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L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi BIODIVERSITÉ A
Bilan CM5 et CM6
BOTANIQUE PHARMACEUTIQUE
Introduction
I - Les gymnospermes :
• Les conifères : exemple avec l’If de la famille des Taxacées
II - Les angiospermes :
• Monocots : exemple avec la famille des Poacées
• Paléo-eudicots : exemple avec la famille des Papavéracées
1 N° 7 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 Bilan CM5 et CM6
ECOLOGIE MICROBIENNE
La croissance des micro organismes dépend de :
La Température optimale de croissance:
→ Psychrophile (souche qui se développe à T° faible à 5°C)
→ Mésophile (pour la plupart des bactéries de 25 à 37°C)
→ Thermophile (températures importantes vers 40°C)
→ Hyper-thermophile (milieu très chaud à + de 100°C comme chez les Archées)
Du pH
De l’aw = activité en eau, correspond au besoin en eau de l’organisme. Avec des valeurs de 0 à 1, plus
c’est proche de 1 plus l’organisme a besoin d’eau, a contrario plus c’est proche de 0 plus le micro
organisme tolère le manque d’eau.
De l’O2 : la teneur en dioxygène du milieu.
Cas des milieux anaérobie, ou aérobie strict.
Les micro organismes sont capables d’associations et d’interactions dans leur environnement (cf
écologie des relations entre être vivants):
Exemple : lichens, mycorhizes (association entre un champignon et des racines).
Dans les domaines pharmaceutique et médical, on va s’interesser aux maladies microbiennes dues à
des bactéries, des moisissures, des protozoaires qui ont :
-
une Spécificité tissulaire
-
une Pathogénèse en différentes phases :
→ l’exposition (par contact cutané, par voie aérienne),
→ l’adhérence (le micro organisme va s’accrocher au niveau du tissu cible),
→ l’invasion (des cellules de ce tissu)
→ la colonisation
→ la toxicité (par des effets variables avec possibilité de diffusion dans le sang = septicémie).
2 L2 Pharmacie – Biodiversité N° 7 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi - des facteurs de virulence : un micro-organisme est toxique en lui même mais cette toxicité peut
être accrue due à certains consituants qu’il va produire. Exemples :
→ les enzymes qui dégradent les tissus
→ production de toxines sécrétées qui interviennent dans la pathogenèse (= exotoxines cf E.
Coli et Clostridium),
→ les endotoxines (= constituant de la paroi), vont libérer des LPS (Lipopolysaccharides)
quand la bactérie va être lysée, et auront un effet pro inflammatoire.
-
les infections nosocomiales, sont des infections contractées au moins 48h après l’arrivée dans un
milieu hospitalier. Peuvent être causées par Aspergilus ou Staphylococcus.
-
une transmission interhumaine :
→ Streptococcus pyrogenes : par inhalation (cf Angine)
→ Staphylococcus spp : par contact direct de plaies
→ Treponema pallidum : vecteur de la Syphillis, par voie sexuelle
-
une transmission par le sol : Clostridium Tetani, l’agent du tétanos
-
une transmission par l’eau : Vibrio cholerae (choléra), Entamoeba histolytica (amibiase).
-
une transmission par les animaux : Rhabdoviridae (rage), Yersinia pestis (les vecteurs sont les
rats et les puces)
-
une transmission alimentaire : Clostridium botulinum, E .Coli
Rôles positifs des micro organismes à Application pharmaceutique, agro-alimentaire et
environnementale.
cf Biotechnologies en L3
3 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 CELLULE VÉGÉTALE
Cellule végétale : Eucaryote
Composition :
-
métabolites primaires : glucides, lipides, protéines, acides nucléiques. Utiles à la croissance.
-
métabolites secondaires :
→ Alcaloïdes (ex caféine)
→ Terpénoïdes (ex HE)
→ Substances phénoliques (Flavonoïde, Tanins, Lignines, Acide salicylique).
Moins important, produits dans certaines conditions, répartition dans la plante limitée.
Les métabolites secondaires (cf conférence de JC Guégen CM6)
-
Différence entre métabolites Ire et IIre
-
Exemples : production de pénicilline, communication entre plantes (acacia et koudou), écosystème
pomme, pomme de terre et mildiou, monarque et biomimétisme…
Les métabolites secondaires nous intérèssent pour leur aspect thérapeutique et/ou toxique mais dans
l’environnement ils peuvent avoir un rôle de défense, de communication, de reproduction...
Les particularités d’une cellule végétale
-
Présence de plastes : comme les chloroplastes (qui interviennent dans la photosynthèse), les
chromoplastes, les leucoplastes (amyloplastes). Les plastes sont d’origine endosymbiotique et
comportent de l’ADN circulaire.
-
Vacuoles : importantes pour le stockage de métabolites secondaires qui sont souvent toxiques.
-
Paroi : rigide et constituée de cellulose (= matière vivante la plus répandue sur la terre).
4 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi Les tissus végétaux = ensemble de cellules
N° 7 2 origines :
→ Méristèmes primaires (au niveau des extrêmités) à donnent les tissus primaires.
→ Méristèmes secondaires à donnent les tissus secondaires. Permettent à la plante de s’élargir.
3 types de tisssus :
→ tissu de revêtement : l’épiderme (feuille), rhizoderme (racine), suber (liège).
→ tissu conducteur de sève : le xylème et le phloème. (cf cours suivant)
→ tissus fondamentaux : les parenchymes (rôle de réserve et de photosynthèse), collenchymes et
sclérenchymes = cellules de soutien.
5 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 BOTANIQUE PHARMACEUTIQUE
Introduction
Un peu de classification..
Règne des Viridiplantae = chlorobiontes = plantes terrestres + algues vertes
Phylum des Cormophytes = archégoniales = embryophytes = plantes terrestres :
- Sous-phylum des bryophytes (mousses et alliées)
- Sous-phylum des rhizophytes = trachéophytes = plantes vasculaires
→ Embranchement des ptéridophytes (fougères et alliées)
→ Embranchement des spermatophytes :
⋅ Classe des gymnospermes
⋅ Classe des angiospermes
On se trouve chez les chlorobiontes, au sein du groupe des embryophytes. On a plusieurs sous-groupes
Bryophytes, Trachéophytes et au sein des Trachéophytes on va retrouver les Spermatophytes contenant la
classe des gymnospermes et des angiospermes.
Les gymnospermes : plantes avec des graines nues (graines non protégées)
Les angiospermes : les graines sont protégées dans un fruit.
I) Les gymnospermes
Origine des Gymnospermes :
Les pro-gymnospermes = arbres fossiles (-380 à -340 Ma) = Origine très ancienne.
Exemple : Arbre Archaeopteris
Ils étaient majoritaires avec 20 000 espèces lors du Jurassique ( -225 à - 65 Ma) et actuellement environ
500 espèces, donc aujourd’hui plus du tout majoritaire.
6 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi Groupe divisé en 4 embranchements :
- Cycadopsides (Ex Cycas, Zamia)
- Ginkgoopsides (Ex Gingko)
- Pinopsides (Ex coniférales ou conifères)
- Gnétopsides (Ex Gnètes, Ephèdres, Welwitschie)
N° 7 Dans ce cours, on va plus particulièrement s’intéresser aux Pinopsides (cf If).
o Particularités des pinopsides (= conifères)
Fécondation par le tube pollinique (indépendance de l’eau)
Réserves faites après la fécondation = la fécondation active la mise en réserve.
Formation d’une graine (dormance)
Ovule nu (idem pour la graine)
Croissance secondaire importante = Développement ligneux très important avec un tissu secondaire
qui sera très présent donc possibilité d’avoir des arbres de grandes tailles. Exemple Cèdre du Liban
Organes reproducteurs en cônes (ou strobiles) unisexués = cône mâle et cône femelle donc pas de fleur.
Espèces monoïques = les 2 sexes sur le même pied (rarement dioïques).
Bois homoxylé (formé par un seul type d’élément) : les trachéides à ponctuations aréolées.
Canaux sécréteurs de résine
Feuilles en aiguille (aiguillon avec une seule nervure centrale) ou linéaires aplaties ou en écaille
Feuilles persistantes (exception : mélèze, cyprès chauve)
Groupe en voie d’extinction :
⋅ 20 000 espèces au Jurassique
⋅ 5 000 espèces à la fin de l’ère primaire
⋅ Entre 500 et 1000 espèces actuelles.
7 L2 Pharmacie – Biodiversité N° 7 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi Les cônes mâle et femelle n’ont pas la même taille, les graines ne sont pas protégées car au niveau des
cônes femelles on va trouver les graines entre les brachtées donc elles ne sont pas protégées.
Chez les cônes femelles on a une structure avec des écailles, et les graines vont se former à partir des
ovules.
Dans les cônes mâles, on va retrouver les grains de pollens, et de plus chez les gymnospermes, les grains
possèdent 2 petits ballonnets remplis d’air qui vont parcourir de très grande distance par voie aérienne.
Une pollinisation effectuée par le vent est une pollinisation anémophile.
8 L2 Pharmacie – Biodiversité N° 7 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi Remarque : Bien qu’en extinction, les gymnofères (Conifères) détiennent plusieurs records :
→ arbres les plus grands : Séquoias de 80 à 120 m (2 000 à 3 000 ans)
→ arbres les plus vieux : en Californie des pins de l’espèce Pinus longaeva dépassent les 4 000 ans.
L’arbre vivant le plus vieux serait un épicéa âgé de presque 8 000 ans découvert en Suède.
→ arbres les plus gros : Le Taxodium de Tulé (Mexique) à 16 m de diamètre, 48 m de haut pour
plus de 2 000 ans.
Records en terme de longévité et de grandeur.
Wollemia nobilis = Pin de Wollemie (Araucariacées) redécouvert en 1994 près de Sydney avec moins de
40 sujets connus et était considéré que comme fossile auparavant.
o Chimie
En général richesse en composés terpéniques (le α/β pinène)
Présence de flavonoïdes
Parfois des alcaloïdes (cf If)
o Intêrets
Arbres ornementaux
Industrie du bois
Pâte à papier
Industrie chimique : térébenthine = oléorésine (de couleur jaune à brûnatre) obtenue à partir des
canaux sécréteurs de résine de certains conifères, qui après distillation et purification donnera une partie
solide (la colophane) et l’essence de thérébenthine.
Pharmacie : extrait comme désinfectant, antiseptique (terpènes), anti cancéreux (If).
o Exemple l’If (Pinopsides - famille des Taxacées)
Taxus Baccata : If
Arbuste ou arbre dioïque (c’est une exception)
Feuilles linéaires aplaties et souples
Pas de canaux sécréteurs de résine (exception)
Ovules isolées (exception)
Graine olive entourée par une arille (fausse baie entourée d’une enveloppe charnue)
Arbre fortement toxique = taxoïdes diterpéniques et mélanges d’alcaloïdes (taxines)
Ecorcre de l’If du Pacifique (Taxus brevifolia) : diterpène anticancéreux (paclitaxel : Taxol ®)
Précurseur dans les feuilles de Taxus baccata : Taxol® + analogues (docétaxel : Taxotère ®)
Production possible de paclitaxel par biotechnologies.
9 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 II) Les angiospermes
Chez les Angiospermes, les graines sont protégées dans un fruit.
La classification répond à l’APG = Angiosperm Phylogeny Group
Elle évolue en fonction des nouvelles études et des nouvelles découvertes.
NB : Pas de questions dessus mais juste pour situer dans le cours.
•
•
•
Protoangiospermes (les plus primitifs) : ANITA (Amborellales, Nymphéales, Austrobaieleyales)
Magnoliidées : (Laurales, Magnoliales, Cannellales, Pipérales)
Monocotylédones
o Les eudicots =
triporées
Prototriporées (Renonculales,
Protéales…)
Fonds des Tricolpées :
→ Triporées centrales
(Rosidées..)
→ Triporées évoluées
(Astéridées..)
La classification c’est assez compliqué, il faut juste savoir situer la famille.
Monoporées = grain de pollen avec une seule ouverture
Triporées = 3 ouvertures
10 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 o Les angiospermes – monocots
Caractéristiques des Monocots :
→
→
→
→
→
Un embryon avec un seul cotylédon (= ébauche de feuille au niveau de l’embryon)
Albumen persistant (Albumen = mise en réserve de certains éléments)
Pas de croissance secondaire (pas de tissu secondaire)
Pollen à 1 aperture (ouverture)
Tépales (= sépales pétalloides) et trimérie (3 pièces fleurales sur chaque cycle)
Les Monocots sont divisés en 3 groupes : les Protomonocots, les Liliidées et les Commélinidées.
Les Protomonocots : monocots archaïques (ex Alismatales – famille des Aracées cf l’Arum)
Les Liliidées : grade central (Liliales – Famille Liliacées et Asparagales)
Les Commélinidées : > 25 000 espèces ; Présence d’acide férulique au niveau de la paroi (Ordre des
Arécales, Poales, Zingibérales)
On va s’interesser plus particulièrement à l’ordre des Poales des Commélinidées
Le suffixe en -ales correspond à l’ordre d’un groupe.
Dans l’ordre des Poales, on a la famille des Poacées qui est dominante avec beaucoup d’intêret agroalimentaire.
Poacées = graminées :
→
→
→
→
Plantes alimentaires (céréales)
Vaste famille ( + de 9 000 espèces rien que chez les Poacées)
Eléments dominants de la flore
Habitats multiples (aussi dans des milieux maritimes que dans les pelouses)
11 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi N° 7 Caractéristiques botaniques des Poacées :
* Appareil végétatif (Racine, tige et feuille) :
→ Plantes herbacées
→ Annuelles ou vivaces par un rhizome
→ Tige des graminées = elle est appelée un chaume (cylindrique, creuse sauf au niveau des nœuds).
Parfois elle est extrêmement développée (cf bambou), parfois on peut avoir de la moelle sucrée (cf
canne à sucre).
→ Feuilles à insertion distique (les feuilles sont insérees de façon opposées), engainantes (la gaine
(base des feuilles) est très développée)
→ Présence d’une Ligule = Excroissance au niveau de la base du limbe
* Appareil reproducteur :
→ Inflorescence (= ensemble de fleurs), qui s’appelle un épillet avec des fleurs qui sont protégées
par des brachtées et sont de différentes tailles, des plus grandes au plus petites :
⇒ Glume, puis glumelles et enfin les glumellules.
→ 3 étamines
→ Pollinisation anémophile (par le vent)
→ Ovaire uniloculaire (une seule loge), supère (au dessus / ou même niveau que le réceptacle)
→ Formule fleurale générale des Monocots : (3+3)T + (3+3)E + 3C
Trimères avec 2 verticilles de tépales et étamines (2 cycles de 3 chacun) et 3 carpelles.
12 L2 Pharmacie – Biodiversité N° 7 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi → Inflorescence globale en panicule (= grappe de grappe) ou en épi (= grappe sauf que les fleurs
sont directement insérées sur l’axe cf épi de céréale)
* Les fruits :
Caryopse (= akène, fruit sec qui ne s’ouvre pas, avec une enveloppe soudée avec la graine ).
Les caryopses ont un albumen amylacé : albumen = tissu de réserve au niveau de l’embryon et
amylacés, car riche en amidon.
Exemple : le blé, le maïs .. Attention le grain de blé est un caryopse (= défaut de langage).
13 L2 Pharmacie – Biodiversité 29/10/12 – Pr Garon Groupe 49 – Solene et Mehdi o Intérêts des Poacées :
Pour l’alimentation des hommes et des animaux
- Glucides (xylose et saccharose)
Ex, blé (Triticum spp)
Ex, riz (Oryza sativa)
Ex, maïs (Zea maïs)
Ex, orge (Hordeum vulgare)
Ex, canne à sucre (Saccharum officinarum)
-
Lipides
Protides = prolamines, gluten
Fibres alimentaires
Améliorations agronomiques cf Biotechnologies
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