Activité 1 : Le règne végétal

Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Livre Campbell (plante verte) : dès 695. Livre Campbell (orange) : dès 621.
Introduction : Par l’observation des caractéristiques principales de diverses plantes, on
peut mettre en évidence les différences entre les grands groupes de végétaux.
Matériel vivant : mousses si possible avec capsules (vertes et marrons), et quelques mousses de
« grandes tailles », 1 pot avec une fougère “spéciale” pour voir les vaisseaux, des « branches » fougères
avec sporanges, fleurs des champs et vertes d’herbacées (si possible).
Matériel par groupe de 2 élèves : 1 loupe, 1 microscope, 1 panier avec : lames et lamelles, 1 pince
fine, 1 boïte de pétri en plastique et pisette avec eau.
Matériel pour l’enseignant : 1 pince et un ciseau.
Autre Matériel : un classeur avec fougères sèches, snaps avec cônes mâles (et pollen) et cônes
femelles, grands cônes de pin femelle, graines de pin, coupes microscopiques d’aiguilles de pin, 1
modèle plastique de fleur géante coupée.
Activité 1 : Le règne végétal
Le règne végétal comprend toutes les plantes terrestres et ne comprend plus les Algues
(celles-ci forment, actuellement, un règne à part).
Les végétaux ont évolué à partir d’une algue verte ancestrale. Les premiers végétaux
terrestres ressembleraient à des mousses.
Comment s’est fait cette adaptation du milieu aquatique eu milieu terrestre ?
ADAPTATION A LA TERRE FERME
Le passage de l’eau à la terre s’est réalisé en plusieurs étapes: certains végétaux ne
présentent du reste qu’une adaptation incomplète au milieu terrestre.
Les Végétaux ont commencé à coloniser le milieu terrestre il y a 435 millions (au Paléozoïque).
Comparaison entre les conditions de vie des Algues et les Végétaux terrestres :
Le milieu (eau)
soutient l’Algue.
Le milieu (air) ne
soutient pas la Plante.
Toutes les parties
de l’Algue sont en
contact avec l’eau
et les minéraux du
milieu.
Les parties aériennes
ne sont pas en contact
direct avec l’eau et les
minéraux; elles
perdent de l’eau par
évapotranspiration.
La photosynthèse
a lieu dans la
plupart des cellules
de l’Algue.
La photosynthèse
a lieu seulement
dans les parties aériennes
de la Plante.
1
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
La vie aérienne offre de multiples avantages pour les plantes; non seulement la lumière
nécessaire à la photosynthèse est plus disponible, mais le gaz carbonique et le dioxygène qui
sont plus concentrés dans l’air diffusent mieux que dans l’eau.
Le succès des plantes terrestres fut assuré par de nombreuses adaptations. Il leur est
nécessaire d’avoir une charpente interne (un squelette de paroi lignifiée ou bois) pour vaincre
la gravité et pour présenter leurs feuilles au soleil. Car si les petites plantes tiennent debout
grâce à la turgescence (pression osmotique), les grandes espèces ont besoin d’une structure
de soutien (la lignine) pour tenir en position verticale. Les racines permettent au végétal de
s’ancrer dans le sol et d’absorber, du sol, l’eau et les sels minéraux nécessaires.
De plus, l’eau doit pouvoir être pompée jusqu’aux feuilles, de même que la nourriture fabriquée
doit pouvoir circuler partout. Ce transport de la sève brute et de la sève élaborée est assuré
par des vaisseaux conducteurs (chez plantes vasculaires). Les Mousses n’ont pas de
vaisseaux conducteurs (plantes avasculaires).
Schéma simplifié montrant les deux principales voies par lesquelles l'eau et les solutés sont transportés
dans un végétal vasculaire : le xylème (transporteur de la sève brute) et le phloème (transporteur de la
sève élaborée).
2
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Stomates de feuille de tabac
A cause de l’air ambiant, la déshydratation
est une menace non seulement pour l’appareil végétatif mais
aussi pour les gamètes (cellules reproductrices) et l’embryon.
Les plantes terrestres ont donc les parties aériennes (tiges,
feuilles) qui sont recouvertes d’une cuticule cireuse qui
empêche le dessèchement. Mais cette cuticule pose un
problème : elle empêche également les échanges gazeux ! Ce
sont les stomates, pores microscopiques, qui restaurent ces
échanges (ci-contre fortement grossi).
De plus, afin d'éviter la déshydratation (qui pourrait entraîner la
mort du végétal), les stomates se ferment aux moments les
plus chauds de la journée.
Questions :
1. Comment se nomme la couche cireuse ?
2. De quels gaz parle-t-on ?
1.1. Nous n’allons étudier que les 4 embranchements végétaux suivants:
les Bryophythes (ou mousses),
les Ptérydophytes (ou fougères),
les Gymnospermes (ou Conifères)
les Anthophythes (ou les Plantes à fleurs, classe deSAngiospermes).
Quel groupe est constitué du plus grand nombre d'espèces ? …..................................
Pour chaque question, choisissez la bonne réponse parmi les propositions suivantes :
possèdent des cônes et des feuilles en forme d’aiguille; ne mesurent que quelques millimètres;
possèdent des fleurs et souvent des feuilles plates; ont des feuilles caractéristiques très
découpées.
1.2. Quelle particularité caractérise les Mousses ?
1.3. Quelle particularité caractérise les Fougères ?
1.4. Quelle particularité caractérise les Conifères ?
1.5. Quelle particularité caractérise les Plantes à fleurs ?
3
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Activité 2 : Les Mousses, les Fougères, les Conifères
et la Plantes à fleurs
2.1. A coté de chaque schéma ci-dessous, veuillez écrire M, F, C ou P.
2.2. Expliquez vos choix (simplement selon les caractéristiques citées à la page précédente).
Attention : Les schémas ne sont pas à l’échelle.
4
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Activité 3 : Observation des Bryophythes ou
mousses
Fig.3.1. Quelques pieds de Mousse Polytric et ses
sporanges (image agrandie).
3.1. Sur le chariot mis à votre disposition, observez, à l’oeil nu, un tapis de
Mousses (Fig.3.1).
Prenez votre boite de Pétri et demandez à votre maître quelques « pieds » de
mousses.
Les petites capsules brunes (ou
vertes) qui se dressent au-dessus de
ce tapis vert sont des sporanges
(parfois le tapis de Mousse n’en
comporte pas !!).
Attention les Mousses n’ont ni
fleurs, ni fruits !!
de la taille des sporanges de
Sporange immature
Sporange
mature
Fig.3.2. Quelques sporanges et une
coccinelle (donnant ainsi une idée
mousse)
Faussesfeuilles
Faussestiges
Rhizoïdes
Fig.3.3. Schéma de pieds de Bryophythe.
3.2. Observez, à la loupe, la structure d’un seul pied de mousse
(Fig.3.3). Lisez la légende de la fig. 3.3.
Les Bryophythes n’ont pas de vaisseaux conducteurs de sève.
Pour cette raison anatomique on les différencie des autres
végétaux qui eux, possèdent des vaisseaux (nervures). Les
structures feuillées des Mousses se nomment ainsi “faussesfeuilles” et de même pour la “fausse-tige” car les mousses de
possèdent pas de vaisseaux.
Pourquoi chez les Bryophythes, les structures racinaires se
nomment rhizoïdes et non pas racines comme chez les autres
Végétaux ?
3.3. Observez à la loupe un de ces sporanges (=capsule). Si possible, un vert et un marron.
3.4. Faites un rapide dessin du sporange marron, si possible, (sinon du vert !) et de ces “dents”
s’ils sont visibles (c’est à dire si le sporange est ouvert). Si le sporange est vert, on ne verra
pas les dents.
N’oubliez pas de légendez votre dessin (sporange, dents, pédicelle) et d’indiquez le
grossissement utilisé.
5
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Parfois on peut encore observer les “petites sphères” qui sont contenues dans le sporange
quand il est vert (ou marron mais pas encore ouvert). Votre sporange en contient-il ? .............
(Quand le sporange est marron, il est souvent sec et donc ne contient plus de “sphères”)
Ne rangez pas votre loupe, vous en aurez encore besoin !
Gardez aussi votre pied de mousse !
Fig.3.4. Schéma d'un
sporange avec dents :
3.5. Les “petites sphères” qui étaient contenues dans le sporange peuvent germer et donner,
tout d’abord, un protonéma puis un pied de Mousse ! (Fig.3.5)
Comment nomme-t-on ces “petites sphères” (contenues dans le
sporange) ? ....................
Activité 4 : Observation des
Ptérydophythes ou fougères
4.1. Les Fougères sont des végétaux qui n’ont ni fleurs, ni graines.
Sur le chariot mis à votre disposition, observez à l’oeil nu une
grande feuille de fougère dans un des pots ou alors une sèche dans
le classeur à fougères 
4.2. Demandez à votre maître un petit bout de la feuille de fougère
“spéciale“ (extrémité de la feuille).
Faites une préparation microscopique en plaçant un petit morceau
de la feuille sur une lame (attention : le dessous de la feuille vers le haut), ajoutez UNE goutte
d’eau et déposez une lamelle pour observez au microscope au petit grossissement (mais ne
ranger pas la loupe!).
Voyez-vous des nervures sur la feuille de fougères (oui/non)? ........
4.3. Passez au moyen puis au gros grossissement.
Essayez de distinguez les pores des feuilles (les stomates) comme le
montre la fig.4.1.
Demandez confirmation à votre maître.
Fig.4.1. Vue de dessous d’une feuille
de Fougère où l’on distingue les stomates.
6
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Fig.4.2. Un agrandissement d’un seul stomate.
A quoi servent ces stomates (trous) ?
Citez deux fonctions différentes.
SI besoin relisez les premières pages 
4.4. Sur la face inférieure de certaines feuilles de fougères, nous trouvons également des amas
de sporanges (=sores) de couleur brune ou orangée (Fig.4.3.).
Fig.4.3. Vue de dessous d’une feuille de Fougère
où l’on distingue les sores (=amas de sporanges)
Fig.4.4. Un seul sore comprenant
une multitude de sporanges
Entourez un seul sore sur l’image de la Fig.4.3.
Fig.4.5. Dessin d’un lobe de feuille de
Fougère (face inférieure)
7
Sporanges
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
La fig.4.6. montre une coupe transversale
d’un sore et la disposition des sporanges.
Spores
4.5. Demandez à votre maître un petit bout
Lame de
de feuille fraîche (avec sporanges) ou d’une
la feuille
feuille sèche.
Observez à la loupe les amas de sporanges de
fougères.
Que contiennent les sporanges de fougère ? .............
Vous pouvez ranger la loupe.
Activité 5 : Observation de cellules végétales
5.1. Revenons aux Mousses.
5.2. Faites une préparation microscopique (n’oubliez pas la lamelle !!!!) d’UNE “faussefeuille” de mousse et pas du pied de mousse entier !! Essayez de prendre une seule des
petites feuilles avec la pince fine (si cela n’est pas possible prenez le moins de fausse-feuilles
possible 
5.3. Au microscope, observez la “fausse-feuille” dans son ensemble. Voyez-vous des
nervures comme sur la feuille de fougère ? .........
Pourquoi parle-t-on de “fausse-feuille” et pas de “feuille” tout court ? (si besoin revoir point 3.2)
Fig.5.1. Cellules de Mousse (microscope optique). Certaines
M
o
u
s
s
e
s
o
n
t des cellules allongées, d’autres
plus rectangulaires.
5.4. Observez, au moyen puis au fort grossissement, les cellules végétales de la “faussefeuille”.
Demandez confirmation à votre maître, pour savoir si la préparation est bonne.
Si les cellules ne sont pas bien visibles, faites une préparation d’un sporange vert : sur une
lame déposez le sporange, déposez une lamelle et écrasez bien (mais délicatement pour ne
pas casser la lamelle).
8
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Comment se nomment les organites verts que l’on observe à l’intérieur de la cellule ?
..................................... (visibles sur la fig.5.1).
A quoi servent-ils ?
Quel gaz est indispensable à la photosynthèse ? ..........
Si ce n’est pas déjà fait, écrivez l’équation correspondante :
Par ailleurs, comme nous, les plantes respirent du dioxygène ! Pourquoi ont-elles besoin de
dioxygène ?
Fig.5.2. Cellules de feuille d’Elodée - plante aquatique,
observées au
5.5. Observez la fig.5.2.
Légendez-le à l’aide des mots suivants :
paroi, membrane cellulaire, chloroplaste,
cytoplasme.
Deux organites de la cellule végétale ne
sont pas visibles sur ce schéma.
Nommez-les.
(si besoin, voir le schéma de la cellule
végétale à la dernière pages)
9
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Activité 6 : Observation
des plantes mises à
votre disposition
(Gymnospermes ou
Conifères)
Cône ,,,,,,,,,,,,,,,,,
6.1. Demandez à votre maître un cône de
pin (femelle) et observez-le.
Les écailles sont-elles ouvertes ou
fermées ?
6.2. Il existe des cônes mâles et des cônes
femelles (image ci-contre). Les cônes
mâles contiennent du pollen et les cônes
femelles des ovules contenant l’oosphère.
Indiquez sur le schéma un cône mâle et un
cône femelle.
Quelle différence de taille, voyez-vous ?
Cône ,,,,,,,,,,,,,,,,,
6.3. Demandez à votre maître un bocal avec des cônes mâles. Observez-les. Ne l'ouvrez pas
(à cause des personnes qui peuvent y être allergique !)
Qu'est ce la « poussière »jaune que l'on voit dans le bocal ?
6.4. Demandez à votre maître une graine (issu
de la fécondation, Un cône femelle
de l'oosphère par le pollen) de pin et
dessinez-la à l'oeil nu.
Une écaille du cône avec deux graines ----------------
Deux graines libérées de l’écaille ------------------------
Sur votre dessin, localisez, à l’aide d’une flèche, l’embryon contenu dans la graine.
NE JETEZ PAS LA GRAINE ! La ranger à sa place.
6.5. Que contiennent les cônes mâles ? ...................
6.6. Que contiennent les cônes femelles ? ...................
10
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
6.7. Demandez à votre maître une coupe microscopique d’une aiguille de pin (coupe
longitudinale ou transversale). Attention une coupe microscopique ne se prend jamais à plat
avec les doigts mais sur la tranche (ainsi on laisse la coupe propre, sans traces de doigts) !
Observez-la au microscope. Observez le vaisseau central.
Vous pouvez ranger votre microscope.
Que transportent les vaisseaux des végétaux ? Soyez précis (dans leurs contenus mais aussi
dans le sens de la circulation).
Activité 7 : Observation des plantes mises à votre
disposition (Angiospermes ou Plantes à fleurs)
7.1. Observez une vraie fleur (s'il y en a à votre disposition) ou le modèle plastique en coupe.
Repérez les pétales colorées et en dessous, les sépales vertes. Souvent les étamines
entourent le pistil =carpelle. Retrouvez
ces organes sur votre fleur (demandez
confirmation à votre maître)
7.2. Observez le schéma de fleur cicontre.
7.3. Légendez le schéma (sépales,
pétales, étamines, pistil=carpelle).
Remarque: les sépales sont souvent de
couleur vertes et protègent le bourgeon
floral.
.................
.................
.................
.................
Le pistil ou carpelle est composé de 3 parties : stigmate, style et ovaire (ce dernier contient les
ovules et oosphères).
7.4. Indiquez sur le schéma de fleur, où se trouvent le pollen et les oosphères.
11
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Chez les Plantes à fleur, les ovules sont protégées par l’ovaire (indiquez-le sur le schéma);
chez le cône femelle des Conifères, l’ovaire n’existe pas.
Attention : du point de vue botanique, c’est l’ovaire qui en se transformant donne ce que l’on
nomme le fruit !!
Quelle différence fondamentale existe-t-il entre les conifères et les plantes à fleurs au niveau
de l’organe reproducteur femelle ?
7.5. Dessinez un pistil :
Légendez : ovaire, style et stigmate
7.6. Dessinez une étamine :
Légendez : filet et anthère
Indiquez quel est l'organe mâle et l'organe femelle chez une fleur.
12
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Activité 8 : Synthèse des observations
Sur la base de toutes vos observations et de vos connaissances :
• complétez le tableau récapitulatif (ci-dessous) en plaçant “oui” ou “non” dans chacune des
cases.
Tableau récapitulatif
Mousses
Fougères
Conifères
Plantes à fleurs
Présence de
chlorophylle
Présence de
chloroplastes
Présence de
spores
Présence d'ovules
et de graines
Présence de fleurs
Présence de fruits
(=ovaire transformé)
Présence de pollen
Présence de
vaisseaux
conducteurs
Présence de
rhizoïdes (donc pas
de vaisseaux)
Présence de
racines
13
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
Synthèse (évolution)
Après lecture du schéma évolutif ci-dessous (et de vos connaissances), répondez aux
questions :
1. A quelle date apparaissent les Mousses ? ..........................
et des Fougères ? ........................... et des Conifères ? .................................. et des Plantes à
Fleurs ? ............................
2. Quel est l’ancêtre des végétaux terrestres ?
3. Quelle(s) plante(s) ne possèdent pas de vaisseaux ?
4. Quel est le groupe le plus “jeune” (le plus récent) ?
5. Les vaisseaux servent à transporter la sève brute et la sève élaborée.
Que contient la sève brute ? Dans quel sens va-t-elle ?
Que contient surtout la sève élaborée ? Dans quel sens général va-t-elle ?
Attention : la sève élaborée peut aller vers le haut, par exemple vers les fruits !
Evolution des principaux embranchements végétaux (d’après Campbell)
14
Collège de Genève - Laboratoire de biologie
TP : Panorama du monde végétal
LA CELLULE VEGETALE
LA CELLULE ANIMALE
15