II/ Cycle de reproduction sexuée

Reproduction sexué chez les végétaux
Introduction
PARTIE 1
Reproduction sexué des archégoniates aux cormophytes (végétaux supérieurs).
Cormus : appareil végétatif bien visible.
Archégoniate : on trouve des sporanges et des gamétanges : - Gamétange mâle : anthéridies.
Gamétange femelle : archégones.
Reproduction cachée : cryptogame (pas de fleurs)
Reproduction sexué : Phanérogames (visible avec fleurs)
A/ Les Trachéophytes
Chap.1
Ptéridophytes
I/ Une fougère : le polypode
1) Plante feuillé : Sporophytes
- Rhizome (tige dans le sol) possède des feuilles atrophiées car en terre et quelques grandes
feuilles aériennes. Fronde avec des pinnules (lobe du limbe). Le rachis porte le limbe. On trouve des
SORE de sporanges (amat de sporanges).
- Anneau ou assise mécanique : zone fragile qui va s’ouvrir, le stomium.
C’est lors de la formation, libération des spores que l’on atteint le stade
haploïde (n).
2) Gamétophytes, prothalle
Sur la face interne sont présents des rhizoïdes. Le résultat de la germination de la spore est
indépendant et produits des gamètes. Les gamétange mâle est appelé anthéridie et par une
transformation amène à la création des spermatozoïdes. Les femelles sont appelées Archégone et
chez les végétaux le gamète est l’oosphère. Il n’y a que le col qui sorte.
Le gamète femelle est fécondé sur place, il n’est pas
libéré. On a fécondation 2n, on revient au
sporophyte et pour éviter l’autofécondation les
gamètes mâle et femelle ne sont pas mature à la
même période.
II/ Une sélaginelle
1) Sporophyte : plante feuillée
Elle est faite d’éléments rampants et dressés. En zone terminale on trouve des spores en
forme d’épis : épis sporiphère +/- = strobile. A l’aisselle de chacune des feuilles on a un sporange.
Celles avec sporanges contiennent 4 Mégaspores dans les mégasporophylles et des microspores des
microsporanges dans les microsporophylle. Il y a hétérosporie. Grand nombre de spores dans les
microsporanges car il n’y a pas de dégénérescence des cellules mères.
2)Gametophyte : prothalle
Rien ne sort de la spore, les prothalles se forment dans les spores, ils ne sont pas libres.
-Mégaprothalle (femelle) lorsque la mégaspore (haploïde) éclate par grossissement due à des
mitoses. Vers l’extérieur on trouve les archégones, ce ne sont que des gamètes femelles.
-Microspores (male) Lors de la germination division interne. Le prothalle est réduit à 1 cellule coincée
dans la microspore. Cellule anthéridiale qui donne 8 cellules formant l’anthéridie contenant des
cellules spermatogènes (4) générant les spermatozoïdes.
3) Fécondation et développement
Gamète mobile grâce à des flagelle donc
fluide nécessaire et sont attiré par les gamètes
femelles où ils vont pénétrer dans le col de
l’archégone. Formation d’un zygote, donc d’un
sporophyte.
III/
Caractères
ptéridophytes
reproductifs
Suffixe ange : boite pluricellulaire.
Deux individus dans le cycle : le sporophyte et le gamétophyte le 1er étant le stade dominant. Critère
d’évolution du fait que l’on a deux types de prothalles et de l’adaptation au milieu terrestre,
croissance végétative cependant aptitude a se reproduire dans le désert ? Le gamétophyte doit être
recouvert d’un film d’eau chez la fougère. Puisque diploïde, mutation, réparation grâce aux copies du
génome. On va vers du sporophyte dominant donc évolutif.
Chap.2
Gymnosperme
Nouveauté : Grain de pollen n’est pas le gamète mâle
et l’ovule n’est pas le gamète femelle.
Les organes reproducteurs sont souvent sous forme de
cônes.
I/ Prespermatophytes (ginkyo)
Les sexes sont séparés avec des arbres femelles et des arbres males : c’est une espèce dioïque.
1) Appareil reproducteur M
On trouve de petites tiges portant un épi fermé par des sacs polliniques. Un épi d’étamines. Il
y a une fente déhiscence qui permet la libération du pollen. Un individu 2n avec des sacs polliniques
donne la création de spores qui ne sont pas libérés et se transforme en pollen.
2 couches forment la paroi épaisse : on trouve une cellule prothalliene, une antheridiale qui donnera
les gamètes et une cellule vegetative qui préfigure le tube pollinique. Un grain de pollen est un
gamétophyte mâle avec la paroi de la microspore qui
donne le grain.
2) Appareil reproducteur F
Le micropyle doit être humide ainsi que la
chambre pollinique permettant au gamète male de
trouver le col de l’archégone. Au début que du nucelle
puis une cellule subit la réduction chromatique formant
4 megaspores, une seul va subsister et est noyée dans
le nucelle.
3)Pollinisation et fécondation
Par le vent : anémogamie (dissémination) se fait par hasard donc cela suppose un grand nombre de
grains de pollen pour que quelques uns arrivent dans un ovule. Le micropyle se ferme une fois le pollen
arrivé. Intégration de rhizoïdes pour fixer le pollen dans le nucelle. Quand l’archégone est différencié, les
gamètes male sont libérés et sont attirés par les gamètes femelle par le col. Fusion avec l’oosphère. Les
autres gamètes male dégénèrent. Développement du zygote dans le prothalle femelle.
4)Ovule fécondé
Le tégument protège du froid, il faut aussi des réserves.
Dans l’endosperme ici. La gemmule est le bourgeon de
l’embryon. Lors de son développement il doit absorber les
réserves grâce au suspenseur, extrémité de la racine par
lequel est suspendu l’embryon. La racine doit sortir à un
point de faiblesse, au niveau du micropyle. Il ne s’agit pas
exactement d’une graine car les réserves sont faites avant
fécondation. Dissémination par les animaux zoogamie pour
cela rôle joué par la sarcotesta.
II/ Reproduction gymnopserme
Ce sont des conifères avec des feuilles transformées en épines. Chez les pins les épines sont
groupées par 2 ; Les cônes male ne subsistent pas.
1) Cône male
Ecailles correspondant aux microsporophylles, les sacs polliniques aux microsporanges.
Les ballonnets améliore la prise au vent puisque Anémogamie.
2) Cône femelle
1ère année feuilles megasporophylles avec mégasporanges. Les écailles sont des feuilles car
on trouve une bractée (bractée=feuille l’inverse non). On trouve des téguments. Quand tout est
fermé après pollinisation, le pollen libère les gamètes non nageur direction l’archégone via un tube
pollinique créé par la cellule végétative. Extrémité du tube pollinique éclate. Après fécondation
dégénérescence.
3) Formation et dispersion des graine
III/ Originalités des gymnospermes
1 et 2) mâle et femelle
1 Sporophyte
2 Sporophylle
3 Sporange
4 Spore
5 Prothalle
6 Anthéridie
7 Archegone
3)pollinisation
Anémogamie : dispersion par le vent.
Séparation des sexes : Diversité respecté chez le Ginkyo car on trouve des arbres
mâle et des arbres femelle. On est dans le cas d’une espèce dite de dioïque. Chez une autre
espèce telle que le pin on est dans le cas d’une espèce monoïque. Quoi qu’il arrive il faut
empêcher l’autofécondation dans une optique d’échange de patrimoine génétique,
d’évolution. Une des possibilités est une maturation des organes male et femelle à des temps
différents.
Ici il faut trouver un vecteur pour la fécondation car les flagelles ont disparus. Cela ce
fait par les tubes polliniques : Siphonogamie (diff. De zoïdogamie).
On avait jusqu’à présent une dissémination des spores, ici il s’agit de celle des
graines. Il s’agit en faite juste d’ovules fécondés mais cependant ce caractère apparait chez
les gymnospermes et les pré-spermatophytes. Les différentes parties de l’ovule donnent les
différentes parties de la graine. Le zygote deviendra l’embryon. On note la présence de
réserve dans l’endoderme qui est le gamétophyte femelle. Les téguments autour assurent la
protection. Cette graine se déshydrate.
4) Conclusion
Chap.3
Angiospermes
On les définit par plante à fleurs, cependant c’est surtout l’apparition du carpelle donnant le
fruit.
I/ Fleurs et angiospermie
1) Organisation de la renoncule
Pièce de base insérée sur des cercles : des verticilles. Position externe, bas pour es plus
vielles. Le périanthe rassemble les pièces stériles jouant un rôle d’affichage attirant les insectes.
Anthère (sac pollinique). Le carpelle est l’entité de base femelle. Les fleurs sont typiquement
hermaphrodites.
2) Le carpelle = angiospermie
Chez les cycas tous les ingrédients étaient
réunis mais l’angiospermie consiste au carpelle
qui est une feuille enroulée. Diverses soudures de
carpelle :
concrescence.
Apocarpe/Syncarpe
(soudé). Gynécée pluriloculaire (plusieurs loges)
ou uniloculaire (une loge globale). Différentes
position des placentas, ascille (centrale) ou
pariétale. La concrescence n’est jamais complète
au niveau des stigmates.
Carpelle et réceptacle florale : Fleurs hypogyne en
dessous des gynécées, récepteurs creux entourés
des pétales = périgyne, carpelle soudé aux
récepteurs au dessus = épigyne.
3) Variation florale
L’optimisation se fait en fonction de la pollinisation.
- Ecologie florale : Les fleurs s’adaptent à un agent de dissémination efficace. Avec une
précision du transport, sans gaspillage et en favorisant les échanges croisés. On a
l’anémogamie, l’hydrogamie et la zoogamie (ornitho, entomo…). Présence de coévolution
entre plante et insecte, ils évoluent tous deux en fonction de l’autre.
- Zoogame : Le périanthe est très souvent coloré, émet des odeurs et souvent contient du
nectar sécrété par une glande : le nectaire. Le pollen va être lourd collant et agglomérant afin
de bien s’attacher aux insectes. En entrant dans la feuille, ils touchent nécessairement les
papilles stigmatiques
Fleur actinomorphe symétrique par rapport à un axe se doit de posséder de nombreuses étamines.
Fleur zygomorphe 2 pétales soudés enfermant les étamines = la carène qui va se déchirer au contact
de l’insecte. Gamopétales non soudé, soudé dialypétale.
- Anémogame : pétales ouvert pour laisser passer le vent ou bien plus du tout de pétales.
Etamines très réactif au vent, papilles de grandes surfaces pour optimiser la capture.
Chatons : épi de fleurs. Peu courant chez les angiospermes d’où le cas régulier des fleurs
colorées.
II/ pollen et ovule
1) Pollen
Les grains ont des tailles différents 8 à 200 micromètre mais possèdent une organisation
commune (p.26). Dans 70% des cas le grain est bicellulaire sinon tricellulaire. Pour les bicellulaires,
on a une grosse cellule : la végétative contenant une cellule, la Spermatogène. La tricellulaire est
causée par la division de la cellule spermatogène chez la bi. Paroi épaisse avec des pores germinatifs :
des apertures d’où le tube pollinique émerge.
Le grain de pollen est un gamétophyte donc
provient de la paroi de la microspore. Il est
produit dans un sac pollinique. Dans l’anthère
une cellule mère donne des microspores et
évolue en grain de pollen. On ne trouve plus de
cellules prothalliene, plus de cellule
gamétophyte ; on est dans le sens de
l’évolution.
Présence des apertures, tissu sporophytique et
gametophytique variant selon le mode et
vecteur de pollinisation.
2) Ovule
Tissus protecteurs avec deux téguments percés d’un trou permettant au tube pollinique
d’accéder au gamète femelle : le micropyle. On trouve du nucelle dans lequel on trouve une
nouveauté : un sac embryonnaire c’est le gamétophyte mâle (n) le reste est 2n. L’ovule est porté par
un funicule contenant des faisceaux conducteurs se terminant par ramification par ce que l’on
nomme le chalage. Le funicule est sur le placenta.
Le sac embryonnaire possède un nombre restreint de cellule orientée par le micropyle : pole
micropylaire à l’autre bout 3 cellules (les antipodes). Dans la zone médiale on a 2 situations soit 2
noyau polaire haploïdes ou bien fusion donc diploïdes. Complexe gamétique de 3 cellules :
l’oosphère un peu en dessous des synergides aidant à la fécondation, leur extrémité spécifique forme
l’appareil filiforme. Le sac embryonnaire n’est pas entouré d’une paroi.
- Grands types d’ovules : Réduire au maximum la distance à faire du tube pollinique en
rapprochant le micropyle du funicule. Orthotrope aligné selon un axe droit le micropyle est
assez loin. Campylotrope avec une torsion par élongation du tégument « au cours de
l’évolution ». Tout est alors courbé même l’embryon. Anatrope hypertrophie du funicule,
d’où un basculement et une zone de fusion entre le tégument et le funicule.
-
III/ Pollinisation et fécondation
1) Stigmate et fécondation
2) Style et t.pollinique
Système de reconnaissance selon s’il s’agit de la même espèce, d’un même individu.
Germination croisé. Exemple de la fleur de lis le style est creux le tube va se développer dans ce canal
(cas peu fréquent) Ou bien dans la zone médiale tissu de conduction servant à orienter l’élongation
du t.pollinique et sa nutrition. Formation de cloisons au fur et a mesure de l’avancement du tube et
donc du cytoplasme nécessaire en position terminal du tube.
3) Double fécondation
Unique chez les angiospermes, zygote triploïde accessoire = albumen.
4) Incompatibilité génétique
On va avoir de l’interspécifique et de
l’intraspécifique. Reconnaissance des
tissus sporophytique ou gamétophytique.
Contrôlé par des protéines S (self
incompatibility). Au niveau du manteau on
retrouve les mêmes allèles =
incompatibilité s’ils sont
différents=compatibilité.
Pour les gamétophytes, gènes du tube
pollinique qui vont être identifié. On peut
contourner ces défenses en saturant les
protéines S du stigmate.
IV/ Graine et fruit
La graine est issue d’un ovule, le fruit d’un carpelle.
1) Organisation des graines
Elle doit avoir des tissus protecteurs. Pour germer au printemps il faut un embryon et de
l’énergie, des réserves et ne pas subir le gel donc doit être déshydraté. Localisation des réserves
diverses : périsperme, albumen, cotylédons, gemmule, radicule, tigelle (les cotylédons forme la mini
plante). Si la localisation est dominante dans le périsperme on a une graine dite graine + périsperme.
Dans le cas de l’albumen, une graine albuminé ou bien ex albuminé si les reserves se font dans
l’embryon.
2) Fruits
Voir fascicule.
V/ Conclusion
B/ Les non vasculaires.
Chap.4
Bryophytes
I/ Milieu et mode de vie
Du fait qu’elles n’ont pas de tissus conducteur, elles sont dépendantes de l’eau, des milieux
humide et sont de ce fait en général de petite taille formant des coussins. Ex : le polytric. D’autres
type de mousses peuvent pousser en milieu sec car elles présentent un mode de vie ralenti : la
reviviscence. Il y a des cellules spécialisées : hydrocyste capable de stocker l’eau. Mousses en général
compact pour éviter de perdre de l’eau.
II/ Cycle de reproduction sexuée
1) Protonéma et formation de la plante feuillée.
Spores haploïde germe et donne un filament simple qui se ramifie : le protonéma. Il est
chlorophyllien. Une fois développé, des rhizoïdes apparaissent et se fixent dans le sol. On trouve des
bourgeons qui eux se développent en tiges feuillées (haploïdes) : c’est le gamétophyte.
2) Organogénèse
On trouve des ébauches de tissus par quelques cellules qui tentent de se spécialiser. Pas de
faisceau conducteur mais des cellules allongées : hydroïdes capable de transporter un tout petit peu
d’eau (préfigurant le xylème mais pas de lignine). On trouve aussi des léptoïdes préfigurant le
phloème.
3) Organes reproducteurs
On les trouve dans un involucre avec des organes mâles ou femelles au bout des tiges
feuillées :
-
-
Appareil Mâle : Corbeille à anthéridie avec une tige qui ne s’allonge pas, les feuilles se tasse
formant la corbeille avec des épines sur le contour. Des mitoses mènent à la création
d’anthérozoïdes mobiles grâce à des flagelles. Présence de paraphyses, éléments stériles qui
protègent le contenu de la corbeille
Appareil femelle : Corbeille à archégone contenant des oosphères.
4) Fécondation et sporogone
- Fécondation : présence d’eau nécessaire pour
permettre aux gamètes mâles qui ont un long parcours à
faire, contact avec l’oosphère : on arrive au stade
sporophytique (2n).
- On le nomme le sporogone : qui repose sur un
gamétophyte subsistant. Il se développe en effet dessus.
Il y a déchirure du col de l’archégone en se développant.
On aura donc un reste du gamétophyte formant une
coiffe et le reste formant la vaginule. La partie du
sporogone sous la coiffe est dit de capsule. Le
sporogone n’est pas libre.
IV/ Multiplication végétative
Morceau de gamétophyte qui se casse pouvant redonner une plante : propagule. Caractère
primitif. Bryophyte : phase dominante du gamétophyte, absence de tissus conducteurs. Ce sont des
plantes terrestres mal adaptées au milieu du fait d’un anthérozoïde nageur dépendant d’un milieu
aquatique et de petite taille.
PARTIE 2 : Oogoniates
Chap.5
Phycophytes : Algues
I/ Position systématique
1) Systématique
Certaines sont unicellulaires : phytoplancton ; d’autres sont de très grande taille, laminaires
de plus de 50m de long. Grande variations de l’appareil végétatif et de la reproduction sexuée : tous
types présents. On les considère comme des plantes bien qu’on différencie les protistes
(unicellulaires) des plantes. Thallophyte : Structure qui ne comporte pas de tissus spécialisés, pas de
système conducteur. Algue : eucaryotes toujours photosynthétiques (plaste avec chlorophylle)
reproduction grâce aux gamètes des gamétocyste et spores dans sporocystes.
Reproduction : Gamètes femelle avec oosphère
libérée comme le mâle avec une fécondation
dans l’eau. Le zygote ne se développe pas sur le
gamétophyte.
Appareil végétatif : Thalle sans système de
vaisseaux, sans vrais tissus. Chlorophylle + autres
pigments et paroi cellulosique.
2) Caractère des différents embranchements.
Voir fascicule p.3
Algues brunes dites phéophycées ou phéophycophytes
II/ Mode de vie & particularité
1) Mode de vie
Ce sont des plantes qui vivent dans des milieux aquatiques et aériens (très dépendant de
l’humidité). Rôle essentiel car elles représentent le 1er maillon du cycle : producteur primaire des
milieux marins. On trouve des phytoplanctons unicellulaire et des phytobenthos qui sont
pluricellulaires (profondeur = absorption de la lumière).
2) Particularité
Accumulation d’éléments minéraux : Il y a des vacuoles et pour les algues il faut que la
pression osmotique interne soit plus élevée que l’au de la mer donc une absorption de soluté dans la
vacuole de nature diverse (sel de potassium, utilisé en engrais, iodure de potassium 40mille fois plus
que dans le milieu). Oligo-éléments et des vitamines sont présent et on note que les parois sont
gélifier (agar, carraghename, alginate qui est le polysaccharide des parois).
Composés des parois : parois propre de a cellule. Présence de sucre alcool, imprégnation de
sels minéraux. Une algue avec de la silice dans les parois : les diatomées qui une fois morte et
sédimentées donne une roche, la diatomite.
3) Cytologie
Noyau vrai de type eucaryote avec en général des cellules uninuclées. Les flagelles, surtout
sur les cellules reproductrices car nageuse (pas chez les rouges), ont des propriétés variables mais
avec une dominance de ce cas la :
Feuille9 Pyrénoïde contenant : rubisco/amidons
(photosynthèse/réserve). Dans les phytoplanctons, les cellules
doivent percevoir la lumière afin de pouvoir s’y rendre via le stigmat.
On trouve chez les algues brunes des physodes à proximité du noyau
sorte de vacuole de stockage.