Introduction à la biologie végétale

Cours de Biologie Végétale Mme Djerroudi
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I- Introduction à la biologie végétale
La biologie végétale est une vaste discipline qui recouvre tous les aspects de la vie des
végétaux aquatiques et terrestres, leur morphologie, leurs modes de reproduction, sexuée et
asexuée, leurs adaptations aux divers environnements ainsi que les mécanismes permettant des
interactions durables (parasitisme, symbioses…). C’est une partie de la biologie qui traite des
plantes et, par tradition, des procaryotes, des champignons et des algues.
Aujourd’hui, elle englobe de nombreux domaines d’études qui sont :
- La physiologie végétale : étudie comment les plantes fonctionnent, c’est-à-dire
comment elles captent et transforment l’énergie et comment elles croissent et se développent.
- La morphologie végétale : étudie les formes des plantes
- L’anatomie végétale : étudie leur structure interne.
- La taxonomie et la systématique des plantes interviennent pour leur donner un nom
et les classer.
- La cytologie : étudie la structure et le fonctionnement des cellules et les cycles de
développement.
- La génétique est l’étude de l’hérédité et de la variation.
- La biologie moléculaire : étudie la structure et la fonction des molécules biologiques.
- La botanique économique est l’étude de l’utilisation des plantes par l’homme dans le
passé, le présent et l’avenir.
- L’écologie étudie les relations entre les organismes et leur environnement.
- La Paléobotanique étudie la biologie et l’évolution des plantes fossiles.
Les végétaux sont des organismes qui ont une place importante dans le monde vivant,
ils jouent un rôle essentiel dans la vie des animaux et des êtres humains. Ils sont source de
nourriture, d'oxygène et de drogues médicamenteuses, et ils égayent notre vie quotidienne par
leurs couleurs changeant au rythme des saisons. Ils sont constitués de cellules et sont donc,
par définition, des êtres vivants, plus précisément des eucaryotes, c'est-à-dire des organismes
faits de cellules compartimentées en territoires spécialisés. Au sein des eucaryotes se
distinguent deux règnes, celui des animaux et celui des végétaux. Le règne des végétaux se
caractérise au niveau de leur structure, d'abord par leurs cellules, puis par la structure de leurs
tissus.
Chapitre I : La classification des végétaux
La classification des végétaux est d'une grande utilité. En effet, elle permet de
remonter l'évolution de chaque plante, arbre et arbuste par rapport à d'autres spécimens.
1- Aperçu de l'évolution de la classification des végétaux.
 La classification des végétaux remonte à la nuit des temps puisque la toute première,
originaire d'Égypte, date de l'an 1 600 avant notre ère. Or elle a connu bien des
modifications depuis cette époque, elle était purement utilitaire, uniquement basée sur
les propriétés médicinales des plantes.

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 Par manque de savoir, la classification pouvait parfois s'avérer fantaisiste, et plus
souvent incomplète.
Au fil du temps, les critères de sélection ont évolué. À titre d'exemple, Aristote et Théophraste
ont classifié les végétaux en fonction de leur taille et de leurs propriétés alimentaires,
médicinales, aromatiques ou vénéneuses.
Aujourd'hui, on utilise une nomenclature datant du (18) VIIIème siècle :
 Nous la devons au naturaliste suédois Carl Von Linné.
 Grâce à son travail, nous disposons d'un système de classification validé.
 Cette nomenclature est définie en fonction du nom scientifique d'une plante en latin
suivi du nom d'espèce. C'est le système binominal.
Note : C'est sur les critères de ressemblance que sont classifiés les végétaux, et toujours par
rapport à un spécimen ancêtre, que plusieurs végétaux peuvent avoir en commun.
Ainsi, la classification des végétaux renseigne sur leur phylogénie, c'est-à-dire sur l'histoire de
leur évolution puisqu'elle indique :
 l'ordre qui regroupe les familles,
 la classe ;
 éventuellement, la super-classe et la sous-classe ;
 l'embranchement,
 le règne.
2- Règnes du monde vivant
1- Il y’a très longtemps, à l’époque d’Aristote, le monde vivant était classé en deux règnes.
Les caractéristiques de bases sont le comportement et la photosynthèse.
2- Grâce aux progrès de la biologie moléculaire, une nouvelle classification proposée par
Whittaker et Margulis subdivise le monde des vivants en 5 règnes (Planche 1)
• Actuellement, on reconnaît 5 règnes : Prokaryotae ou (Monera), Protista, Fungi,
Plantae et Animalia . Ils sont classés selon :le type cellulaire, la nutrition, la reproduction,
les structures et fonctions caractéristiques.

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Planche 1 : Classification des êtres vivants actuelles d’après Whittaker et Margulis
Type Cellulaire
Organisation
Principaux Phylums ou
Embranchements
Origine
Règne des PROKARYOTAE=MONERA = 4000 espèces
(Auto ou hétérotrophie)
3 à 4 milliards
années
Procaryote
Généralement
unicellulaire
Archaebactéries
Eubactéries
• Bactéries fermentantes
• Actinobactéries
• Cyanobactéries et autres...
Règne des PROTOCTISTA = 70 000 espèces
(Hétéro ou autotrophie)
1000 millions
d’années.
Eucaryote
Généralement
unicellulaire
Protozoaires
Protophytes
Généralement
pluricellulaire
Algues
• Chlorophycées (Algues vertes)
• Phaeophycées (Algues brunes)
• Rhodophycées (Algues rouges)
Règne des FUNGI = 80 000 espèces
(Hétérotrophie)
1000 millions
d’années
Eucaryote
Pluricellulaire
Champignons
• Zygomycètes
• Ascomycètes
• Basidiomycètes
Lichens
Règne des PLANTAE (règne végétal sensu stricto) = 300 000 espèces
(Autotrophie)
500 millions
d’années
Eucaryote
Pluricellulaire
Bryophytes (Mousses)
Ptéridophytes (Fougères)
Spermaphytes (Plantes à
graines)
• Gymnospermes
• Angiospermes
Monocotylédones
Dicotylédones
Règne des ANIMALIA (règne animal) = 1 200 000 espèces
(Hétérotrophie)
700 millions
d’années
Eucaryote
Pluricellulaire
------
Définitions des notions d’autotrophie et d’hétérotrophie :
- Un organisme autotrophe (du grec : auto, seul et trophos, nutrition) est un
organisme capable de synthétiser sa propre matière organique. Il s'agit essentiellement des
organismes photosynthétiques.
- Un organisme hétérotrophe est un organisme qui ne synthétise pas sa propre matière
organique et qui, par conséquent, est amené à consommer des molécules organiques pour
s'approvisionner en carbone. Il s'agit des organismes incapables de réaliser la photosynthèse.

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Etude des différents règnes
1- Règne des Prokaryotae ou Monera ou des procaryotes :
Ce règne comprend les premiers êtres vivants de la planète : les procaryotes : ce sont des
organismes généralement unicellulaires, qui ne possèdent ni vrai noyau, ni organites cellulaires. Ils
se divisent uniquement par scissiparité, on ne peut donc pas parler de reproduction. Il est représenté
par les deux groupes ou embranchements : Archaebactéries et Eubactéries.
Parmi les Eubactéries, on trouve les Cyanophycées (Cyanobactéries ou algues bleues) :
Les Cyanobactéries sont des procaryotes phototrophes. Elles possèdent toute de la chlorophylle, en
plus de divers autres pigments (Figure 1). On y trouve les genres Nostoc, Anabaena, Spirulina,…).
Il existe 2000 espèces, colonisant des milieux aquatiques (lacs, rivières, mers et océans) et terrestres
(sols humides, ..)
Ces algues bleues sont formées de cellules organisées en file linéaire, pourvues de chlorophylle et
d’autres pigments comme la phycocyanine (pigment bleu) et sont caractérisées par la présence
d’une cellule différente des autres cellules par sa grandeur appelée : hétérocyste.
2- Règne des Protoctista ou des protistes :
Dans ce règne sont présent des êtres vivant de type cellulaire eucaryote. Les protistes
rassemblent différents groupes qui ne sont étroitement reliés par la phylogénie. Ils sont soit
rapprochés aux animaux (protozoaires) ou aux végétaux (protophytes) ou bien proches des
champignons.
En biologie, le terme protozoaire désigne les protistes (eucaryotes unicellulaires)
hétérotrophes qui ingèrent leur nourriture par phagocytose.
Le terme de protophyte est donné à des organismes unicellulaires proches des végétaux.
Ces organismes possèdent des chloroplastes, peuvent réaliser la photosynthèse et donc être
autotrophes pour le carbone.
- Les Algues ou phycophytes sont généralement pluricellulaires et sont subdivisées en plusieurs
sous-embranchements qui sont :
 Les Phaeophytes ou Phaeophycées, ou algues brunes,
 Les Rhodophytes ou Rhodophycées, ou algues rouges,
 Les chlorophytes ou Chlorophycées, ou algues vertes comme Spirogyra sp
Ces Chlorophycées, sont caractérisées par la présence d’un thalle (Thallophytes), possèdent de la
chlorophylle et vivent dans les milieux terrestres humides ou aquatiques.
3-Règne des Fungi :
Ce règne regroupe deux principaux phylums : les Champignons ou Mycètes et les Lichens.
L’appareil végétatif des Mycètes est un thalle appelé mycélium, constitué de filaments isolés ou
enchevêtrés appelés hyphes. Ils ne vivent que sur des milieux terrestres très humides ou en
parasitant d'autres êtres vivant.
Les Champignons sont dépourvus de chlorophylle, ils sont hétérotrophes, c'est à dire qu'ils ont

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besoin de consommer des matières organiques en décomposition pour fabriquer leur énergie. Leur
mode de vie peut être sous trois modes :
• Saprophytes : vivent sur les organismes morts
• Parasites : vivent sur les organismes vivants, provoquant des maladies chez les animaux
(mycoses) et chez les végétaux comme la rouille du blé.
• Symbiose : association avec d’autres végétaux comme les racines des Légumineuses. il s’agit
d’une association bénéfique (l’un tire profit de l’autre).
Exemple : Symbiose des champignons avec les algues : Lichens
: Symbiose des champignons avec les racines de certaines plantes supérieures :
Mycorhizes
Les Lichens : sont formés par une association d’un Champignons, et d’une Algue unicellulaire
verte (chlorophyte) ou bleue (cyanobactérie). C’est donc une association symbiotique.
Ainsi, l’Algue assure l’alimentation carbonée de l’ensemble par ses pigments assimilateurs et le
Champignon fournit un support à l’Algue. Le Lichen est constitué d’un thalle avec une forme
d’ouverture soudée au thalle appelé apothécie où fructification d’où s’échappe une poudre de
spores.
Leur morphologie est simple : il s’agit de cellules assemblées en filaments organisés et forment un
réseau complexe, le mycélium. Le filament, ou hyphe, peut être siphonné (les séparations entre les
cellules ont disparu) ou non.
4- Règne des Plantae ou des végétaux :
Les plantes sont les seules êtres pluricellulaires autotrophes, qui regroupent 3 phylums : phylum
des Bryophytes (Mousses), phylum des Ptéridophytes (Fougères) et le phylum des
Spermaphytes (Plantes à graines).
La classification des végétaux s’appuie sur plusieurs critères cytologiques, anatomiques et
morphologiques, ainsi, le règne végétal est traditionnellement subdivisé en deux grands
groupes en fonction de l'organisation structurale du végétal : Présence d’un Thalle ou d’un
Cormus, et donc on distingue les Thallophytes et les Cormophytes.
Les caractères distinctifs entre Thallophytes et les Cormophytes
1- Appareil végétatif :
L’appareil végétatif des Thallophytes est un thalle tandis que chez les Cormophytes c’est
un cormus. Les différences importantes entre ces deux types d’appareils végétatifs peuvent se
résumer dans le niveau de différenciation (tissus, organes et fonctions) et le mode de croissance.
Le cormus correspond à un niveau de différenciation plus important que celui du thalle. En effet,
il possède des organes spécialises (Tige, feuille et racine) remplissant des fonctions déterminées.
Du point de vue type de croissance, le mode répandu chez les Thallophytes est la croissance
intercalaire. Alors que, chez les Cormophytes la croissance se fait au niveau d’assises spécialisées
qu’on appelle méristèmes ou assises génératrices. La croissance en longueur est apicale est peut