Cours 9 Fichier - Moodle
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Eléments de botanique Cours 9 Spermatophytes, Angiospermes 30/03/2017 Bac1 sciences pharmaceutiques et sciences biologiques Denis Michez [email protected] 1 Cours 1-2 Introduction générale Caractéristiques de la vie Caractéristiques des végétaux Métabolisme végétal Les premiers végétaux Cyanobactéries Eucaryotes: reproduction et cellule 2 Cours 3-5 Evolution et caractéristiques des végétaux eucaryotes Champignons Algues Métaphytes 3 Cours 6-9 Evolution et caractéristiques des métaphytes Bryophytes Ptéridophytes Spermatophytes Gymnospermes Angiospermes 4 la Lignée Verte: Embryophytes ‘Spermatophytes’ la Lignée Verte: Embryophytes ‘Spermatophytes’ 9 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux Métaphytes • Anthéridie et archégone multicellulaire avec enveloppe stérile • Rétention du zygote à l’intérieur de l’archégone • Embryon pluricellulaire (sporophyte) protégé par le gamétophyte femelle • Sporange pluricellulaire • Sporange pluricellulaire qui produit des méiospores contenant de la sporopollénine dans la paroi, résistante à la dessiccation • Alternance de phases haploïde et diploïde • (Epidermes chez la plupart) 10 ANTHERIDIE ARCHEGONE ZYGOTE EMBRYON SPORANGE 11 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux plantes vasculaires • Tissus vasculaire : Xylème et phloème • Racines et des feuilles • Cuticule épaisse • Sporophyte dominant le cycle • Sporophyte indépendant 13 XYLEME PHLOEME CUTICULE RACINE FEUILLE SPOROPHYTE DOMINANT 14 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes • Ovule 15 Schéma de l’ovule = mégasporange tégumenté indéhiscent 16 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes • Ovule • Graine dérive du développement de l’ovule Mégagaméto phyte Graine de pin Méristème apical racinaire Méristème apical de la tige Cotylédons Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes • Ovule • Graine dérive du développement de l’ovule • Développement du sporophyte à partir de la graine, en totale indépendance du gamétophyte 18 Chapitre 12 – Angiospermes 1. • • • Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes Ovule Graine dérive du développement de l’ovule Développement du sporophyte à partir de la graine, en totale indépendance du gamétophyte • Grain de pollen et tube pollinique 19 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • Dernier groupe de plantes apparus sur Terre • Origine vers le début du Crétacée (premier fossile de pollen, -130 MA) • Premiers Angiospermes étaient des arbres • Diversification des dicotylédones vers la mi-Crétacée (-120 MA) 20 Tempo d’apparition des différentes lignées 22 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • Production du pollen par les anthères portées par les filets (= étamines) Disparition des cônes 23 Anthère = 2 microsporanges Anthère ETAMINE Filet Chapitre 12 – Angiospermes Etamine: Issue de la microsporophylle anthère Preuve: Primitives= étamines aplaties, à filet et anthère peu distincts filet Amborella Quelques exemples de grains de pollen Exine de morphologie variable Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) • Gamétophyte femelle réduit à 8 cellules (= sac embryonnaire) et produit par le mégasporange protégé dans le sporophyte 28 Chapitre 12 – Angiospermes Gamétophyte femelle très réduit Sac embryonnaire (8 noyaux) 29 Comparaison avec les Gymnospermes : réduction ! 30 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) • Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule • Gamétophyte protégé dans un ovule, lui-même protégé par un ovaire Ovule d’Angiosperme ovule Megagamétophyte (sac embryonnaire) funicule Chapitre 12 – Angiospermes Coupe transversale d’ovaire ovule Gymnospermes versus Angiospermes « Semence nue » « Semence enfermée » Origine du carpelle Repli et fermeture du mégasporophylle le long de sa nervure médiane, formation du carpelle Le carpelle et la fleur Carpelle : issu de la mégasporophylle (repli) Preuve: Primitives = carpelles imparfaitement soudés 36 Paroi carpelle OVULE Stigmate Ovaire Protection supplémentaire du megasporange Diminue la prédation par les insectes 39 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) • Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule • Ovule protégé par un ovaire • Fleur pour attirer les pollinisateurs 40 Gynécée= Somme carpelles Fleur = Axe porté par le réceptacle, soutenant quatre séries de pièces Androcée = Somme étamines Corole = Somme pétales Calice = Somme sépales 41 Le carpelle et la fleur Structures reproductives Gynécée Enveloppes florales : Attraction pollinisateur et protection organes reproducteurs Androcée Chapitre 12 – Angiospermes Fleur à 4 séries de pièces Coupe longitudinale Fleur vue de dessus Diagramme floral Pollinisation biotique Insectes: principaux pollinisateurs Spectre visible Ce que voient les abeilles Buddleia et son Sphinx colibri Pollinisation par les chauves-souris Pollinisation par le vent (abiotique) Exemple du noisettier Exemple de la fleur de Forsythia Morphologie florale Fleur de Forsythia Les organes reproducteurs de la fleur de Lys Hatier Voir votre dissection florale aux TPs! Lys martagon – sous-bois Hautes Alpes Chapitre 12 – Angiospermes Comparaison Gymnospermes-Angiospermes Gymnospermes Angiospermes Fleur Pistil/Carpelle(s) Etamine Pétale Sépale Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • • • • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs • Graine contient l’embryon et un albumen triploïde suite à une double fécondation 55 Graine Embryon Testa Cotyledon Albumen Plumule Radicule Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • • • • • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l’embryon et un albumen triploïde • Ovaire se transforme en fruit après fécondation 58 Fruit charnus Drupe Baie Hespéride Voir cours 12 Fruit secs Déhiscent Gousse Follicule Capsules Indehiscent Akène Carypose Noix Voir cours 12 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • • • • • • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l’embryon et un albumen triploïde Ovaire se transforme en fruit après fécondation • Fruit disséminé 61 Par le vent Par le vent Par les animaux Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes • • • • • • • Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l’embryon et un albumen triploïde Ovaire se transforme en fruit après fécondation Fruit disséminé • Grande diversité de l’appareil végétatif 65 Herbe Buisson Arbre 66 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes, cycle de développement • Cycle haplo-diploïde • Gamétophyte très réduit • Double fécondation • Dissémination par les graines et fruit 68 Anthère Grain de pollen = gamétophyte mâle Fleur du sporophyte mature Anthère = 2 microsporanges http://www.biologieenflash.net/animation.php ?ref=bio-0018-4 70 Formation des microspores Méiose 4 grains de pollen Loge pollinique Grain de pollen immature Faisseau vasculaire Assise mécanique Epiderme Sac pollinique Microgamétophyte = grain de pollen Grains de pollen Fente de déhiscence Anthère libère les grains de pollen (après la méiose) Grains de pollen Gamètes mâles Tube pollinique Noyau du tube Anthère = gamétophyte mâle Fleur du sporophyte Ovaire mature Megaspore http://www.biologieenflash.net/animation.php ?ref=bio-0018-4 78 Méiose 1ère division 2ème division méiotique méiotique Archéspore 3 mitoses successives Ovule bi-tégumenté Sac embryonnaire Funicule Placenta hile Anthère = gamétophyte mâle Fleur du sporophyte Ovaire mature Megaspore POLLINISATION ET FECONDATION Chapitre 12 – Angiospermes Le pollen déposé sur le stigmate germe : Progression du tube pollinique dans le style Chapitre 12 – Angiospermes 2 anthérozoïdes Grain de pollen à 3 noyaux Noyau végétatif détruit Tube pollinique traverse le nucelle et perce le sac embryonnaire Anthère Graine germe = gamétophyte mâle Fleur du sporophyte mature Embryon Albumen Tégument grine Albumen Ovaire Graine Megaspore Un noyau spermatique + 2 noyaux polaires = albumen 3n Un noyau spermatique + Oosphère = embryon 2n Graine à maturité Dissémination Chardonneret sur Tournesol Pigeon sur Cerisier Ecureuil et sa noisette 95 Germination de la graine : 2 cotylédons Germination de la graine : 1 cotylédon 99 Chapitre 12 – Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes, cycle de développement • Cycle haplo-diploïde à sporophyte dominant • Gamétophyte très réduit (8 cellules) mais protégé par carpelle • Fleur protège et attire les pollinisateurs (association avec les animaux) • Double fécondation • Fécondation rapide après la pollinisation • Dissémination par les graines et fruit (association avec les animaux) 100 Chapitre 12 – Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes De loin le groupe le plus diversifié (250.000 espèces) Asteraceae: 23 000 spp. Orchidaceae: 17 500 spp. Fabaceae: 16 500 spp. Rubiaceae: 9 000 spp. Poaceae: 8 000 spp. Lamiaceae: 7000 spp. Mammalia: 5 300 spp. 101 Chapitre 12 – Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes De loin le groupe le plus diversifié (250.000 espèces) 102 Chapitre 12 – Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes : 2 groupes • Monocotylédones • (Eu-)Dicotylédones Lignées d’Angiospermes Dicotylées Paraphylétique 2 cotylédons Fleurs 4 ou 5- mères 160 000 espèces Monocotylées Monophylétique 1 cotylédon Pollen monoaperturé Fleurs 3-mères Perte du cambium Nervation // Limbe à partir base primordium 104 Eudicotylédones Feuille complète Deux faces Nervation réticulée Croissance secondaire (cambium) Mono Pétiole absent Nervation parallèle Pas de croissance secondaire Racine principale Racines fasciculées Fleurs 2-4-5 mères Fleurs 3- mères 105 Lignées d’Angiospermes Eudicots 160 000 espèces Fabacées : 16 000 esp. Astéracées: 20 000 esp. Monocotylées 65 000 espèces Orchidées: 20 000 esp. Poacées: 9000 esp 106 Monocotylédones 1. Commelinidae 2. Asparagales 3. Poaceae Cyperaceae Juncaceae Orchidaceae Amarylidaceae (et autres) Liliales 107 Commelinidae 108 Poaceae 109 Cyperaceae Juncaceae Luzula alpinopilosa Juncus effusus Asparagales 112 Orchidaceae Alliaceae Eudicots: Quelques grandes familles Rosaceae sensu lato Roses Pruniers Pommier Fabaceae Pois Haricot Trèfles Fagaceae Chêne Chataignier Hêtre Brassicaceae Moutarde Colza Choux Questions Dessinez et annotez les différentes parties d’un ovule d’Angiospermes avec un mégagamétophyte mûr, un microgamétophyte et une graine germée. Comparez les cycles de développement des Gymnospermes et des Angiospermes. Quels sont les deux grands groupes d’Angiospermes et leurs caractéristiques ?
