédits :
Temps consacré :
Mode d'enseignement :
Site Web :
Intranet Pixel :
Enseignant(s) :
Responsable :
3
3-4-2
Présentiel
https://cours.bio.ulaval.ca/2010a/bio1002_83022/
https://pixel.fsg.ulaval.ca
Lapointe, Line [email protected]
à déterminer
Description sommaire
La cellule végétale. Les différents tissus et organes. Étude du développement: germination, croissance
et différenciation. La photosynthèse et la nutrition minérale. Le transport de l'eau et des sucres dans la
plante. Les modes de reproduction des Angiospermes. Laboratoires: observations des organismes et
des structures étudiés. Photosynthèse et transpiration.
Cours contingenté à 54 étudiants par section.
Horaire et disponibilités
Cours en classe : Mercredi 11h30 à 12h20 VND-2855B
Vendredi 09h30 à 11h20 VND-2811A
Objectifs
BUT
1.
Se familiariser avec l'anatomie et la morphologie des plantes vasculaires.
2. Acquérir les principaux concepts de physiologie et de développement des tissus et organes
végétaux.
3. Initier l'étude de l'écologie et de l'évolution des espèces végétales à partir de leur physiologie et de
leur morphologie.
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LIENS AVEC LE PROGRAMME
Ce cours obligatoire est le premier cours de biologie végétale de votre programme. Il est suivi du
cours Diversité et écologie des végétaux (BIO 1005) qui se donne au trimestre d'hiver. Ce cours
s'adresse aux étudiant(e)s de 1ère année qui n'ont pas encore suivi d'autres cours dans le domaine de la
biologie végétale. Il constitue une bonne base pour les étudiants qui désirent par la suite se spécialiser
davantage dans les domaines de la botanique, de la physiologie végétale, de l'écologie végétale, de la
taxonomie ou encore de l'anatomie végétale. Mais il est également essentiel à tous ceux qui désirent se
spécialiser par la suite en écologie que ce soit l'écologie animale ou végétale, en milieu aquatique ou
terrestre.
Objectifs spécifiques
ACTIVITÉS D'ENSEIGNEMENT ET D'APPRENTISSAGE
Les rencontres du mercredi et du vendredi seront consacrées à des exposés
magistraux. Chaque exposé magistral est accompagné d'une lecture dans Raven et al. 2007
(voir bibliographie). Les lectures couvrent l'essentiel du cours alors que les exposés
magistraux visent à approfondir les notions et concepts les plus complexes. Les étudiant(e)
sont fortement encouragé(e)s à effectuer les lectures suggérées avant le cours, afin d'avoir
déjà une vue d'ensemble du sujet qui sera discuté et d'avoir déjà été exposé au vocabulaire.
Une liste des pages à lire pour chaque section est disponible sur le site web du cours (Pixel).
Onze séances de laboratoire sont prévues. Sept d'entre elles couvrent différents aspects
de la morphologie et de l'anatomie des plantes vasculaires par le biais d'observations de
matériel frais, de matériel préservé et de coupes montées sur lame. Une séance vise à se
familiariser avec la diversité de végétaux, à reconnaître les différents grands groupes de
végétaux terrestres et à se familiariser avec leur écologie. Deux séances sont consacrées à
des expériences de physiologie végétale sur la transpiration et sur la photosynthèse. Une
séance vise à se familiariser avec les aspects quantitatifs de la physiologie végétale (calculs,
graphiques, tableaux). Avant de se présenter au laboratoire, l'étudiant(e) devra avoir lu et
compris le protocole et avoir révisé les sujets qui seront traités durant la séance de
laboratoire, puisque les notions vues durant le laboratoire auront été vues initialement durant
le cours théorique. Les séances de laboratoire visent l'atteinte des objectifs 1, 2, 3, 4, et 6,
soit l'acquisition du vocabulaire de base, la connaissance des principales structures et des
tissus qui composent un organe, la compréhension des processus de photosynthèse et de
transpiration et les facteurs qui modulent ces activités, une bonne compréhension des
processus de croissance, de développement et de reproduction des végétaux et la capacité
d'établir les liens entre la structure et la fonction d'une cellule, d'un tissu et d'un organe.
OBJECTIFS GÉNÉRAUX ET SPÉCIFIQUES
1. Maîtriser le vocabulaire de base de la biologie végétale.
a. Connaître la définition des termes botaniques présentés dans le plan de cours détaillé.
b. Utiliser les termes spécifiques pour décrire les structures et expliquer les concepts.
2. Connaître les principales structures et les tissus qui composent un organe.
a. Sur une coupe anatomique, identifier (avec noms spécifiques des tissus et cellules) le
parenchyme, les tissus de soutien, les tissus de revêtement et les tissus conducteurs.
b. Connaître la structure et la composition des éléments caractéristiques d'une cellule
végétale (chloroplaste, mitochondrie, vacuole et paroi cellulaire).
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c. Établir la nature (feuille, tige ou racine) des différents organes rencontrés chez les
plantes vasculaires.
d. Reconnaître et discriminer les principales structures de la feuille, de la tige, de la racine,
de la fleur, du fruit et de la graine.
3. Comprendre les processus de photosynthèse, de transpiration, de transport de l'eau, de
translocation et d'absorption des minéraux.
a. Décrire les étapes de la photosynthèse, de la capture des photons jusqu'à la synthèse
de saccharose, incluant la photorespiration et les particularités de la photosynthèse en C4 et
de type CAM.
b. Identifier les facteurs qui affectent les taux de photosynthèse et de transpiration de la
feuille et comprendre comment ils agissent.
c. Saisir le rôle de la transpiration dans le contrôle de la température d'une feuille.
d. Comprendre le rôle central des stomates dans les échanges gazeux de la plante et le
processus de contrôle stomatique.
e. Identifier et comprendre les mécanismes impliqués dans les processus de transport de
la sève brute.
f. Identifier et comprendre les mécanismes impliqués dans les processus de transport de
la sève élaborée.
g. Comprendre les liens physiologiques qui s'établissent entre les sources et les puits.
h. Décrire les modes d'absorption des minéraux (cations et anions) par les racines en
présence et en absence de symbiotes (mycorhizes ou organismes fixateurs d'azote).
i. Comprendre l'impact de la structure d'un sol sur la disponibilité en oxygène, eau et
minéraux pour les racines.
4. Comprendre les processus de croissance, de développement et de reproduction des
végétaux.
a. Établir les étapes de morphogénèse, d'embryogenèse, de différenciation des tissus et
d'élongation cellulaire.
b. Reconnaître le rôle de la vacuole et de la composition de la paroi cellulaire dans le
processus de croissance des cellules.
c. Comprendre le rôle central que joue le potentiel hydrique dans la croissance des
végétaux.
d. Différencier la croissance primaire et la croissance secondaire.
e. Connaître les principaux modes de reproduction des Angiospermes et les organes
impliqués.
f. Opposer les concepts de vie au ralenti des graines, de dormance des graines et de
viabilité des graines.
g. Décrire le développement de la graine et du fruit de la fécondation à la germination.
5. Reconnaître les effets des principaux facteurs intrinsèques et extrinsèques qui modulent la
croissance, le développement et la reproduction des plantes vasculaires.
a. Connaître les principaux rôles et les modes d'action des phytohormones.
b. Comprendre les rôles du phytochrome et ses modes d'action.
c. Reconnaître les facteurs et les mécanismes impliqués dans la dormance (bourgeons et
graines) et dans la sénescence.
d. Différencier les différents tropismes et nasties au niveau des effets sur la croissance et
au niveau des mécanismes impliqués dans ces mouvements.
e. Identifier les facteurs qui contrôlent la floraison chez différentes espèces végétales.
f. Reconnaître les principaux effets de la culture (domestication, révolution verte) sur la
morphologie et la croissance des espèces végétales.
g. Contraster les adaptations à différents milieux: ombre vs pleine lumière, désert vs milieu
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mésique, milieu aquatique vs milieu mésique, milieu tropical vs milieu tempéré, milieu pauvre
vs milieu riche en nutriments.
6. Établir les liens entre la structure et la fonction d'une cellule, d'un tissu et d'un organe.
a. Établir le lien entre la structure d'une cellule et ses fonctions pour les types de cellules
présentées au cours du trimestre.
b. Reconnaître les rôles des tissus primaires et secondaires des végétaux.
c. Établir le rôle des différents tissus foliaires dans la photosynthèse et la transpiration.
7. Analyser l'évolution des organes végétatifs et reproducteurs chez les plantes vasculaires.
a. Interpréter la structure des fleurs et des fruits en fonction des agents pollinisateurs et
des modes de dispersion des graines.
b. Décrire les principaux mécanismes visant à prévenir l'autopollinisation et
l'autofécondation.
8. Apprécier le rôle des végétaux dans la survie et le développement des populations
humaines.
a. Reconnaître les principales espèces végétales utilisées dans les différentes sphères
d'activité humaine (alimentation, santé, industrie).
b. Décrire l'alimentation de base des populations traditionnelles au Moyen-Orient, en Asie,
en Afrique et en Amérique du Sud.
c. Identifier les organes, tissus ou composés végétaux utilisés par les populations
humaines.
Contenu
CONTENU DU COURS THÉORIQUE
Chaque section (I à XII) correspond à environ 3 heures de cours. Donc, une section sera
étudiée chaque semaine, sauf la première section relativement courte qui sera vue en même
temps que la section II.
I.
Introduction
A. différents domaines de recherche en biologie végétale
B. grands groupes végétaux
C. rôles de végétaux
II.
Morphologie et développement d'une Angiosperme
A. structure générale
B. différents organes
C. germination
III.
La cellule végétale
A. chloroplaste et autres plastides
B. vacuole
C. paroi cellulaire
D. mitochondrie et respiration
E. formes d'énergie présentes chez les plantes
F. respiration aérobie
G. autres types de respiration
H. facteurs qui affectent le taux de respiration
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IV.
Feuille : structure et fonction 1
A. vue d'ensemble de la photosynthèse
B. pigments
C. 1ère étape : absorption de la lumière
D. 2ème étape : transport des électrons
E. 3ème étape : fixation du carbone
F. échanges entre les chloroplastes et le cytoplasme
G. similarités entre les processus de photosynthèse et de respiration
H. photorespiration
I. structure de la feuille
J. photosynthèse en C4
K. photosynthèse chez les plantes CAM
V.
Feuille : structure et fonction 2
A. effets de la lumière sur le taux de photosynthèse
B. effets de la concentration en CO2 sur le taux de photosynthèse
C. effets de la température sur le taux de photosynthèse
D. contrôle stomatique
E. transpiration des feuilles
F. facteurs affectant le taux de transpiration
G. relations photosynthèse-transpiration
H. avantages de la transpiration
I. adaptations aux stress hydriques
J. cas des plantes hydrophytes
VI.
Croissance primaire
A. méristèmes apicaux et primordiums foliaires
B. différenciation des tissus
C. zone méristématique chez les racines
D. concept de potentiel hydrique
E. turgescence et croissance
F. phytohormones
VII.
Tige: structure et fonction
A. tige des herbacées
B. tige des ligneuses
C. mouvements de l'eau dans les plantes
D. structure du xylème
E. transport de l'eau dans le xylème
F. structure du phloème
G. translocation
H. relations source-puits
VIII.
Racine: structure et fonction
A. structure des racines
B. absorption de l'eau et des minéraux
C. propriétés du sol
D. macro- et micronutriments
E. mycorhizes
F. symbiose avec des organismes fixateurs d'azote
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IX.
Croissance secondaire
A. activité du cambium
B. croissance secondaire chez les racines
C. structure du bois
D. structure de l'écorce
E. croissance secondaire chez certaines herbacées
F. croissance secondaire chez les monocotylédones
X.
Reproduction
A. structure de la fleur
B. diversité des fleurs et inflorescences
C. pollinisation
D. développement de la graine
E. développement du fruit
F. types de fruit
G. dissémination des graines
H. contrôle de la germination
XI.
Développement et croissance clonale
A. photomorphogénèse
B. contrôle de la floraison
C. dormance
D. sénescence
E. mouvements chez les plantes
F. croissance clonale
XII.
Plantes utiles à l'homme
A. aliments
B. stimulants, médicaments et drogues
C. extraits et essences
D. dérivés de la cellulose
E. charbon et pétrole
CONTENU DES SÉANCES DE LABORATOIRE
Séance 1:
Séance 2 :
Séance 3:
Séance 4:
Séance 5:
Séance 6:
Séance 7:
Séance 8:
Séance 9:
Séance 10:
Séance 11:
Visite du jardin botanique Van den Hende.
Excursion au Boisé des Compagnons de Cartier.
Morphologie générale des plantes vasculaires.
La feuille.
Exercices.
Mesures de photosynthèse par dégagement d'oxygène.
La tige.
La transpiration.
La racine.
La croissance secondaire.
Reproduction sexuée.
Consignes sur les examens
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L'absence à un examen entraîne la note zéro. Si vous ne pouvez vous présenter à un des examens, vous
devez en informer le secrétariat de biologie la journée même. Il vous faudra également entrer en
contact avec le professeur dans les plus brefs délais (moins de 2 jours) pour établir une date de reprise
de l'examen. Seule une justification sérieuse permettra la reprise d'un examen.
Lors des examens, il est interdit d'utiliser ou d'avoir près de soi tout appareil électronique tels :
téléphone cellulaire, agenda électronique (pocket PC ou pds), baladeur (iPod), ordinateur portable
etc…
Les examens intratrimestriels et l'examen final comportent tous une série de questions objectives ou à
réponses courtes qui correspondent à environ 60% de la note et quelques questions à développement
qui comptent pour 40% de la note. Autant les questions objectives que les questions à développement
visent à vérifier la compréhension des phénomènes et mécanismes étudiés ainsi que la capacité à
établir les liens qui existent entre les différents sujets étudiés.
Les notes et les cotes seront disponibles sur le site web du cours dans les 15 jours suivant l'examen.
Les copies d'examens seront disponibles à mon bureau pour consultation. Les demandes de révision ne
seront considérées qu'après consultation de la copie d'examen par l'étudiant(e) et ce dans les 15 jours
suivants l'affichage des notes. Toute demande de révision doit porter sur des points précis des
évaluations et non sur le désir de l'étudiant(e) à voir sa cote changée.
En vertu de la politique départementale d'évaluation de la connaissance du français, la note des
examens des étudiant(e)s rédigés dans un français imprécis ou incorrect pourra être amputée d'un
pourcentage pouvant aller jusqu'à 10%.
Consignes sur les travaux
Les rapports de laboratoire des séances 3, 4, 8 et 10 devront être remis à la fin de la séance (au plus
tard à 17h00). Ces rapports comprennent en plus des dessins et figures demandées, les réponses aux
différentes questions formulées dans le manuel de laboratoire. On exige un rapport par équipe de deux
personnes. Aucune photocopie de figures ou textes ne sera tolérée dans ces rapports, outre celles
fournies au laboratoire. Les séances 9 et 11 seront évaluées à l'aide d'un quiz qui aura lieu à la fin de la
séance (vers 16h30). Les rapports des séances 6 et 7 devront être remis au début (avant 14h00) de la
séance de laboratoire suivant. Une pénalité de 10% sera appliquée pour chaque journée de retard.
Lorsque l'étudiant désire contester l'évaluation d'un rapport, il doit en premier lieu en discuter avec
l'auxiliaire d'enseignement qui a effectué la correction du rapport et ce au plus tard, une semaine après
la remise du rapport par le correcteur. En case de mésentent entre l'étudiant et l'auxiliaire
d'enseignement, l'étudiant peut remettre le rapport au responsable du cours et demander une
réévaluation. Toute demande de révision doit porter sur des points précis des évaluations et non sur le
désir de l'étudiant(e) à voir sa cote changée.
En vertu de la politique départementale d'évaluation de la connaissance du français, la note des travaux
des étudiant(e)s rédigés dans un français imprécis ou incorrect pourra être amputée d'un pourcentage
pouvant aller jusqu'à 10%.
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Modalités d'évaluation
Examen
Date
Heure
Pondération
de
la note finale
Document(s) autorisé(s)
Examen
partiel
Vendredi 8 octobre
2010
09h30 à
11h20
25.00%
Aucun
Examen
partiel
Vendredi 19 novembre
2010
09h30 à
11h20
20.00%
Aucun
Examen final
Mercredi 15 décembre
2010
09h30 à
12h20
30.00%
Aucun
Travail
Équipes
Date
Heure
Pondération de la note finale
Rapports de labo.
2
Jeudi 2 décembre 2010
17h00
25.00%
Détails sur les modalités d'évaluation
La date et l'heure de l'examen final seront confirmées en cours de session.
L'examen intratrimestriel du 8 octobre porte sur les sections I à IV inclusivement, de même que la
matière vue durant les séances de laboratoire 3 et 4. L'examen intratrimestriel du 19 novembre porte
sur les sections V à VIII inclusivement et sur la matière vue durant les séances de laboratoire 6, 7, 8 et
9. L'examen final, quant à lui, est cumulatif mais plusieurs questions porteront spécifiquement sur les
sections IX à XII et sur les séances de laboratoire 10 et 11.
Échelle des cotes (cycle 1)
Échelle des cotes
A+ [ 89.50 - 100 ]
A [ 85.50 - 89.49 ]
A- [ 81.50 - 85.49 ]
Réussite
B+ [ 77.50 - 81.49 ]
B [ 73.50 - 77.49 ]
B- [ 69.50 - 73.49 ]
Réussite
C+ [ 65.50 - 69.49 ]
C [ 61.50 - 65.49 ]
C- [ 57.50 - 61.49 ]
Réussite
D+ [ 53.50 - 57.49 ]
D [ 49.50 - 53.49 ]
E [ 0.00 - 49.49 ]
X
Réussite
Échec
Abandon sans échec
(dans les délais prévus)
Bibliographie
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Ouvrage obligatoire:
Raven, P.H., Evert, R.F. et Eichhorn, S.E. (2007). Biologie végétale. 2ème édition.
De Boeck Université, Bruxelles, 824 pp. QK 47 R253 2007
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation
L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette,
baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre
activité durant laquelle l'enseignant l'interdit.
De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation.
Pour l'année 2010-2011, les modèles suivants sont autorisés :
Hewlett Packard
Texas Instrument
Sharp
HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S, HP 35S
TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35
EL-531*, EL-546*, EL-520*
FX-260, FX-300 MS, FX-300W Plus, FX-991MS,
Casio
FX-991ES
* Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro
Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP
étudiante ZONE.
Information spécifique aux étudiants de l'École d'actuariat
Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la
Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas
Instruments suivants :
• BA-35 (solaire ou à pile)
• BA II Plus
• BA II Plus Professional
• TI-30Xa
• TI-30X II (IIS ou IIB)
• TI-30X MultiView (XS ou XB)
Politique sur le plagiat et la fraude académique
Règles disciplinaires
Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de
l'Université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des
sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre
connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse
suivante:
http://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf
Plagiat
Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le
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fait de:
i)
copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou
électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;
ii)
résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans
en mentionner la source;
iii)
traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance;
iv)
remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);
v)
remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires.
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