LABORATOIRE DE BOTANIQUE LICENCE 1 : CHIMIE-BIOLOGIE-GÉOLOGIE DIVERSITÉ VÉGÉTALE N’GUESSAN KOFFI Docteur d’État-Maître de Conférences Université Félix Houphouët-Boigny (Côte d’Ivoire) U.F.R. Biosciences, Laboratoire de Botanique 7ème Edition, Février 2015 2 PRÉFACE Cet ouvrage est un support didactique qui retrace le programme des enseignements en Licence I de Biologie et Ecologie Végétales. Il se révèle un outil précieux et indispensable pour l’étudiant, comme source de documentation assez complète, ordonnée et adaptée à la préparation des Cours Magistraux (CM), des travaux Dirigés (TD) et des Travaux Pratiques (TP) ainsi que des examens. Le document comporte une section réservée aux dessins et aux schémas. Certaines de ces illustrations sont déjà annotées. L’étudiant devra donner un titre et annoter les autres illustrations comportant ou non des traits de rappel. Cet exercice lui permettra d’identifier les structures indiquées et d’en connaître les différentes parties. Une section se consacre à des exercices d’application calqués sur le modèle des épreuves écrites de CM et TD et des épreuves pratiques proposées en évaluation de fin d’enseignement. Ces exercices, sans complexité excessive, nécessitent divers degrés de réflexion. L’étudiant sera en possession de son document lors du déroulement des différents enseignements. N’GUESSAN KOFFI Docteur d’État-Maître de Conférences 3 SOMMAIRE COURS MAGISTRAUX (CM) ...........................................................................................06 I. QUELQUES NOTIONS .....................................................................................................................06 1. Concept de cellule................................................................................................................................06 2. Notion de Botanique............................................................................................................................06 3. Notions de végétal et de plante............................................................................................................06 4. Diverses autres notions.........................................................................................................................06 II. TAXONOMIE ET NOMENCLATURE SYSTÉMATIQUE............................................................08 1. Classification scientifique traditionnelle..............................................................................................08 2. Classification phylogénétique...............................................................................................................09 III. DIVERSITÉ MORPHOLOGIQUE CHEZ QUELQUES ORGANISMES...................................10 1. Algues..................................................................................................................................................10 2. Bryophytes...........................................................................................................................................12 3. Ptéridophytes.......................................................................................................................................12 3. Spermaphytes.......................................................................................................................................15 IV. DIVERSITÉ DES ORGANES.........................................................................................................16 1. Diversité racinaire.................................................................................................................................16 2. Diversité caulinaire...............................................................................................................................18 3. Diversité foliaire...................................................................................................................................24 4. Diversité florale....................................................................................................................................31 5. Diversité de fruits.................................................................................................................................32 4 TRAVAUX PRATIQUES (TP) ET TRAVAUX DIRIGÉS (TD)...................40 SÉANCE 1 : DIVERSITÉ CELLULAIRE............................................................................................40 I. INITIATION À LA MANIPULATION DU MICROSCOPE OPTIQUE........................................40 II. OBSERVATION DE QUELQUES CELLULES.............................................................................40 SÉANCE 2 : DIVERSITÉ RACINAIRE ET CAULINAIRE..............................................................41 I. DIFFÉRENTS TYPES DE RACINES...............................................................................................41 II. DIFFÉRENTS TYPES DE TIGES....................................................................................................42 SÉANCE 3 : DIVERSITÉ FOLIAIRE..................................................................................................43 I. ORGANISATION DE LA FEUILLE................................................................................................43 II. DIFFÉRENTS TYPES DE FEUILLES............................................................................................44 III. PHYLLOTAXIE...............................................................................................................................44 SÉANCE 4: DIVERSITÉ DE FLEURS ET DE FRUITS.....................................................................45 I. DIVERSITÉ FLORALE.....................................................................................................................45 II. DIVERSITÉ DE FRUITS..................................................................................................................45 EXERCICES D’APPLICATION.......................................................................................46 CORRECTION DES EXERCICES D'APPLICATION.....................................64 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES......................................................................72 5 MATÉRIEL D’ÉTUDE I. MATERIEL DE LABORATOIRE 1. Matériel technique Lames porte-objets et lamelles de recouvrement Lame de rasoir neuve et entière Pinces à dissection Boîte de pétri Verre de montre 2. Matériel optique et accessoires Vidéoprojecteur Microscope optique Loupe binoculaire Loupe à main Lames porte-objets Lamelle de recouvrement 3. Produits chimiques Bleu de crésyl brillant Bleu de méthylène Rouge neutre Eau iodée II. MATÉRIEL DE L’ETUDIANT -1 Blouse blanche -1 Eponge pour nettoyer le poste occupé -1 Règle, 1 gomme, 1 crayon, 1 taille-crayon 6 COURS MAGISTRAUX (CM) I. QUELQUES NOTIONS 1. Concept de cellule 1.1. Origine du concept Le mot cellule dérive du latin cellula qui signifie petite chambre, appelée ainsi par le physicien anglais ROBERT HOOK (1665) qui découvrit, en examinant les coupes de liège, que ce tissu comportait de nombreuses petites alvéoles juxtaposées auxquelles il donna le nom de cellule. On admet aujourd’hui que la cellule est l’unité de la vie, unité structurale, fondamentale et fonctionnelle de tout être vivant. C’est donc la plus petite quantité de matière vivante, capable d’exister en tant qu’élément autonome chez les végétaux comme chez les animaux. Du point de vue fonctionnel, la cellule est donc spécifique. 1.2. Formes et dimensions des cellules Exercice 2 : observez les figures 1 à 5 : annotez-les et indiquez les différentes formes cellulaires. Qu’en déduisez-vous ? 1.3. Organisation de la cellule végétale Malgré la diversité de formes et de dimensions des cellules, le plan d’organisation est le même. En effet, toutes les cellules végétales sont constituées de 3 éléments fondamentaux : la paroi pecto-cellulosique qui forme une sorte de squelette tout autour de la cellule, le cytoplasme, substance fondamentale où baignent les organites cellulaires et le noyau. Organite cellulaire de 10 à 50 µm, le noyau est généralement sphérique ou ovoïde et occupe une position variable dans la cellule. Siège des acides nucléiques (ADN, ARN), il dirige toutes les activités de la cellule, notamment la synthèse des substances (protéines, hormones), la régénération des cellules usées, la croissance et les divisions cellulaires. 2. Notion de Botanique La Botanique est la partie de l’histoire naturelle qui a pour objet l’étude des végétaux (Biologie Végétale) et celle des champignons (Mycologie). La Botanique s’intéresse donc à la façon ces organismes sont constitués, à la façon dont ils vivent, se reproduisent, s’organisent et à la façon dont on peut les utiliser. 3. Notions de végétal et de plante Organisme pluricellulaire, autotrophe, avec la possibilité de multiplication (croissance) végétative. Cette notion s’applique à deux types de taxons distincts : Algues (Algae), en général aquatiques et les plantes (Plantae), en général terrestres. 4. Diverses autres notions Le terme Eucaryote dérive de deux mots grecs : Eu = Préfixe indiquant l’idée de bien être, d’achèvement et Karyon : suffixe qui signifie noyau. Les Eucaryotes sont donc des végétaux qui comportent un noyau véritable avec divers organites cellulaires ainsi que du matériel génétique (ADN et ARN). Ce groupe compte les Cryptogames et les Spermaphytes. Le terme Cryptogame dérive de deux mots : le mot Cryptos (Grec) ou Crypticus (latin) qui veulent dire caché et Gamos (grec) qui signifie union, mariage, soudure. Les Cryptogames sont donc des végétaux dont les organes reproducteurs sont cachés (non évidents, non manifestes), passant donc inaperçus. Dans ce groupe, il y a les Thallophytes, les Bryophytes et les Ptéridophytes. Chez les Thallophytes, le corps de l’individu est constitué d’une seule partie représentée par une masse cellulaire dénommée thalle. Les Thallophytes comprennent les Champignons (végétaux non chlorophylliens), les Algues (végétaux chlorophylliens) et les Lichens (végétaux chlorophylliens) formés par l’association symbiotique entre Champignons et Algues. Le terme Spermaphyte dérive de deux mots grecques : Sperma = Semence (fruit, graine) et Phuton = Plante. Les Spermaphytes sont des plantes à fleurs dont l'ovule se transforme en graine après fécondation. Les plantes supérieures sont dénommées Phanérogames ou Spermaphytes. Le terme Phanérogame dérive des mots grecs Phaneros = Apparent, manifeste et Gamos = Union, mariage. Les Phanérogames sont donc des plantes à fleurs, des plantes dont les organes reproducteurs sont manifestes (non cachés). 7 1 1 2 2 3 3 4 Fig. 2 : Fig. 1 : 1 2 3 4 5 1000Å Fig. 4 : Fig. 5 : Fig. 3 : 8 Même si étymologiquement, les termes Phanérogame et Spermaphyte sont différents, ils désignent et s'appliquent à un même groupe de végétaux, les végétaux supérieurs ou plantes à fleurs. Lors de la fécondation, si l'ovule est nu, la graine qui en dérive est aussi nue autrement dit se trouve au contact direct de l'air et c'est le cas des Gymnospermes; le terme Gymnosperme provient de 2 mots grecques à savoir Gymnos = Nu et Sperma = Semence (graine à l'occurrence). Les Gymnospermes produisent donc des graines sans fruits. Si l'ovule est situé à l'intérieur d'un organe particulier, clos (l'ovaire), la graine se formera à l'intérieur d'un fruit : c'est le cas des Angiospermes; ce terme Angiosperme provient des mots grecques Aggeion = Récipients et Sperma = Semence. Chez les Angiospermes, d'après les caractères des premières feuilles de l'embryon ou cotylédons et du nombre d’apertures des grains de pollens, on distingue 3 clades : les Monocotylédones (1 cotylédon, 1 aperture), les Paléodicotylédones (2 cotylédons, 1 aperture) et les Eudicotylédones (2 cotylédons, 3 apertures). Les Monocotylédones se reconnaissent par des feuilles curvinerves, parallélinerves, palmatinerves. Les racines sont de type fasciculé ; les tiges sont des rhizomes, parfois des bulbes ; lorsqu’elles sont ligneuses, elles ne comportent pas de bois véritable. Les Spermaphytes et les Ptéridophytes constituent les Rhizophytes (Rhiza = Racine en grec et Phuton = plante). Les Rhizophytes sont encore désignées par les expressions de plantes vasculaires, de Xylophytes (xylon = bois en grec) ou de Trachéophytes (Trachéo = Vaisseaux conducteurs). Les Rhizophytes et les Bryophytes constituent les Cormophytes (Cormus = Tige ou Tronc en grec). II. TAXONOMIE ET NOMENCLATURE SYSTÉMATIQUE 1. Classification scientifique traditionnelle La systématique ou reine des sciences botaniques est une subdivision de la Botanique qui s’occupe de décrire les plantes, de leur donner un nom, de les cataloguer et de les classer dans un système basé généralement sur la morphologie en soulignant les différences ainsi que les affinités. La taxonomie ou taxinomie s’occupe de décrire les végétaux en les comparant entre eux et en les classant, dans des systèmes homogènes suivant des critères précis. Carl Von Linné (1707-1778), Botaniste suédois, appelé le père de la taxonomie, proposa une classification fixiste où le vivant étai classé selon un ordre divin autour de sept niveaux hiérarchiques à savoir : Règne, Embranchement, Classe, Ordre, Famille, Genre et Espèce. Il a ainsi inventé une classification des végétaux basée sur les caractères morphologiques observables (phénotypes) et utilisé ce que l’on appelle encore aujourd’hui, la nomenclature binominale ou binaire. Selon lui, le nom de l’espèce est une combinaison binaire formée de deux mots latins. Le premier mot est le genre, un substantif qui prend une majuscule. Le deuxième mot est l’épithète spécifique, un adjectif qui s’accorde avec le genre et commence par une minuscule. Dans ces conditions, on parle de binôme linnéen. On peut ajouter au nom scientifique de l’espèce le nom de l’auteur (la personne qui a découvert et décrit l’espèce pour la première fois) ainsi que la famille qui est mise entre parenthèses. Le genre et l’épithète spécifique sont soulignés d’un trait discontinu. Manihot esculenta Crantz (Euphorbiaceae) : Manioc Genre Epithète Spécifique Nom de l’espèce Nom de l’auteur Famille Nom vulgaire en français Remarque : Le nom de l’espèce, à défaut d’être souligné, peut être mis en italique. On peut donc écrire Manihot esculenta (Euphorbiaceae) de la façon suivante : Manihot esculenta (Euphorbiaceae). Si exceptionnellement l’épithète spécifique est faite de deux vocables, il convient de les réunir par un trait d’union et de les souligner d’un seul trait. Exemple : 9 Hibiscus rosa-sinensis L. (Malvaceae) : Hibiscus Genre Epithète Spécifique Nom de l’espèce Auteur Famille Nom vulgaire en français La classification scientifique traditionnelle en deux règnes (végétal / animal) a évolué pour aboutir à la vision à 3 règnes de Aristote (1945) et actuellement à la vision à 5 règnes de Whittaker (1969) : MONERA ou PROCARYOTES (bactéries et Cyanophyceae, anciennement Algues bleues) PROTISTA ou EUCARYOTES UNICELLULAIRES ANIMALIA (eucaryotes multicellulaires) FUNGI ou CHAMPIGNONS (eucaryotes multicellulaires fixés, non prédateurs mais hétérotrophes) PLANTAE (eucaryotes multicellulaires). 2. Classification phylogénétique La classification créationniste de Linné a été contestée par Charles Darwin qui recommande, en 1859, une classification purement généalogique. Ainsi, depuis la théorie de Charles Darwin (1809-1882), on a supposé que les êtres vivants « évoluaient » et que la classification du vivant doit refléter « l’évolution des espèces et non l’ordre divin », ce qui a conduit à ce que l’on appelle aujourd’hui la classification phylogénétique qui a pour but de classer les vivants à partir de leurs liens de parenté. Le principe de base de cette classification mis en place sur la base de la théorie darwinienne par Willi Hennig (1913-1976) est de placer les êtres vivants à l’intérieur de groupes monophylétiques appelés clades et qui comprennent tous les descendants d’un être commun et de cet ancêtre. Un clade, du grec « clados », signifie branche. Le clade est l’unité de base de la classification phylogénétique ou cladistique qui remplace peu à peu la classification linnéenne (ou traditionnelle) qui assigne des rangs taxonomiques à la classification des êtres vivants (classes, ordres, familles, etc.), sur des bases principalement de similarités morphologiques. La classification phylogénétique du vivant ne reconnaît actuellement que les clades ou taxons monophylétiques. Actuellement, hormis l’étude des caractères morphologiques, la réalisation d’arbre phylogénétique repose sur l’étude des molécules d’acides nucléiques (ADN et ARN), donc sur le génotype des individus. APG I (1998) est une classification botanique des Angiospermes établie selon les travaux de l'Angiosperms Phylogeny Group. Elle est la première classification publiée par ce groupe. La deuxième classification phylogénétique est APG II (2003), la troisième est APG III (2009). Les principaux rangs de taxons, par ordre croissant, sont les suivants : -l’espèce (species) -le genre (genus) -la famille (familia) -l’ordre (ordo) -le clade (clados) -le sous-phylum (subphylum ou subdivisio ou sous-embranchement) -le phylum (divisio ou embranchement) -le règne (regnum) -le domaine ou empire Ci-après, nous indiquons un exemple de classification phylogénétique 10 RANG Domaine Règne Phylum ou Division Sous-phylum Clade Clade Clade Clade Ordre Famille Genre Espèce GROUPES : Eukaryota (Eucaryotes) : Plantae (Plantes) : Embryophyta (Embryophytes ou P. terrestres) : Tracheophytinae (Trachéophytes ou P. vasculaires) : Angiospermopsida (Angiospermes) : Eudicotylédones (Dicotylédones vraies) : Rosidées : Malvidées : Malvales : Malvaceae : Theobroma : Theobroma cacao III. DIVERSITÉ MORPHOLOGIQUE DE QUELQUES ORGANISMES VÉGÉTAUX 1. Algues Encore appelées Phycophytes, les Algues sont des Thallophytes chlorophylliens dont l'appareil végétatif, le thalle, ne comporte ni racines, ni tiges, ni feuilles, ni vaisseaux conducteurs. Leurs dimensions sont extrêmement variables. On note les Chlorophycophytes (Algues vertes), les Rhodophycophytes (Algues rouges) et les Chrysophycophytes (Algues brunes). 1.1. Formes coloniales et cœnobiales La colonie est formée de cellules toutes semblables, disposées en vrac. Lorsque les cellules sont bien ordonnées, la colonie prend le nom cœnobe. -Gonium sp. (Volvocaceae) : métaphyte à statut particulier est une colonie monadoïde (fig. 39) de cellules disposées en surface plane ; l’intérieur des cellules est creux. Les cellules, de grandes tailles, plus ou moins déformées par le contact, sont entourées par une gaine. Chaque cellule comporte deux flagelles qui battent à l’intérieur, pour permettre le déplacement du coenobe. -Scenedesmus sp. (Scenedesmaceae) : métaphyte à statut particulier est un cœnobe monadoïde (fig. 40) ; il se compose d’une rangée de cellules elliptiques ou en forme de fuseau. Le cœnobe comporte 4 à 8 cellules voire 16 ou 32. Les cellules terminales, c’est aussi le cas de certaines cellules intermédiaires, portent des aiguillons qui assurent la mobilité du cœnobe. 1.2. Formes filamenteuses -Oedogonium sp. (Oedogoniaceae) : Les cellules uninucléées sont cylindriques (fig. 41). Les plastes réticulés renferment de nombreux pyrénoïdes. A la limite de deux cellules, on observe des formations en forme de disques emboîtés ; ce sont les calottes de reproduction où se forment des zoospores, cellules intervenant dans la reproduction sexuée. -Spirogyra sp. (Zygnemataceae) : Les filaments non ramifiés comportent des cellules cylindriques (fig. 44). Le chloroplaste, en forme de ruban plat, spiralé, est appliqué contre les parois internes de la cellule. Le chloroplaste est sinueux sur les bords. Il renferme de nombreux pyrénoïdes disposés sur un rang, le long de la région médiane. Le noyau est central. La vacuole est fragmentée. On observe des travées cytoplasmiques ainsi qu’un cytoplasme périvasculaire. 1.3. Algues pluricellulaires ni coloniales ni filamenteuses 1.3.1. Fucus vesiculosus Algue brune à thalle non découpé, ses ramifications sont dichotomiques. Le végétal comporte des renflements (vésicules aérifères) servant à l’allègement et permettant de flotter sur l’eau de mer. 1.3.2. Fucus serratus Algue brune à thalle découpé en lanières, ses ramifications sont dichotomiques. 11 Fig. 39 : Gonium sp. (Volvocaceae) Fig. 40 : Scenedesmus sp. (Scenedesmaceae) 1 2 3 Fig. 41 : Oedogonium sp. (Oedogoniaceae) Fig. 42 : Mougeotia sp. Fig. 43 : Desmidium sp. Fig. 44 : Spirogyra sp. (Zygnemataceae) 12 2. Bryophytes L’expression Bryophyte dérive des termes grecs Bryon = Mousse et Phuton = Plante. Les Bryophytes sont des végétaux chlorophylliens de dimensions modestes, ne comportant ni racines véritables, ni fleurs, ni vaisseaux conducteurs différenciés ; leur appareil végétatif est fixé au substratum par des rhizoïdes (fausses racines). Leur corps constitué de 2 parties comporte tige et feuilles rudimentaires. On considère les Bryophytes comme des Cryptogames non vasculaires, des Cormophytes primitifs et des Archégoniates. Les Bryophytes sont surtout connues sous le nom de Mousses ; les Bryophytes se subdivisent en 3 classes : Mousses ou Muscinées, Hépatiques et Anthocérotées. La classe des Mousses étant la plus communément rencontrée, donc la plus connue. L’étude des Bryophytes est la bryologie. Chez la mousse (fig. 45 à 48), la plante feuille est représentée par le gamétophyte (N) prépondérant, porteur des organes reproducteurs (mâle = anthéridies et femelle = archégone). L’archégone, en forme de bouteille, présente une partie ventrale renflée, renfermant l’oosphère et un col traversé par un canal. Après la fécondation de l’oosphère par un anthérozoïde, l’archégone dont le col s’est flétri, réalise autour de l’embryon fusiforme, une sorte d’enveloppe, la calyptra. La croissance de l’embryon entraîne la rupture de la calyptra ; le résidu basal, fixé au gamétophyte, forme la vaginule alors que le résidu apical forme la coiffe que l’on retrouve au niveau du sporophyte. Le sporophyte, éphémère, issu du développement du zygote (2N), comporte 3 parties : le pédicelle ou base du pied, le pied ou soie et la capsule ou urne. On distingue 3 clades : Bryophytes S.S ou Mousses, Anthocérophytes et Marchantiophytes ou Hépatiques. 3. Ptéridophytes L’expression Ptéridophyte dérive de deux mots grecs : Pteris = Aile et Phuton = Plante. Ainsi donc Ptéridophyte = Plante aileuse. Ces plantes ont été appelées ainsi parce que les feuilles de certaines fougères ressemblent à des ailes étalées d’oiseau et c’est LINNÉ qui a donné à l’ensemble des fougères le nom de Ptéridophytes. Les Ptéridophytes sont des Cormophytes, des Cryptogames, des Archégoniates mais aussi des Trachéophytes ou Xylophytes, des Rhizophytes. Les Ptéridophytes (fig. 49 à 55) sont des plantes sans fleurs mais possédant un appareil vasculaire différencié. Leur corps, constitué de 3 parties, comporte racines, tige et feuilles. Les Ptéridophytes ont des formes et des tailles variées. Le sporophyte (2N), la plante feuillée, autotrophe, est indépendant du gamétophyte ou prothalle (N) sauf pendant une courte période embryonnaire. Le gamétophyte (lame verte cordiforme) porte les organes sexuels (anthéridie et archégone). Du point de vue des dimensions des feuilles, on distingue les microphylles (petites feuilles) et les macrophylles (grandes feuilles). Les microphylles ne possèdent, en général, qu’une nervure non ramifiée. Elles caractérisent les Lycopodes, les Prêles ou Equisetums, les Sélaginelles, les Isoètes, que l’on groupe dans la Série des Lycopsida. Les macrophylles sont de grandes feuilles qui caractérisent la Série des Pteropsida. Chez les Filicinées ou Fougères vraies, les grandes feuilles prennent le nom de frondes. Sur la face inférieure des frondes, apparaissent, à certaines périodes de l’année, des amas d’éléments arrondis, de couleur brunâtre ou orangée. Ce sont des sores qui sont formés par les sporanges. Nephrolepis biserrata (Davalliaceae), Phymatodes scolopendria (Polypodiaceae), Microgramma owariensis (Polypodiaceae), Microsorium punctatum (Polypodiaceae) et Platycerium stemaria (Polypodiaceae), sont quelques exemples de Fougères à grandes feuilles. On distingue 3 clades : Lycophytes, Sphénophytes et Filicophytes. 13 1 2 3 4 1 2 5 3 4 5 6 Fig. 46 : C L d’archégone de Polytrichum formosum (Polytricaceae) Fig. 45 : Mousse (plante entière) 1 2 Fig. 48 : Anthérozoide Polytrichum formosum (Polytricaceae) 3 Fig. 47 : Anthéridies de Polytrichum formosum (Polytricaceae) 1 2 Fig. 49 : Prothalle de fougère Fig. 50 : Spermatozoide de fougère Fig. 51 : Sporophyte en formation sur le prothalle 14 2 1 3 Fig. 52 : Microgramma owariensis (Polypodiaceae) Fig. 53 : Microsorium punctatum (Polypodiaceae) 1 4 2 3 1 2 5 4 3 6 Fig. 54 : Phymatodes scolopendria (Polypodiaceae) Fig. 55: Nephrolepis biserrata (Davalliaceae 15 4. Spermaphytes Les Spermaphytes ou plantes supérieures ont un corps comportant 4 parties : racine, tige, feuille et fleur qui donne naissance au fruit. Racine, tige et feuille forment l’appareil végétatif tant disque les fleurs et les fruits constituent l’appareil reproducteur. La taille et la consistance des Spermaphytes varient d’un individu à l’autre. Parmi les types morphologiques, on distingue: arbres, arbustes, lianes et herbes. Arbre Grand végétal ligneux d'au moins 7 m de hauteur, sa tige ne porte de branches qu'à partir d'une certaine hauteur du sol. L'arbre présente 4 parties: racines, base du tronc, tronc, cime. En général souterraines, les racines chez certains grands arbres, émergent et serpentent hors du sol. On note des formes différentes en ce qui concerne la base du tronc de l’arbre. On peut avoir une base cylindrique, conique, une base avec empattements ou bourrelets et une base avec contreforts ou accotements. Le tronc est la partie inférieure dénudée de la tige ligneuse des arbres, entre la base et les branches maîtresses. La surface externe du tronc, c'est l'écorce. On distingue les écorces en apparence sans rhytidome et les écorces avec rhytidome. Le rhytidome est la partie superficielle de l'écorce, partie morte qui, chez certains arbres, se détache. La cime est la partie haute de la tige; elle comprend les branches, les rameaux, les ramilles ainsi que le feuillage. Milicia excelsa (Moraceae) : Iroko, Triplochiton scleroxylon (Malvaceae) : Samba, Tieghemella heckelii (Sapotaceae) : Makoré, sont quelques exemples de grands arbres de Côte-d’Ivoire. ARBUSTES/ARBRISSEAUX Les arbustes sont de petits arbres qui comportent une tige ligneuse, ramifiée à la base et dont la hauteur peut atteindre 7-8 m. Annona muricata (Annonaceae) : Corossol à épines molles, Cassia siamea (Fabaceae), Citrus aurantifolia (Rutaceae) : Citronnier, Coffea canephora (Rubiaceae) : Caféier, Crescentia cujete (Bignoniaceae) : Calebassier, Manihot esculenta (Euphorbiaceae) : Manioc, Abelmoschus esculentus (Malvaceae) : Gombo, Caesalpinia pulcherrima (Fabaceae) : Orgueil de Chine, Jatropha curcas (Euphorbiaceae) : Purghère, en sont quelques exemples. Un arbrisseau est un sousarbuste, une plante ligneuse, ramifiée dès la base et atteignant 2 m de hauteur. Le qualitatif frutescent (frutex : latin) se rapporte aux arbrisseaux. Un suffrutex est un sous-arbrisseau ligneux à la base et qui mesure moins d’un mètre : Cassia occidentalis (Fabaceae) : Faux Quinqueliba, Hibicus sabdariffa (Malvaceae) : Bissap, Ocimum gratissimum (Lamiaceae), Solanum distichum (Solanaceae) : Gnagna. LIANES Ce sont des végétaux dont la tige trop longue ou trop flexible pour se soutenir d'elle même, croit le long d'un support ou traîne sur le sol. Les lianes grimpantes possèdent divers organes de préhension: vrilles, crochets, épines, crampons adhésifs. Suivant la consistance de la tige, on distingue les lianes ligneuses et les lianes herbacées. Les lianes sont dites volubiles lorsqu'elles s'enroulent autour de leur support. Voici quelques exemples. Abrus precatorius (Fabaceae) : Liane réglisse, liane semi-ligneuse volubile, Bougainvillea glabra (Nyctaginaceae) : Bougainvillée, liane ligneuse épineuse, Caesalpinia bonduc (Fabaceae) : Awalé, liane ligneuse, épineuse et grimpante, Cucumeropsis edulis (Cucurbitaceae) : Pistache, liane herbacée grimpante munie de vrilles, Dioclea reflexa (Fabaceae) : Toupie, liane ligneuse grimpante, Disocorea alata (Dioscoreaceae) : Igname bètè bètè, liane herbacée grimpante et volubile, Eremospatha macrocarpa (Arecaceae) : Rotin, liane ligneuse grimpante munie de crochets, d’épines et de flagelles, Ipomoea batatas (Convolvulaceae) : Patate douce, liane herbacée rampante, Passiflora edulis (Passifloraceae) : Fruit de la passion, liane semi ligneuse grimpante munie de vrilles, Schrankia leptocarpa (Fabaceae) : liane ligneuse rampante épineuse. HERBES Plantes non ligneuses leurs parties aériennes meurent, en général, chaque année. Leur hauteur est comprise entre quelques cm et 5 m. Certaines plantes herbacées sont annuelles ou bisannuelles. Après germination de la graine, la plante fleurit, fructifie en quelques mois voire 1 an ou 2 et meurt. C’est le cas de Arachis hypogaea (Fabaceae) : Arachide, Brassica oleracea (Brassicaceae) : Chou, Cymbopogon citratus (Poaceae) : Citronnelle, Kalanchoe crenata (Crassulaceae), Musa paradisiaca (Musaceae) : Banane plantain, Musa sapientum (Musaceae) : Banane poyo, Nicotiana tabacum (solanaceae) : Tabac, Oryza sativa (Poaceae) : Riz, Petroselinum crispum (Apiaceae) : Persil. D'autres plantes herbacées possèdent une souche (rhizome, bulbe, tubercule) qui dure plusieurs années en terre. Ce sont des plantes vivaces ou pérennes. On peut citer : Allium cepa (Liliaceae) : Oignon, Colocasia esculenta (Araceae) : Taro. Il existe de grandes herbes qui ont des tiges pérennes : Bambusa vulgaris (Poaceae) : Bambou de Chine, Chromolaena odorata (Asteraceae) : Indépendance, Saccharum officinarum (Poaceae) : Canne à sucre. 16 IV. DIVERSITÉ DES ORGANES 1. Diversité racinaire 1.1. Différentes parties d’une racine Elles sont perceptibles lorsqu’on examine une jeune racine, dans une plante en cours de germination ou l’extrémité d’une racine plus âgée. On remarque 4 parties (fig. 56): la coiffe (étui ou manchon protecteur de l’extrémité de la racine), la zone subterminale, la zone pilifère et la zone subéreuse. La zone subterminale ou zone lisse ou encore zone d’élongation correspond à la zone méristématique qui assure la croissance en longueur de la racine. Située à quelques cm de la coiffe, la zone pilifère est le revêtement qui assure la nutrition de la plante par l’absorption d’eau et de sels minéraux. La longueur et la position du manchon pileux restent sensiblement constantes ; en effet, au fur et à mesure que la racine s’allonge, les poils supérieurs se flétrissent et tombent en même temps que de nouveaux poils apparaissent vers le bas. Du fait de ce renouvellement, le revêtement pilifère occupe toujours la même position et la même étendue. Après avoir fonctionné activement, les poils absorbants vieillissent, meurent et disparaissent. A cet endroit, la racine montre une surface rugueuse, d’aspect brunâtre, qui imprègne ses membranes de subérine ; cette zone formera la zone subéreuse d’où naîtront les ramifications racinaires. 1.2. Différentes catégories ou systèmes de racines Il existe trois grandes catégories de racines qui constituent en fait des systèmes de racines ou des modes d’enracinement : ce sont les systèmes pivotant, fasciculé et adventif. 1.2.1-Racine pivotante Issue de la radicule, c’est une racine très développée qui s’enfonce profondément dans le sol. On lui donne aussi le nom de racine principale (fig. 57, 58). Elle produit des radicelles (ramifications de divers ordres) qui sont moins importantes. Dans le système pivotant ou mode d’enracinement pivotant, le pivot porte les ramifications secondaires. 1.2.2-Racines fasciculées Racines de même importance, elles sont disposées en faisceau en divergeant de la base de la tige (fig. 59). Elles sont superficielles. 1.2.3. Racines adventives Elles prennent naissance sur un organe autre qu’une racine (tiges ou leurs ramifications, feuilles). 1.3. Types de racines La variation morphologique des racines, chez les Spermaphytes angiospermiens, est liée au milieu de vie de la plante mais aussi aux fonctions spéciales de celles-ci. Ainsi, au sein de chaque catégorie de racines, on définit les types de racines 1.3.3 Racines pneumatophores Elles caractérisent les espèces vivant dans les vallées forestières marécageuses, les mangroves littorales ; ayant à subir les conditions asphyxiantes du sol, ces espèces produisent de longues racines spongieuses, très faiblement enterrées sur lesquelles apparaissent des pneumatophores du grec pneuma = air et phoros = qui porte. Ces pneumatophores (fig. 60) sont des racines secondaires fortement lignifiées, parfois molles ou spongieuses qui peuvent atteindre 1,5 m de hauteur. C’est par exemple le cas de Avicennia africana (Avicenniaceae) : Palétuvier blanc. A l'inverse des autres racines, ces racines secondaires ont un géotropisme négatif en émergeant de la vase. Des pores leur permettent d'absorber l'oxygène qui est transmis aux zones les plus profondes du système racinaire, par l'intermédiaire d'un tissu aérifère: l'aérenchyme. 13.2. Racines échasses Comparées à des jambes de force, des arc-boutants, ces racines (fig. 61) partent de la base du tronc, pendent dans l’air avant de toucher le sol. 17 1 1 2 3 2 4 3 4 Fig. 56 : Différentes parties d’une racine Fig. 57 : Système racinaire pivotant Fig. 58 : Système racinaire pivotant Fig. 59 : Système racinaire fasciculé 18 1.3.1. Racines contreforts Elles caractérisent les espèces arborescentes, ripicoles. Ces racines consolident l’individu, assurant ainsi sa stabilité (fig. 62). 1.3.4. Racines piliers ou rhizophores Ce sont des racines aériennes, adventives, présentes chez les espèces de milieu saumâtre comme c’est le cas chez Rhizophora racemosa (Rhizophoraceae). 1.3.5. Racines lianes ou racines étrangleuses Elles se rencontrent chez les figuiers (g. Ficus). Ces racines soutiennent les Ficus (fig. 63) qui sont en fait de faux arbres car sans tronc véritable ; ce tronc est un ensemble de racines étrangleuses anastomosées. 1.36. Racines tubéreuses Ce sont des réservoirs de substances nutritives, des racines tubérisées (fig. 64). 1.3.7. Racines épiphytoïdes : Il s’agit de racines propres aux épiphytes. 2. Diversité caulinaire 2.1. Différentes catégories de tiges La tige ou caule est un axe généralement aérien qui porte diverses expansions (branches, rameaux, feuilles, bourgeons, fleurs et fruits (fig. 65). 2.1.1. Tiges aériennes Née du développement de la gemmule embryonnaire, la tige aérienne est un axe à croissance basifuge, un axe orthotrope à géotropisme négatif. Les tiges rampantes et les stolons sont les tiges qui traînent sur le sol. Les tiges grimpantes s’élèvent grâce à des supports. La tige aérienne prolonge la racine principale à laquelle elle se raccorde par le collet très visible chez la jeune plante en développement. La tige porte diverses expansions : feuilles, bourgeons, ramifications de divers ordres et organes reproducteurs. Les feuilles s‘insèrent sur la tige en des points nommés nœuds séparés par des entre-nœuds. Un bourgeon est un ensemble de feuilles rapprochées, recourbées, se recouvrant les unes les autres et abritant un méristème. Le bourgeon terminal ou apical abrite un méristème apical dont le fonctionnement aboutit à la mise en place des différents organes de la tige. Les bourgeons axillaires émettent soit des rameaux végétatifs soit des rameaux reproducteurs. Les bourgeons adventifs se forment ailleurs qu’à l’aisselle des feuilles, à un endroit quelconque de la tige, à la suite d’une mutilation ou d’un abattage. Les organes reproducteurs (fleurs, fruits et graines) se forment à certains moments de l’année. Certaines tiges portent des épines, d’autres des aiguillons. Les tiges aériennes peuvent être dressées, rampantes, grimpantes. Les tiges dressées sont ramifiées (fig. 66) ou pas. Les tiges ligneuses ramifiées se rencontrent chez certaines Gymnospermes et chez les Dicotylédones. Chez les arbres, le tronc est la partie inférieure et dénudée de la tige. Les ramifications maîtresses sont les branches. Les rameaux sont les dernières ramifications portant les feuilles. Les tiges grimpantes sont des lianes qui s’élèvent grâce à des appendices (vrilles, crochets, épines, crampons etc.) ou s’enroulent autour de leur support ; dans ce dernier cas elles sont dites volubiles. 2.1.2. Tiges souterraines Lorsqu’elles occupent une position souterraine, les tiges assurent souvent la conservation de l’espèce ; protégées par le sol, elles peuvent demeurer vivantes pendant la mauvaise saison et donner facilement naissance à de nouvelles tiges aériennes à partir de leurs bourgeons quand les circonstances redeviennent favorables. A ce groupe de tiges profondément modifiées appartiennent les rhizomes, les bulbes et les tubercules caulinaires. 19 R. respiratoire R. horizontale A B Fig. 60 : Pneumatophores de Avicennia africana (Avicenniaceae). A : Système souterrain ; B : A marée basse, les pneumatophores sortent de la vase ; à marée haute, ils sont, pour la plupart, immergés. R. pivotante ou r. principale A : droites R. secondaire B : arquées Fig. 61 : Racines échasses Fig. 63 : Racines lianes ou r. étrangleuses de Ficus religiosa (Moraceae) Fig. 64 : Racine tubéreuse de Daucus carota (Apiaceae) Fig. 62 : Racines contreforts 20 2.1.3. Fausses tiges Certains organes donnent l’apparence de tige sans l’être véritablement. Chez le genre Ficus (Moraceae), le tronc de l’arbre est formé par un ensemble anastomosé de racines lianes ou racines étrangleuses. Les Ficus sont donc des faux arbres car possèdent un faux tronc formé de racines. Chez le genre Musa (Musaceae), la tige apparente, le faux tronc, est constitué par l’ensemble des gaines foliaires emboîtées les unes dans les autres. Le tronc est donc de nature foliaire. 2.1.4. Plantes acaules Chez les plantes acaules, les entrenoeuds très courts donnent l’impression que les feuilles sont insérées au même niveau ; les feuilles en rosette (rassemblées au même nœud) sont soit plaquées au sol à l’exemple de Furcrea seloa (Asparagaceae) soit regroupées en bouquet, au sommet de la tige. 2.2. Différents types de tiges 2.2.1. Tiges dressées ramifiées Tiges aériennes, ligneuses ou non, elles se rencontrent dans tous les types morphologiques suivants : arbres, arbrisseaux, arbustes, herbes. 2.2.2. Lianes grimpantes Les lianes sont des tiges minces, longues, flexibles ; dépourvus d’éléments de soutien, elles ne peuvent se soutenir d’elles mêmes. Les lianes grimpantes s’élèvent grâce à des appendices le long d’un tuteur. Ces appendices peuvent être des vrilles (fig. 67), des crochets, des épines (fig. 68), des flagelles. Lorsqu’elles s’enroulent autour de leur support, les lianes sont dites volubiles (fig. 69, 70). 2.2.3. Lianes rampantes Ce sont des lianes qui traînent sur le sol. Lorsque la liane rampante s’enracine au niveau des nœuds régulièrement espacés où naissent des rosettes de feuilles, elle est désignée par l’expression stolon (fig. 71, 72). 2.2.4. Stipe Un stipe (fig. 73) est une tige simple dressée, pérenne, ligneuse, cylindrique, ne comportant pas de bois véritable ; les stipes sont terminés par un bouquet de feuilles. Les stipes comportent des cicatrices foliaires laissées par la base des pétioles lors de leur chute. Ils n’ont pas d’écorce distincte. 2.2.5. Chaume Un chaume (fig. 74) est une tige fistuleuse ou creuse, par résorption de la région médullaire ; cloisonnée ou pleine au niveau des nœuds, le chaume peut ou non être ramifiée. 2.2.6. Rhizomes Tiges plagiotropes, les rhizomes (fig. 75, 76) portent des feuilles écailleuses, des racines adventives et des bourgeons. Ils sont caractéristiques des Monocotylédones. 2.2.7. Bulbes Tiges orthotropes, les bulbes (fig. 77) portent des feuilles développées dont les parties souterraines sont achlorophylliennes. 2.2.8. Tubercules caulinaires Ce sont des portions hypertrophiées de tiges (fig. 78) portant des feuilles rudimentaires (=écailles) à l’aisselle desquelles se développent des bourgeons appelés yeux. 21 Fig. 65 : Diverses expansions de la tige Fig. 67 Fig. 66 : Arbre, plante ligneuse à tige ramifiée, de forme cylindrique et comportant des contreforts à la base Fig. 68 Fig. 69 Lianes grimpantes, avec vrilles (fig. 67) : liane grimpante épineuse (fig. 68; lianes volubiles (fig. 69, 70). Vrilles et épines sont des organes de préhension. Fig. 70 22 Fig. 71 : Stolon avec 2 plantes sœurs et 2 bourgeons Fig. 72 : Rhizome stolonifère 23 A B C Fig. 73 : Stipes chez les Arecaceae (A : Elaeis guineensis ; B : Borassus aethiopum ; C : Cocos nucifera ; D : Raphia sp.) Rhizome Fig. 74 : Chaume chez Zea mays (Poaceae) Fig. 75 : Rhizomes de Xanthosoma mafaffa (Araceae) ; Fig. 76 : Rhizome de Musa paradisiaca (Musaceae) D 24 2.3. Quelques caractéristiques des tiges 2.3.1. Port Le port d’une plante, c’est son allure générale. On distingue les ports dressés, buissonnants, rampants et grimpants. Le port dressé caractérise les végétaux dont la tige principale est plus ou moins verticale. C’est le cas des plantes ligneuses (arbres et arbustes). Le port buissonnant caractérise les touffes d’arbustes comme c’est le cas de Sorrindea warckenei (Anacardiaceae). L’appareil caulinaire des plantes à port rampant est appliqué contre le sol. Généralement herbacées, ces plantes sont caractérisées par un manque de consistance de la tige qui est souvent mince, flexible, dépourvue d’éléments de soutien. Les plantes à port grimpant se développent en hauteur, en prenant appui sur un support, parfois grâce à des organes de préhension. 2.3.2. Forme, contour de la tige et aspects de l’écorce Très généralement, la tige est cylindrique ; elle peut aussi être triangulaire (fig.79) comme chez les Cyperaceae, quadrangulaire (fig.80) comme chez les Rubiaceae, les Lamiaceae ou pentagonale comme chez les Cucurbitaceae. Les contours sont différents : les tiges peuvent être cannelées, épineuses (fig.81), sinueuses ou torsadées. Les écorces de tige comportent ou non des rhytidomes (fig. 82). 3. Diversité foliaire Expansions latérales de la tige ou de ses ramifications, les feuilles sont des organes souvent verts, lieu des échanges de types respiratoire, transpiratoire et photosynthétique. Trois faits caractérisent la feuille : la symétrie bilatérale, le mode de croissance limitée chez les Spermaphytes, la présence à son aisselle d'un bourgeon végétatif ou reproducteur. Les végétaux dépourvus de feuilles sont aphylles (Ex.: Cuscuta australis, Cuscutaceae). On nomme bractée, la feuille particulière, à l'aisselle de laquelle naît la fleur ou l’inflorescence. Parfois les bractées prennent un grand développement et constituent des spathes qui entourent des inflorescences entières dénommées spadices (Araceae, Arecaceae). 3.1. Organisation Une feuille complète comporte 3 parties : la base foliaire, le pétiole et le limbe. La base foliaire ou gaine est la partie en contact avec le nœud qui est le point d’insertion de la feuille sur son axe ; la gaine est plus ou moins renflée, en général. Parfois elle embrasse plus ou moins complètement l’axe d’insertion et la feuille est dite engainante comme chez Canna indica : Cannaceae (fig. 83), Musa paradisiaca : Musaceae, Zea mays : Poaceae. Le pétiole est un cordon rigide comparé à la queue de la feuille, qui s’étend entre la gaine et le limbe. Le pétiole peut être latéralement pourvu d’ailes constituées par le prolongement du limbe ; le pétiole dans ce cas est dit ailé et le limbe quant à lui est décurrent. Les feuilles sans pétiole sont dites sessiles. Lorsque le pétiole est très court ou presque inexistant, la feuille est dite subsessile. Le pétiole peut être sillonné ou canaliculé (fig. 84). La feuille amplexicaule (fig. 85) est une feuille sessile dont la base du limbe embrasse la tige. Le limbe, lame aplatie, est parcouru par une nervure principale saillante en dessous faisant suite au pétiole et se ramifiant en nervures secondaires qui se divisent en nervrilles. La nervation est la disposition des nervures. Lame aplatie de la feuille, le limbe peut être glabre, pubescent, glanduleux. 3.2. Variation morphologique de la feuille La variation morphologique des feuilles peut toucher chaque partie de la feuille : la gaine, le pétiole et le limbe. En tenant compte de la bordure du limbe et du mode d’insertion des folioles sur la nervure principale, on distingue différentes catégories ainsi que divers types de feuilles. 3.2.1. Feuilles simples 3.2.1.1 Feuilles simples entières Leur limbe ne comporte pas de découpures ou d’incisions (fig. 86). 3.2.1.2. Feuilles simples découpées Lorsque le limbe est découpé, les découpures même très profondes n’atteignent pas la nervure principale ; parmi les feuilles à limbe découpé on distingue les feuilles dentées (fig. 87), crénelées et lobées (fig. 88 à 90). 25 1 2 3 Fig. 77 : Allium cepa (Liliaceae) Fig. 78 : Solanum tuberosum (Solanaceae) B A Fig. 79 : A1 Fig. 80 : A2 A3 B1 Fig. 81 : Contour de la tige (A : tige cannelée ; B : tige épineuse) B2 B3 B4 Fig. 82 : Aspects de l’écorce : A : Ecorces lisses (A1 : Lisse ; A2 : légèrement fissurée longitudinalement ; A3 : légèrement rugueuse) ; B : Ecorces avec rhytidome (B1 : rhytidome crevassé longitudinalement ; B2, B3 et B4 : rhytidome se détachant en plaques) 26 3.2.2. Feuilles composées La découpure du limbe atteint la nervure principale. Ainsi chaque ramification se termine par un limbe particulier appelé foliole ; les folioles se détachent individuellement au moment de la chute des feuilles. Il n’y a pas de bourgeon à l’aisselle des folioles. 3.2.2.1. Feuilles composées pennées Les folioles sont disposées sur la nervure principale (le rachis) comme les barbes d’une plume. Elles lui sont rattachées par des pétiolules. Le rachis est ramifié une fois. On distingue les feuilles composées imparipennées (fig. 91) qui se terminent par une foliole et les feuilles composées paripennées (fig. 92) où la foliole terminale est remplacée par une pointe ou une vrille. Dans les feuilles composées bipennées (fig. 93), le rachis est ramifié deux fois ; le rachis primaire porte un pétiole primaire et des pennes. Le rachis secondaire supporte les pétiolules ainsi que les pinnules. Très exceptionnellement il existe des feuilles tripennées. 3.2.2.2. Feuilles composées palmées ou digitées Les folioles s’insèrent toutes au même point, au sommet du pétiole principal et sont disposées comme les doigts de la main ou sous forme de pattes de canard. On distingue les feuilles composées unifoliées, bifoliées (fig. 94), trifoliées (95) ou n folioles (96). 3.3. Phyllotaxie C’est la disposition des feuilles sur leur axe (tige ou ses ramifications). Les feuilles alternes ou isolées sont échelonnées le long de leur axe à des niveaux différents (fig. 86, 91, 96, 97). Les feuilles opposées (fig. 87) sont insérées par deux aux extrémités d’un même diamètre. Les feuilles opposées soudées à leur base sont dites connées (fig. 99) ; les feuilles opposées disposées en deux verticilles successifs ou superposées orientées dans deux plans différents perpendiculairement l’un à l’autre sont dites décussées (fig. 98, 101). Les feuilles verticillées (fig. 100) sont des feuilles insérées au même niveau, en nombre supérieur à deux. Les feuilles en rosette sont des feuilles en touffe (fig. 102, 103). On distingue les feuilles en rosette basilaire et feuilles en bouquet apical. Encore appelées feuilles radicales, les feuilles en rosette basilaires sont situées au ras du sol. Les feuilles pédalées (fig. 104) ont l’aspect de cyme bipare scorpioïde ; elles peuvent être simples ou composées. III- Exercice n°……..Donnez un titre à chacune des figures suivantes 27 Fig. 84 : Fig. 83 : Fig. 85 : 28 Fig. 87 : Fig. 86 : Fig. 88: Fig. 91 : Fig. 89 : Fig. 92 : Fig. 90 : Fig. 93 : 29 Fig. 94 : Fig. 104 : Fig. 96: Fig. 95 : 30 Fig. 98 : Fig. 97 : Fig. 99 : Fig. 101 : Fig. 100 : Fig. 102 : Fig. 103 : 31 4. Diversité florale Feuille modifiée apparaissant à divers endroits de la plante chez les Spermaphytes, la fleur (fig. 105) comporte différentes pièces insérées sur le réceptacle, extrémité élargie du pédoncule, le pied de la fleur. Le pédoncule peut être inexistant ou très court. La fleur naît d’un bourgeon qui peut être apical, axillaire, caulinaire ou basilaire. La fleur non épanouie est nommée bouton floral (fig. 106). 4.1. Organisation de la fleur Organe diversement coloré, la fleur est rattachée à son axe par un pied, le pédoncule. A la base du pédoncule, au point d’insertion sur l’axe floral, se trouve la bractée. Les fleurs les plus complètes comportent deux types de pièces (périanthe = pièces stériles et organes reproducteurs = pièces fertiles). 4.1.1. Périanthe Le terme périanthe dérive de deux mots grecs : Péri = Autour et Anthos = Fleur. Le périanthe est donc l’ensemble des pièces stériles, pièces qui entourent ou protègent les pièces fertiles, les éléments qui assurent la pérennité de l'espèce. Il est formé du calice et de la corolle. Calice Premier verticille de la fleur, le calice est formé de l'ensemble des sépales, pièces généralement vertes. Le calice a un double rôle : rôle assimilateur (photosynthétique) et rôle protecteur contre l'action des agents extérieurs. Chez Hibiscus rosa-sinensis (Malvaceae), il existe un calice supplémentaire nommé calicule. Les sépales ont parfois la structure des pétales ; lorsque sépales et pétales se ressemblent par leur forme, leurs dimensions, leur couleur; il est alors difficile de les distinguer ; dans ce cas ils prennent uniformément le nom de tépales (cas de Bougainvillea glabra: Nyctaginaceae, Musa paradisiaca: Musaceae). Quand les sépales sont indépendants ou libres, ce sont des dialysépales. Quand ils sont soudés, ce sont des gamosépales. Le calice peut être caduc (il tombe lors de l’épanouissement de la fleur) ; parfois il est persistant à la base du fruit (il est alors marcescent) ; on en rencontre chez la tomate (Solanum lycopersicum : Solanaceae), le gombo (Abelmoschus esculentus : Malvaceae), l’aubergine (Solanum macrocarpum : Solanaceae), le cocotier (Cocos nucifera : Arecaceae). Le calice peut s’accroître après fécondation (il est accrescent) comme c’est le cas chez Physalis angulata (Solanaceae). Chez les Asteraceae, le calice réduit à l'origine, se développe en une aigrette de poils, le pappus qui aide à la dissémination des fruits. Corolle La corolle est l’ensemble des pétales, pièces diversement colorées. Le pétale comporte un limbe élargi et une partie inférieure plus étroite, l'onglet. Les pétales portent souvent à leur base des nectaires excrétant un liquide sucré, le nectar recherché par les insectes. On distingue les fleurs dialypétales et les fleurs gamopétales. 4.1.2. Organes reproducteurs Organe reproducteur mâle On le nomme étamine ; l’ensemble des étamines constitue l’androcée. Une étamine comporte trois parties : le filet, le connectif et l’anthère. Le filet, c’est le pied de l’étamine ; c'est le support grêle par lequel l'étamine s'insère sur le réceptacle. Lorsqu’il manque, l’étamine est dite sessile. Le connectif est le prolongement du filet ; c’est aussi la partie médiane de l’anthère. L’anthère est une masse renflée, formée de sacs polliniques qui peuvent confluer, à maturité, pour constituer une ou plusieurs loges polliniques. Quand l'anthère avorte ou devient incapable de produire des grains de pollen, l'étamine rudimentaire qui en résulte est appelée staminode. L'anthère renferme des grains de pollen qui, à maturité, sont libérés grâce à divers types d'ouvertures ou de déhiscences (fig. 107). Dans la déhiscence longitudinale, les grains de pollen sortent par une fente. Lorsque la déhiscence est poricide, l'anthère s'ouvre par un orifice (un pore) situé en position apicale le plus souvent. Dans la déhiscence valvaire, les grains de pollen (fig 109) sont libérés par le soulèvement d'une sorte de valve ou de clapet. Il existe également une déhiscence transversale. Organe reproducteur femelle On le nomme pistil. L’ensemble des pistils constitue le gynécée ; cependant comme les fleurs connues et décrites ne comportent en général qu’un seul pistil, l’appareil reproducteur femelle (le gynécée) se confond à l’organe reproducteur femelle (le pistil) et ainsi on utilise indifféremment les deux termes pistil et 32 gynécée. Situé au centre de la fleur, le pistil comporte trois parties : l’ovaire, le style et le stigmate. L’ovaire, la partie basale renflée, contient un ou plusieurs ovules. Le style, partie médiane, surmonte l’ovaire. Le stigmate, partie apicale, est l’extrémité plus ou moins élargie du style ; c'est le stigmate qui recueille le grain de pollen qui, dans les conditions f1avorables, germe pour donner naissance au tube pollinique. L'ovaire est supère lorsqu'il est situé au-dessus du point d'insertion des pièces du périanthe et des étamines. Il est infère lorsqu'il est situé en-dessous du point d'insertion des pièces du périanthe et des étamines. Dans un ovaire semi-infère, les pièces florales sont situées à mi hauteur de l'ovaire. 4.2. Différents types de fleurs Les fleurs peuvent être unisexuées ou bisexuées. Les fleurs unisexuées ne comportent qu’un seul type d’organes reproducteurs (fleurs unisexuées mâles ou bien fleurs unisexuées femelles). Lorsque les deux types de fleurs se rencontrent sur le même individu même à des niveaux (rameaux) différents, l’espèce est dite monoïque ; elle est dioïque lorsque les deux types de fleurs se rencontrent sur deux individus (pieds) différents. Les fleurs bisexuées, encore appelées fleurs hermaphrodites, comportent à la fois les deux types d’organes reproducteurs (mâles et femelles) et caractérisent les espèces monoïques. Une plante est dite polygame lorsqu’elle comporte à la fois des fleurs unisexuées et des fleurs bisexuées. 5. Diversité de fruits Après fécondation, l’ovaire se transforme et donne les parois du fruit tandis que les ovules se transforment en graines. Les autres pièces de la fleur, en général, disparaissent. Parfois elles persistent et constituent des organes de dissémination du fruit. D’autres fois elles se transforment comme l’ovaire et forment le fruit. Du point de vue de l’organisation, le fruit mûr comporte deux parties : le péricarpe et la graine. 5.1. Différentes parties du fruit Le fruit comporte 2 parties: le péricarpe et la graine. Péricarpe Le mot péricarpe provient de deux termes grecs : Péri = Autour et karpos = Fruit. Le péricarpe est donc l’ensemble des tissus tout autour de la graine. Le péricarpe constitue la paroi du fruit ; il est formé de trois zones (épicarpe, mésocarpe et endocarpe). Le terme épicarpe dérive de Epi = Extérieur, surface et karpos = Fruit. C’est le feuillet le plus externe du péricarpe. Le mot mésocarpe vient de Méso = Milieu et karpos = Fruit. C’est donc la partie médiane des tissus du fruit. L’expression endocarpe vient de Endo ou endon (Grec) = Intérieur et karpos = Fruit. C’est donc la partie la plus interne du fruit, en contact avec la graine qui, noyée dans le péricarpe, s’est formée à partir de l’ovule transformé après fécondation. Graine Organe de survie et de dissémination des espèces, la graine provient du développement de l'ovule après fécondation. La maturation de la graine s'achève par une dessiccation très poussée; la teneur en eau diminue pour atteindre 4-5 % voire 1%. Il en résulte un arrêt de tous les phénomènes biochimiques et métaboliques. La graine comporte 2 ou 3 parties: le tégument, l'embryon, l'albumen pouvant être absent dans certains cas. 5.2. Catégories de fruits En fonction du nombre d’ovaires fécondés, du degré de développement du mésocarpe, de la consistance de l’endocarpe, du mode de libération des graines ainsi que de la participation des pièces stériles dans la formation du fruit, nous distinguons différentes catégories de fruits. A l’intérieur de ces catégories, nous notons différents types. 5.2.1. Fruit simple Le fruit simple est un fruit qui se forme, après fécondation, à partir de la transformation d’un seul ovaire unicarpellaire ou d’un ovaire à plusieurs carpelles soudés. La paroi de l’ovaire forme la paroi du fruit (péricarpe). En fonction de l’importance du mésocarpe et du mode de libération des graines, on distingue les fruits charnus et les fruits secs. 33 1 2 10 3 4 9 8 5 7 6 Fig. 105 : C.L. d’une fleur 34 A B A B Calicule Fig. 106 : Fleurs (A : bouton floral pédonculé ; B : bouton floral sessile ; C : fleur épanouie) C Fig. 108 : Grains de pollen diversement ornementés Fig. 107 : Déhiscence des anthères A1 B1 A2 B2 A3 B3 B4 Fig. 109 : Graines - A : Graines de haricot (Phaseolus lunatus : Fabaceae avec A1 : vue de profil ; A2 : vue de face ; A3 : g. débarrassée de ses téguments) ; B : Graines de ricin (Ricinus communis : Euphorbiaceae avec B1, B2 : aspect extérieur ; B3, B4 : C.L.) 35 Fruits charnus Entourés par une peau extérieure ou épicarpe, ils renferment intérieurement de la chair. Autrement dit, le mésocarpe est développé. En général, ces fruits ne s’ouvrent pas à maturité mais pourrissent pour libérer leurs graines. En tenant compte de la consistance de l’endocarpe, on note deux types de fruits : les baies et les drupes. Fruits secs Fruits sans mésocarpe charnu, le péricarpe est réduit à une couche mince et dure. Selon qu’ils s’ouvrent ou non, on distingue les fruits secs indéhiscents ou akénoïdes et les fruits secs déhiscents ou capsuloïdes. 5.2.2. Fruit multiple Il provient du développement d’un seul ovaire constitué de plusieurs carpelles libres ; chacun des carpelles donne naissance à une fraction de fruit que l’on nomme méricarpe. L’ensemble des méricarpes constitue le fruit. Chaque méricarpe (fruit simple ou fruit élémentaire) peut être une baie, une drupe, un akène, une gousse, un follicule, un caryopse. 5.2.3. Fruits complexes La formation du fruit fait intervenir d’autres tissus que la simple paroi de l’ovaire. C’est par exemple le cas chez Anacardium occidentale (Anacardiaceae). Dans ce fruit, le pédoncule se renfle en une masse charnue ; le fruit proprement dit est un akène situé au plancher du pédoncule hypertrophié. 5.2.4. Fruit composé Il provient du développement des ovaires d’une inflorescence. On peut les qualifier d’infrutescences. Chaque ovaire se développe et donne naissance à un fruit simple. Le fruit composé est formé de plusieurs fruits simples. C’est le cas des poly-baies ou baies composées chez Ananas comosus (Bromeliaceae) et des poly-baies chez Myrianthus arboreus (Urticaceae) ; lorsque les différents fruits sont étroitement soudés en une seule masse, on parle de syncarpe, comme c’est le cas chez Treculia africana (Moraceae). Chez le genre Ananas, à maturité, l’axe inflorescentiel et les fleurs qui ont donné autant de baies soudées, deviennent charnus et constituent l’ananas. L’ananas apparaît donc comme un fruit composé complexe. 5.2.5. Faux fruits Ils donnent une fausse apparence (apparence de fruits sans l’être véritablement). Fruits parthénocarpiques Chez le genre Musa (Musaceae), les fruits sont qualifiés de fruits parthénocarpiques. Ce sont des faux fruits ; en effet, ils sont dépourvus de graines. Cette absence des graines est due, non pas à une absence d’ovules, mais a pour cause la stérilité des grains de pollen, ce qui est un cas particulier. Chez le genre Musa, ces fruits parthénocarpiques sont en vérité des baies. Figues Chez le genre Ficus (Moraceae), ce qui à la vue apparaît comme un fruit (fig. 103C) est en réalité une inflorescence complexe comportant des fleurs enfermées dans un réceptacle. Le vrai fruit est un fruit composé de type poly-akènes. 5.3. Différents types de fruits 5.3.1. Baies Les baies sont des fruits simples charnus dans lesquels l’endocarpe est membraneux. Chez les baies monospermes dérivant d’ovaire uniovulé, il y a une seule graine. Les baies polyspermes renferment plusieurs graines ou pépins. Les baies particulières chez les agrumes sont dénommées hespérides ; les péponides sont des baies polyspermes avec un épicarpe dur, coriace ; l’on désigne encore les péponides par l’expression calebasses. 5.3.2. Drupes Les drupes sont des fruits simples charnus dans lesquels l’endocarpe dur, osseux, scléreux ou lignifié, prend le nom de coque. La drupe possède un noyau formé d’une graine appelée amande et de l’endocarpe (coque). 36 5.3.3. Akènes Un akène est un fruit simple, sec, indéhiscent (akénoïde) et dont les parois sont distinctes de la graine. Une samare est un akène particulier, donc un fruit simple, sec, indéhiscent (akénoïde) et dont le péricarpe s’est prolongé sur le côté en une ou plusieurs ailes membraneuses ; il existe : des samares simples ou samares à une seule aile, des bisamares (samares à 2 ailes), des trisamares ou samares à 3 ailes et des tétrasamares ou samares à 4 ailes. Un caryopse est un akène particulier, donc un fruit simple, sec, indéhiscent et dont le péricarpe adhère étroitement au tégument. 5.3.4. Follicule Un follicule est un fruit simple, sec, déhiscent s’ouvrant par une seule fente, sur la ligne de suture et donnant ainsi deux valves. La déhiscence peut être ventrale ou dorsale. 5.3.5. Gousse Une gousse est un fruit sec déhiscent, s’ouvrant par deux fentes ; les gousses caractérisent les Légumineuses ou plantes de la famille des Fabaceae. Elles sont lomentacées c’est-à-dire qu’elles s’étranglent entre chaque graine, pour former des articles monospermes ; une silique est une gousse particulière qui s’ouvre par 4 fentes : cette gousse particulière ménage en son centre une cloison sur laquelle les graines se fixent. 5.3.6. Capsule Une capsule est un fruit sec déhiscent s’ouvrant par plus de deux fentes. On nomme pyxide une capsule particulière s’ouvrant par une fente circulaire délimitant un opercule. Il existe également des capsules particulières qui s’ouvrent par deux fentes. Exercice : Indiquez le type de fruit et annotez la figure correspondante 37 1 2 3 4 Fig. 112 5 Fig. 110 Fig 113 Fig. 111 Fig. 110 : Baies monosperme chez Persea americana ; fig. 111 : Baie polysperme chez Carica papaya ; fig. 112 : Hespéride de Citrus sinensis (Rutaceae) ; fig. 113 : Péponide de Lagenaria siceraria (Cucurbitaceae) 1 1 2 3 4 2 3 4 5 6 5 A B Fig. 114 : Drupes de (A : Mangifera indica, Anacardiaceae ; B : Cocos nucifera, Arecaceae) A B C D E Fig. 116 : Akènes (A : Akène proprement dit de Pissenlit ; B : Samare simple de Triplochiton scleroxylon ; C : Bisamare ; D : Samare à 4 ailes de Combretum racemosum, Combretaceae ; E : Caryopse de Zea mays) 38 A Fig. 116 : B D C Fig. 117 : Gousses (A : Arachis hypogaea, Fabaceae ; B : Abrus precatorius, Fabaceae ; C : Dioclea reflexa, Fabaceae ; D : Entada pursaetha, Fabaceae) A B Fig. 118 : Capsules (A : Khaya ivorense, Meliaceae ; B : Hura crepitans, Euphorbiaceae) 39 A B Fig. 120 Fig. 119 : Fruits multiple (A : Poly-baies de Enantia polycarpa : Annonaceae ; B : poly-follicules de Cola nitida : Malvaceae ; Fig. 120 : Fruit complexe de Anacardium occidentale : Anacardiaceae) B A Fig. 122 Fig. 121 : Fruits composés (A : Ananas comosus, Bromeliaceae ; B : Myrianthus arboreus (Urticaceae) ; Fig. 122 : Faux fruit de Ficus sur (Moraceae) 40 TRAVAUX PRATIQUES (TP) ET TRAVAUX DIRIGÉS (TD) SÉANCE I : OBSERVATIONS DE CELLULES CHEZ LES EUCARYOTES VÉGÉTAUX I. INITIATION A LA MANIPULATION DU MICROSCOPE OPTIQUE 1. Technique de la manipulation -Nettoyez les lentilles (oculaires, objectifs) avec un chiffon doux -Branchez puis allumez le microscope -Placez le plus petit objectif en faisant pivoter le revolver ou la tourelle -Placez un œil sur l'oculaire -Réglez la lumière grâce au miroir et au diaphragme. Vous devez apercevoir un disque bien éclairé -Placez la préparation montée entre lame et lamelle dans une goutte de liquide approprié sur la platine et la maintenir en place grâce aux valets -Centrez la préparation grâce au chariot -Faire remonter ou descendre le tube optique en jouant sur le système de vis -Pour des dessins de détail, passez au moyen puis aux forts grossissements -Faire la mise au point chaque fois que vous changez d'objectifs. 2. Calcul du grandissement Grandissement à partir des observations faites Soient g1 et g2, grossissements respectifs de l’oculaire et de l’objectif. Le grandissement final G représente en fait le nombre de fois l’image de l’objet a été multiplié, pour que l’on puisse l’observer dans cet état. G = g1 x g2. Les valeurs g1 et g2 se lisent directement sur le microscope. Par exemple g1 = 10X et g2 = 40X. G = 10 x 40 = 400X II. OBSERVATION DE QUELQUES ORGANISMES 1. Montez entre lame et lamelle, dans une goutte d'eau de son milieu de vie, un filament de spirogyre Spirogyra (Zygnemataceae : Algue verte) : Observez et décrivez. 2. Prélevez un fragment de 5 x 5 mm d’épiderme interne de Allium cepa (Liliaceae) ou Hibiscus rosasinensis (Malvaceae). Faites le montage dans une goutte d'eau, en plaçant la face arrachée contre la lame. Observez au faible puis aux forts grossissements. Combien de cellules comptez-vous à chaque fois? Qu’elle est la forme et la disposition des cellules ? 3. Cellules de feuilles d'élodée (Elodea canadensis : Hydrocharidaceae) Détachez et montez à plat une feuille d'élodée (Elodea canadensis : Hydrocharidaceae), dans une goutte d'eau de son milieu de vie, entre lame et lamelle. Observez au faible puis aux forts grossissements. Quelle 41 est la forme des cellules ? Identifiez et décrivez les chloroplastes. Quelle position occupent-ils dans la cellule? Recherchez le noyau qui peut être invisible par suite de son altération. Recherchez les chloroplastes en mouvement de cyclose. SÉANCE II : DIVERSITÉ RACINAIRE ET CAULINAIRE I. DIVERSITÉ RACINAIRE 1. Racines contreforts Les racines contreforts (fig. 104) sont des racines aplaties qui remontent la base du tronc jusqu’à 2 m voire 3 ou plus du sol. Elles caractérisent les espèces ripicoles. C’est le cas chez Ceiba pentandra (Malvaceae) : Fromager, Alstonia boonei (Apocynaceae) : Emien. 2. Racines échasses Ce sont des racines adventives, des racines aériennes qui partent de la base du tronc, pendent dans l’air libre avant de pénétrer dans le sol. Elles caractérisent surtout les espèces hélophiles (Uapaca esculenta, Euphorbiaceae ; Pandanus utilis, Pandanaceae ; Musanga cecropioides, Urticaceae). 3. Racines pneumatophores Le terme pneumatophore dérive de deux mots grecques : Pneuma = air et Phoros = qui porte. Ce sont des racines secondaires fortement lignifiées, parfois molles ou spongieuses qui peuvent atteindre 1,5 m de hauteur. Ces racines caractérisent les espèces vivant les mangroves littorales et leur permettent de se ravitailler en air. A l'inverse des autres racines, ces racines secondaires ont un géotropisme négatif en émergeant de la vase. 4. Racines piliers ou rhizophores Ces racines aériennes, adventives, jouent un rôle de support en assurant le maintien des branches latérales, comme c’est le cas chez Rhizophora racemosa (Rhizophoraceae). 5. Racines lianes ou racines étrangleuses Ce sont des racines aériennes descendent le long du tronc de l’hôte ; elles s’anastomosent en un réseau de plus en plus dense sous lequel l’arbre finit par mourir. Des branches des ces Ficus se détachent d’autres racines qui rejoignent le sol. Ces racines caractérisent les espèces du genre Ficus. Ces plantes sont en fait de faux arbres car sans tronc véritable ; ce tronc est un ensemble de racines étrangleuses anastomosées. Ficus polita, F. benjamina, F. religiosa (fig. 107), F. leprieuri (Moraceae) en sont quelques exemples. 42 6. Racines aériennes des épiphytes Elles constituent un moyen de fixation des tiges. Pendant dans l’air, elles peuvent absorber la vapeur d’eau comme c’est le cas chez Calyptrochilon emarginatum (Orchidaceae). Il s’agit ici d’une adaptation pour une fonction spéciale. 7. Racines tubéreuses Ce sont des réservoirs de substances nutritives. Daucus carota (Apiaceae), Manihot esculenta (Euphorbiaceae) sont des tubercules racinaires caractérisés par l’absence de bourgeon ; ces tubercules racinaires (fig. 108, 109) sont donc incapables d’assurer la multiplication végétative. II. DIVERSITÉ CAULINAIRE 1. Tiges arborescentes et arbustives Tiges aériennes, dressées, ligneuses et ramifiées, elles se rencontrent chez les arbres ainsi que les arbrisseaux et les arbustes. 2. Stipe Un stipe est une tige simple (monocaule c’est-à-dire non ramifiée ou sans branche), dressée, pérenne, ligneuse, cylindrique, ne comportant pas de bois véritable ; les stipes sont terminés par un bouquet de feuilles. Les stipes comportent des cicatrices foliaires laissées par la base des pétioles lors de leur chute. Ils n’ont pas d’écorce distincte. On rencontre les stipes chez les Monocotylédones arborescentes, dans la famille des Arecaceae (Palmae ou famille des palmiers) notamment chez Borassus aethiopum, Cocos nucifera, Elaeis guineensis, Pritchardia pacifica, Raphia hookeri, Raphia palma-pinus) ainsi que chez certaines Gymnospermes à l’exemple de Cycas circinalis (Cycadaceae) et Encephalartos barteri (Cycadaceae). . 3. Chaume Un chaume est une tige fistuleuse ou creuse, par résorption de la région médullaire ; cloisonnée ou pleine au niveau des nœuds, elle peut ou non être ramifiée. Les chaumes, conférant une certaine légèreté à la plante, se rencontrent chez les Poaceae ou Graminées à l’exemple de Bambusa vulgaris, Coix lacrymajobi, Sorghum bicolor, Zea mays. 4. Tiges lianescentes (lianes) Les lianes sont des tiges minces, longues, flexibles ; dépourvus d’éléments de soutien, elles ne peuvent se soutenir d’elles mêmes. Les lianes grimpantes (fig. 112) s’élèvent grâce à des appendices ou organes de préhension (vrilles, crochets, épines, crampons etc.) ou s’enroulent autour de leur support ; dans ce dernier cas elles sont dites volubiles. Ex. Passiflora edulis (Passifloraceae) : fruit de la passion. Les tiges 43 rampantes sont celles qui traînent sur le sol. Lorsque la liane rampante s’enracine au niveau des nœuds régulièrement espacés où naissent des rosettes de feuilles, elle est désignée par l’expression stolon (fig. 113). C’est le cas chez Ipomoea batatas (Convolvulaceae) et chez Pueraria phaseoloides (Fabaceae). 5. Rhizomes Tiges plagiotropes, les rhizomes (fig. 114) portent des feuilles écailleuses, des racines adventives et des bourgeons. Ils sont caractéristiques des Monocotylédones à l’exemple de Zingiber officinale (Zingiberaceae), Musa paradisiaca (Musaceae), Xanthosoma mafaffa (Araceae). 6. Bulbes Tiges orthotropes, les bulbes (fig. 115) portent des feuilles développées dont les parties souterraines sont achlorophylliennes. Ex. Allium cepa (Liliaceae). 7. Tubercules caulinaires Ce sont des portions hypertrophiées de tiges (fig. 116) portant des feuilles rudimentaires (=écailles) à l’aisselle desquelles se développent des bourgeons appelés yeux comme c’est le cas chez Solanum tuberosum (Solanaceae), Diocorea sp. (Dioscoreaceae). TRAVAIL À FAIRE Indiquez la catégorie ainsi que le type pour chacun des échantillons de racines et de tiges à votre disposition. SÉANCE III : DIVERSITÉ FOLIAIRE I. ORGANISATION DE LA FEUILLE Schéma et annotation d’une feuille simple par l’enseignant. II. DIFFÉRENTS TYPES DE FEUILLES Pour cette année, le degré de découpure du limbe nous servira à définir les différents types de feuilles. 1. Feuilles simples : Dans la catégorie des feuilles simples, on distingue les types suivants. 1.1. Feuilles simples entières : le limbe ne comporte pas de découpures ou d’incisions. 1.2. Feuilles simples dentées : le bord du limbe est découpé en dents de scie (en angles aigus) ; lorsque les dents sont plus fines, la feuille est dite denticulée. 44 1.3. Feuilles simples crénelées : le bord du limbe est découpé en dents arrondies ; lorsque les dents arrondies sont plus fines, la feuille est dite crénulée. 1.4. Feuilles simples lobées : le bord du limbe est plus ou moins profondément découpé. Les découpures n’atteignent pas la nervure principale et chaque lobe ou portion du limbe est individuellement détachable. 2. Feuilles composées : La découpure du limbe atteint la nervure principale. Chaque ramification se termine par un limbe particulier appelé foliole qui se détache individuellement lors de la chute de la feuille. Il n’y a pas de bourgeon à l’aisselle des folioles. Dans cette catégorie, on distingue les types suivants. 2.1. Feuilles composées pennées Les folioles sont disposées sur la nervure principale (le rachis) comme les barbes d’une plume. Elles lui sont rattachées par des pétiolules. Le rachis est ramifié une fois. On distingue les feuilles composées imparipennées qui se terminent par une foliole et les feuilles composées paripennées où la foliole terminale est remplacée par une pointe ou une vrille. Dans les feuilles composées bipennées, le rachis est ramifié deux fois ; le rachis primaire porte un pétiole primaire et des pennes. Le rachis secondaire supporte les pétiolules ainsi que les pinnules. Très exceptionnellement il existe des feuilles tripennées. 2.2. Feuilles composées palmées ou digitées Les folioles s’insèrent toutes au même point, au sommet du pétiole principal et sont disposées comme les doigts de la main ou sous forme de pattes de canard. On distingue les feuilles composées unifoliées, bifoliées, trifoliées, avec folioles supérieures à 3. III. PHYLLOTAXIE C’est la disposition des feuilles sur leur axe (tige ou ses ramifications) 1. Feuilles alternes ou isolées Elles sont échelonnées le long de leur axe à des niveaux différents. 2. Feuilles opposées Elles sont insérées par deux aux extrémités d’un même diamètre. Les feuilles opposées soudées à leur base sont dites connées; les feuilles opposées disposées en deux verticilles successifs ou superposées orientées dans deux plans différents perpendiculairement l’un à l’autre sont dites décussées. 3. Feuilles verticillées Ce sont des feuilles insérées au même niveau, en nombre supérieur à deux. 45 4. Feuilles en rosette On distingue 2 types de feuilles en rosette : feuilles en rosette basilaire et feuilles en bouquet apical. Encore appelées feuilles radicales, les feuilles en rosette basilaires sont situées au ras du sol. Parfois les feuilles en touffes forment des bouquets au sommet de la tige. 5. Feuilles pédalées Feuilles pédalées : elles ont l’aspect de cyme bipare scorpioïde, elles peuvent être simples ou composées. TRAVAIL À FAIRE Indiquer, pour chacun des échantillons à votre disposition, le type de feuille ainsi que la phyllotaxie. SÉANCE IV: DIVERSITÉ DE FLEURS ET DE FRUITS I. DIVERSITÉ FLORALE 1. Organisation de la fleur L’enseignant fera un schéma annoté d’une fleur complète. 2. Les différents types de fleurs Les fleurs peuvent être unisexuées ou bisexuées. Les fleurs unisexuées ne comportent qu’un seul type d’organes reproducteurs. On distingue les fleurs unisexuées mâles et les fleurs unisexuées femelles. Les fleurs bisexuées, encore appelées fleurs hermaphrodites, comportent à la fois les deux types d’organes reproducteurs (mâles et femelles). II. DIVERSITÉ DE FRUITS 1. Rappel sur les différentes catégories de fruits 2. Différents types de fruits 2.1. Baies Les baies sont des fruits simples charnus dans lesquels l’endocarpe est membraneux. Chez les baies monospermes dérivant d’ovaire uniovulé, il y a une seule graine (cas de Persea americana, Lauraceae). Les baies polyspermes renferment plusieurs graines ou pépins : cas de Carica papaya (Caricaceae), Capsicum frutescens (Solanaceae). Les baies particulières chez les agrumes sont dénommées hespérides ; les péponides sont des baies polyspermes avec un épicarpe dur, coriace ; l’on désigne encore les péponides par l’expression calebasses ; on rencontre les péponides chez les Cucurbitaceae à l’exemple de Lagenaria siceraria. Dans un fruit multiple, lorsque chaque fraction du fruit appelé méricarpe est une baie, on parle de poly-baies ; on obtient des poly-baies libres chez Enantia polycarpa (Annonaceae), des bi-baies libres chez Picralima nitida (Apocynaceae). Dans un fruit composé, il s’agit de baies composées (fig. 103A, 103B, p. 47) comme c’est le cas chez Ananas comosus (Bromeliaceae) et chez Myrianthus arboreus (Urticaceae). 46 2.2. Drupes Les drupes sont des fruits simples charnus dans lesquels l’endocarpe dur, osseux, scléreux ou lignifié, prend le nom de coque. La drupe possède un noyau formé d’une graine appelée amande et de l’endocarpe (coque). C’est le cas chez Cocos nucifera (Arecaceae), Elaeis guineensis (Arecaceae), Mangifera indica (Anacardiaceae). On note également des poly-drupes (cas des fruits multiples) et des drupes composées (cas des fruits composés). 2.3. Akènes Un akène est un fruit simple, sec, indéhiscent (akénoïde) et dont les parois sont distinctes de la graine. On note les poly-akènes (cas des fruits multiples) et les akènes composés (cas des fruits composés). On peut citer les akènes composés chez le genre Ficus (Moraceae). Une samare est un akène particulier, donc un fruit simple, sec, indéhiscent (akénoïde) et dont le péricarpe s’est prolongé sur le côté en une ou plusieurs ailes membraneuses ; il existe : des samares simples ou samares à une seule aile (Triplochiton scleroxylon : Malvaceae), des bisamares (samares à 2 ailes), des trisamares ou samares à 3 ailes et des tétrasamares ou samares à 4 ailes comme c’est le cas chez Combretum racemosum (Combretaceae). Un caryopse est un akène particulier, donc un fruit simple, sec, indéhiscent et dont le péricarpe adhère étroitement au tégument (Oryza sativa, Zea mays : Poaceae). 2.4. Follicule Un follicule est un fruit simple, sec, déhiscent s’ouvrant par une seule fente, sur la ligne de suture et donnant ainsi deux valves. La déhiscence peut être ventrale ou dorsale. On note également des polyfollicules (cas des fruits multiples, chez Cola nitida et des follicules composés (cas des fruits composés). 2.5. Gousse Une gousse est un fruit sec déhiscent, s’ouvrant par deux fentes ; les gousses caractérisent les Légumineuses, plantes de la famille des Fabaceae. Elles sont lomentacées c’est-à-dire qu’elles s’étranglent entre chaque graine, pour former des articles monospermes ; un silique est une gousse particulière qui s’ouvre par 4 fentes : cette gousse particulière ménage en son centre une cloison sur laquelle les graines se fixent. On rencontre les gousses chez les plantes suivantes : Arachis hypogaea (Fabaceae) : Arachide ; Soja hispida (Fabaceae) : Soja ; Phaseolus lunatus (Fabaceae) : Gros haricot ; Delonix regia (Fabaceae) : Flamboyant ; Caesalpinia pulcherrima (Fabaceae) : Orgueil de Chine ; Caesalpinia bonduc (Fabaceae) : Awalé ; Entada pursaetha (Fabaceae) : Awoko. 2.6. Capsule Une capsule est un fruit sec déhiscent s’ouvrant par plus de deux fentes. C’est le cas chez Abelmoschus esculentus (Malvaceae) : Gombo ; Manihot esculenta (Euphorbiacae) : Manioc. On nomme pyxide une 47 capsule particulière s’ouvrant par une fente circulaire délimitant un opercule (cas chez Portulaca oleracea : Portulacaceae). Il existe également des capsules qui s’ouvrent par deux fentes comme c’est le cas chez Pycnanthus angolensis (Myristicaceae) TRAVAIL À FAIRE Déterminez, pour chacun des échantillons à votre disposition, le type de fleurs ainsi que le type de fruits. 48 EXERCICES D'APPLICATION PREMIERE SÉRIE D'EXERCICES : TITRES - ANNOTATIONS 1-Mettez un titre et annotez complètement chacune des figures 142, 143 et 144. 2-La figure 145 se rapporte à une Bactérie: Escherichia coli. Annotez cette figure selon les indications des flèches et en fonction des caractéristiques suivantes: 1: coloré en jaune par l'eau iodée ; 2: appliqué contre l'élément 1 et mis en évidence lors de la plasmolyse ; 3: structures tubulaires ou replis, siège des oxydations cellulaires ; 4: volume interne ; 5: se colore en rose par la pyronine ; 6: test positif avec le vert de méthyle. 3-Mettez un titre et annotez la figure 146. 4-Représentez à partir de la figure 146, schématiquement et avec précision, le catalyseur de la réaction de phosphorylation. Annotez ce schéma. 5-On donne les schémas a, b, c, d, e, de la figure 147. Classez ces schémas dans l'ordre chronologique, suivant le développement de l'espèce dont vous indiquerez le nom scientifique ainsi que l'embranchement. Annotez de façon complète le schéma c. 6-Annotez dans les détails chaque élément de la figure 148. 7-Indiquez les différentes parties de l'espèce représentée dans la figure 149. Déterminez son nom scientifique ainsi que la famille et l'embranchement. 8-Mettez un titre et annotez la figure 150. 9-La figure 151 représente une coupe longitudinale dans une fleur. Annotez-la aussi complètement que possible. 10-La figure 152 représente une coupe longitudinale dans un fruit. Donnez un titre en indiquant le type de fruit. DEUXIEME SÉRIE D'EXERCICES : QUESTIONS – RÉPONSES Répondez de façon brève à chacune des questions suivantes. 1-Pourquoi dans une solution à une certaine concentration, la plasmolyse n'est-elle pas totale pour toutes les cellules? 2-Sur quels critères repose la classification des fruits? 3-Quels indices aident à distinguer les types de feuilles? 4-Peut-on dire que la structure représentée dans la figure 153 est une cellule? Justifiez votre réponse. 5-Quels sont les organites cellulaires qui comportent des saccules? Indiquez le rôle des saccules dans chaque cas. 6-Quelles sont les caractéristiques principales de chaque type d'éléments présents dans la figure 154? 7-Chez certaines Cyanophyceae filamenteuses, on rencontre deux types de cellules particulières: -Nommez ces deux types de cellules. Qu'est ce qui leur confère cette particularité? -Comment sur un même filament est-il possible de les distinguer? 8-En quoi le filament chez Oscillatoria sp. Diffère-t-il de celui de Lyngbya sp. 9-Après avoir défini les termes de coccoïde et de monadoïde, citez deux exemples d'espèces d'Algues se rapportant à chaque cas. 10-A partir d'un exemple précis, justifiez le terme de Ptéridophyte attribué par LINNÉ à ce groupe de végétaux. 11-A partir d'un exemple précis, justifiez le terme d'akène attribué à certains fruits. 12-Quel est le sens étymologique du mot périanthe? 13-En quoi les Bryophytes semblent-ils se rapprocher des plantes supérieures? 14-A partir d'un exemple précis, montrez que les Bryophytes peuvent aussi se rapprocher des Thallophytes. 49 TROISIEME SÉRIES D'EXERCICES : ÉTUDES EXPÉRIMENTALES PREMIERE EXPÉRIENCE Chez la Tulipe, une plante bisexuée ou hermaphrodite, lorsque toutes les pièces florales sont présentes, il y a possibilité de fécondation. Quand on procède à l'ablation des sépales seuls ou des pétales seuls ou des sépales et des pétales simultanément (voir figure 155), dans ces trois cas les fleurs amputées donnent des fruits et des graines. DEUXIEME EXPÉRIENCE Procéder à l'ablation des étamines non mûres, ensacher les fleurs ainsi castrées dans un sachet de gaze fine (figure 156), à maturité des pistils, soulever le sachet de gaze qui recouvre la moitié du nombre de fleurs ayant subi la castration mâle (ablation des étamines) et déposer à l'aide d'un pinceau, sur leur stigmate, du pollen prélevé sur les étamines de fleurs normalement développées, l'autre moitié de fleurs castrées ne recevant rien et leurs pistils restant isolés (ensachage): les fleurs pollinisées au pinceau fructifient et grainent. Les fleurs maintenues isolées, non pollinisées, ne fructifient pas, ne produisent pas de graines. TROISIEME SÉRIE D'EXPÉRIENCE Procéder à l'ablation du pistil, castration femelle (figure 157), les fleurs ne fructifient pas, ne grainent pas. Quelle conclusion se dégage dans chacune de ces trois expériences? QUATRIEME SÉRIE D'EXERCICES : TABLEAU A COMPLÉTER TABLEAU 1 Faites correspondre au nom vulgaire en français, le nom scientifique de l'espèce, sa famille et une caractéristique morphologique principale portant sur l'un quelconque de ses organes. Nom vulgaire Taro Ail Samba Gombo Cocotier Parasolier Petit piment Pomme de terre Patate douce Liane réglisse Nom scientifique Famille Caractéristique morphologie 50 TABLEAU 2 Complétez le tableau, en indiquant, pour chaque espèce, l'embranchement (Bactérie, Cyanophyceae, Algues, Champignons, Lichens, Bryophytes, Ptéridophytes ou Spermaphytes) ainsi qu'une caractéristique morphologique. Nom scientifique Embranchement Morphologie Scenedesmus quadricauda Cola nitida Lentinus tuber-regium Vibrio cholerae Polytrichum sp. Closterium sp. Nostoc sp. CINQUIEME SÉRIE D'EXERCICES : QCM Cochez par une croix la case appropriée de la grille-réponse. Ne cocher qu'une seule case par question. Ne pas utiliser de crayon. Ne pas barrer les lettres, mais porter une croix devant la lettre correspondant à la case appropriée. 1-Parmi les racines suivantes, quelles sont celles qui possèdent un géotropisme négatif? A=Rhizophore; B=Pneumatophore; C=Racines échasses 2-La racine principale est une racine adventive. A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis 3-Plusieurs espèces produisent des tubercules 1: Daucus carotta; 2: Manihot esculenta; 3: Dioscorea alata; 4: Xanthosoma mafaffa; 5: Solanum tuberosum. Quels sont les tubercules qui sont d'origine caulinaire? A=1,2,3; B=2,3,4; C=1,3,5; D=3,4,5; E=2,4,5. 4-Indiquer parmi les racines ci-après, celles qui ont la même signification. 1: racine adventive; 2: Racine pivotante; 3: Racine latérale; 4: Racine échasse; 5: Rhizophore; 6: Pneumatophore. A=1,2; B=1,3; C=2,3; D=1,4; E=5,6; F=3,6. 5-Les écailles que l'on rencontre sur certaines tiges souterraines sont des : A=Feuilles; B=Bourgeons; C=fleurs. 6-Parmi les organes suivants, indiquer ceux qui ont une croissance plagiotrope. A=Bulbe; B=Stipe; C=Chaume; D=Rhizome. 7-parmi les espèces suivantes, indiquer celles qui ont des racines échasses. A=Ficus polita; B=Mitragyna sp.; C=Ancistrocladus barteri; D=Uapaca esculenta 8-L'élément représenté sur la figure 158 est : A=Rameau; B=Une feuille simple; C=Une feuille composée Pennée ; D=Une feuille composée bipennée; E=une feuille composée digitée. 9-Ce qui est encadré sur la figure 159 représente : A=Un rameau; B=Une feuille; C=Une branche; D=Une tige. 10-Quel nom porte la partie encadrée de la figure 160? A=Foliole; B=Foliolule; C=Feuille; D=Lobe foliaire. 51 11-Un calice est marcescent lorsque : A=Il se maintient à la base du fruit; B=Il est caduc; C=Il se développe après la fécondation. 12-L'organe reproducteur chez les végétaux supérieurs se nomme : A=gynécée; B=Ovaire; C=Carpelle; D=Pistil; E=Stigmate. 13-La quelle de ces 4 définitions s'accorde avec le connectif? A=Prolongement du filet; B=Pied grêle de l'étamine; C=Partie médiane du pistil; D=loge pollinique. 14-Les différentes parties du fruit sont : A=Epicarpe et graine; B=Mésocarpe et graine; C=Endocarpe et graine; D=Péricarpe et graine; E=Epicarpe + Mésocarpe+ endocarpe. 15-La figure 161 représente: A=Un caryopse; B=Une samare; C=Un méricarpe; D=Un follicule. 16-L'un des fruits de la liste suivante possède un noyau: A=Persea americana; B=Triplochiton scleroxylon; C=Mangifera indica; D=Abelmoschus esculentus. 17-Les fruits secs sont: A=Ceux qui libèrent leurs graines par fente; B=Ceux qui, en réalité ne possèdent pas de mésocarpe; C=Ceux qui deviennent secs après maturation. 18-Parmi les espèces suivantes quelle est celle qui produit des gousses? A=Phaseolus lunatus; B=Abelmoschus esculentus; C=Cola nitida; D=Peterzianthus macrocarpus 19-La figure 162 représente: A=Deux fruits simples; B=Un fruit simple; C=Deux méricarpes séparés; D=Deux méricarpes soudés. 20-L'un des fruits de la liste suivante s'ouvre par une fente : A=Caryopse; B=Drupe; C=Gousse; D=Follicule; E=Baie. 21-Chez les Muscinées, la coiffe est un élément ayant pour origine: A=Le gamétophyte; B=Le sporophyte; C=Sans avis. 22-Les ribosomes ont une composition chimique semblable à celle de: A=Mitochondrie; B=Appareil de Golgi; C=Chloroplaste; D=Nucléole; E=Ergastoplasme. 23-Le tonoplaste fait partie: A=De la paroi pecto-cellulosique; B=Du plastidome; C=Du chondriome; D=Du dictyosome; E=Du noyau; F=De la vacuole. 24-La séparation totale ou partielle des cellules se fait au cours de: A=Lignification; B=Cutinisation; C=Gélification; D=Minéralisation; F=Subérisation. 25-Il n'y a pas d'organisation unicellulaire chez les: A=Champignons; B=Lichens; C=Algues; D=Bactéries; E=Cyanophyceae. 26-L'unité de systématique c'est: A=La famille; B=La sous-espèce; C=Le genre; D=L'épithète spécifique; E=L'espèce; F=L'embranchement. 27-L'une des espèces de la liste suivante possède un aérenchyme: A=Ficus polita; B=Rhizophora racemosa; C=Avicennia africana; D=Zea mays. 28-On donne 4 définitions; laquelle correspond à la morphologie: A=Etude de l'ensemble des espèces végétales d'une région ; B=Etude descriptive des différentes parties d'une plante ; C=Etude des végétaux ; D=Etude des associations végétales. 29-La division du monde végétal en Protocaryotes, Thallophytes et en Cormophytes, repose sur : A=L'anatomie; B=L'histologie; C=La cytologie; D=L'organographie. 30-Les Rhizophytes et les Trachéophytes désignent le même groupe de végétaux: A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 31-L'espèce Oscillatoria platensis fait partie des : A=Phycophytes; B=Cyanophyceae; C=Ptéridophytes; D=Angiospermes. 32-Les spores de conservation chez certaines Cyanophyceae prennent le nom de : A=Nécridies; B=Hétérocystes; C=Trichomes; D=Akinètes. 33-La figure 163 représente dans la cellule: A=L'appareil de Golgi; B=Le dictyosome; C=Les saccules golgiens; D=L'ergastoplasme. 34-La plante feuillée ne débute pas à la formation de l'œuf chez les: A=Bryophytes; B=Ptéridophytes; C=Spermaphytes; D=Préspermaphytes. 35-Solanum tuberosum et Solanum gilo sont :A=De la même espèce; B=Du même genre; C=Du même épithète spécifique; D=De familles différentes. 36-On donne dans l'ordre hiérarchique les catégories taxonomiques suivantes: A=Espèce; B=Genre; C=Ordre; D=Famille; E=Classe; F=Embranchement. L’une des catégories taxonomiques n’est pas à sa place. Laquelle ? 52 37-On donne 4 pouvoirs séparateurs chez 4 instruments optiques: A=100 µm; B=0,20 µm; C=0,30 µm; D=0,002 µm. Lequel de ces pouvoirs séparateurs est le plus grand? 38-Une substance chimique de la liste ci-après ne fait pas partie des liquides de montage et de conservation-: la quelle? A=liquide de Ringer; B=Glycérine; C=Baume de Canada; D=Formol; E=Acide acétique; F=Vaseline. 39-Dans la liste suivante figure un colorant métachromasique: lequel? A=Vert de Janus; B=Vert de méthyle; C=Solution de bleu de crésyl; D=Bleu de méthylène. 40-L'élément X de la figure 164 est appelé: A=Carpophore; B=Protonéma; C=Spore; D=Capsule; E=Apophyse; F=Coiffe. 41-On donne 3 définitions: 1: Etude des espèces végétales d'une région; 2: Ouvrage où sont recensées et décrites les richesses végétales d'une région; 3: Etude de la flore. Quelle(s) définition(s) se rapportent à la floristique. A=1; B=2; C=3; D=1,2; E=2,3; F=1,2,3. 42-La figure 165 représente: A=Une feuille enroulée en crosse; B=Un bourgeon; C=Un bouton floral; D=Une fleur épanouie. 43-On donne les 3 expressions: 1: Nomenclature binomiale; 2: Binôme linnéen; 3; Combinaison binaire. Ces 3 expressions ont la même signification. A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 44-Sont dépourvus d'appareil conducteur distinct: A=Angiospermes; B=Ptéridophytes; C=Gymnospermes; D=Algues. Trouvez la bonne réponse. 45-Détectez le groupe de végétaux ne faisant pas partie de la liste suivante: A=Bryophytes; B=Monocotylédones; C=Lichens; D=Ptéridophytes. 46-Quel groupe de végétaux ne fait pas partie des Rhizophytes dans la liste suivante. A=Gymnospermes; B=Bryophytes; C=Ptéridophytes; D=Angiospermes. 47-Bien que les deux expressions Spermaphytes et Phanérogames n'aient pas la même signification, elles sont, cependant employées pour désigner le même groupe de végétaux. A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 48-Les nécridies se rencontrent chez les: A=Mycètes; B=Bactéries; C=Algues; D=Cyanophyceae. 49-On désigne par trichome: A=Les flagelles chez les cellules mobiles des Cyanophyceae; B=Les files de cellules des Cyanophyceae; C=Les colonies de cellules des Cyanophyceae. D=La gaine entourant les cellules des Cyanophyceae. 50-La phycocyanine est un pigment que l'on rencontre dans les cellules des Cyanophyceae; elle est de couleur: A=Verte; B=Bleue; C=Rouge. 51-Les cellules fixatrices d'azote chez Anabaena sont: A=Les hétérocystes; B=Les cellules à pigments; C=Les akinètes. 52-On distingue un appareil conducteur différencié chez: A=Les Ptéridophytes uniquement; B=Les Bryophytes uniquement; C=Les Spermaphytes uniquement; D=Les Bryophytes et les Ptéridophytes; E=Les Ptéridophytes et les Spermaphytes. 53-Le noyau existe chez les: A=Akènes; B=Follicules; C=Baies; D=Drupes. 54-On donne Spondias mombin Linné (Anacardiaceae). Le terme Linné désigne: A=L'espèce; B=Le genre; C=Le nom de l'auteur; D=L'épithète spécifique. 55-La paroi des cellules n'est pas faite de cellulose chez les: A=Champignons; B=Bryophytes; C=Ptéridophytes; D=Spermaphytes. 56-Le liquide de Bouin est: A=Un colorant; B=Un mélange de fixateurs; C=Un liquide de montage. 57-Le microscope électronique utilise un système de lentilles de verre grossissant l'image des objets de 1.500 à 500.000 fois et exceptionnellement 1.000.000 de fois. A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 58-On donne 4 colorants; A=Chlorure de zinc; B=Bleu de méthylène; C=Pyronine; D=Vert de Janus. Lequel colore la cellulose en bleu? 59-La partie de la paroi pecto-cellulosique qui se met en place lors de la cytodiérèse c'est la: 1: Lamelle moyenne; 2: Membrane primaire; 3: Membrane secondaire; 4: Membrane tertiaire. A=1,2; B=3,4; C=1,3; D=1,4; E=2,3; F=3,4. 60-Partie de la paroi pecto-cellulosique qui contient à la fois cellulose, hémicellulose et pectine: A=Lamelle moyenne; B=Membrane primaire; C=Membrane secondaire; D=Membrane tertiaire. 61-Observez la figure 166 ; il s'agit de: A=Rameau; B=Branche; C=Feuille simple; D=feuille composée pennée; E=Feuille composée bipennée; F=Feuille composée digitée. 53 62-la figure 167 se rapporte à une feuille: A=Simple; B=Composée pennée; C=Composée digitée. 63-Sur la figure 168, la partie encadrée représente: A=Un rameau; B=Une feuille composée; C=Des feuilles simples; D=Une branche. 64-Les tépales constituent l'ensemble des sépales et des pétales: A=Vrai; B=Faux 65-Voici différents types de déhiscence de l'anthère. A=déhiscence par fente; B=Déhiscence par pore; C=déhiscence par clapet. Laquelle de ces trois types de déhiscences est désignée sous l'expression de déhiscence valvaire? 66-Les différentes parties d'un fruit sont : A=Epicarpe et graine; B=Mésocarpe et graine; C=Endocarpe et graine; D=Péricarpe et graine. 67-L'enveloppe de la graine est coriace dans les fruits suivants: A=Baies; B=Akènes; C=Follicules; D=drupes; E=Capsules. 68-Parmi les espèces suivantes, qu'elle est celle qui produit des gousses? A=Phaseolus lunatus; B=Abelmoschus esculentus; C=Cola nitida; D=Combretum racemosum. 69-Dans la liste suivante figure un type de fruit s'ouvrant par une fente: A=Caryopse; B=Drupe; C=Gousse; D=Follicule; E=Baie. 70-On rencontre des valves dans les: A=Fruits bacciformes; B=Fruits drupacés; C=Fruits capsuloïdes; D=Fruits akénnoïdes. 71-On nomme pédoncule: 1:Le pied de la fleur; 2: Le pied du fruit; 3: Le pied de la feuille; 4: Le pied de l'étamine. A=1,2; B=1,3; C=1,4; D=2,3; E=2,4; F=3,4. 72-Dans les fruits charnus, les termes mésocarpe, chair et pulpe ont la même signification. A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 73-Le fruit de Cocos nucifera est un fruit sec: A=Vrai; B=Faux; C=Sans avis. 74-Les pyxides sont avant tout des: A=Méricarpes isolés; B=Capsules; C=Follicules; D=Akènes. 75-Organe souterrain, tubérisé, possédant des bourgeons: A=Bulbes; B=tubercules racinaires; C=Tubercules caulinaires; D=Rhizomes. 76-On donne les espèces suivantes: A=Musa paradisiaca; B=Daucus carotta; C=Passiflora indica; C=Solanum tuberosum; L'une de ces trois espèces est apparemment acaule; laquelle? 77-La tige du bananier Musa sp. Est: A=Un stipe; B=Un rhizome; C=Un chaume; D=Un stolon. 78-Quel nom porte la partie encadrée de la figure 169? A=Foliole; B=Foliolule; C=Feuille; D=Lobe foliaire. 79-Laquelle de ces 4 définitions s'accorde avec le connectif? A=Prolongement du filet; B=Pied grêle de l'étamine; C=partie médiane du pistil; D=Base de la loge pollinique. 80-Les akènes membraneux portent le nom de: A=Caryopse; B=Nucule; C=samare; D=Schizocarpe. 54 TABLEAU-GRILLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F 55 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F 56 Fig. 145 Fig. 142 Fig. 144 Fig. 143 Fig. 146 57 a b c d e Fig. 147 58 Fig. 148 Fig. 150 Fig. 149 59 Fig. 151 Fig. 152 60 Fig. 153 Fig. 154 Fig. 157 Fig. 155 Fig. 156 61 Fig. 159 Fig. 158 Fig. 160 Fig. 161 Fig. 162 Fig. 163 Fig. 164 62 Fig. 165 Fig. 166 Fig. 167 Fig. 168 Fig. 169 63 SIXIEME SÉRIE D'EXERCICES : EXERCICES NON CORRIGÉS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Par quel autre terme désigne-t-on les Muscinées ? Qu’elle est l’origine de la coiffe chez les Muscinées ? Par quel phénomène biologique se fait le passage du gamétophyte au sporophyte chez ces plantes ? Indiquez le type de racine chez ces plantes. Quel nom portent encore les cellules imparfaites ? Donnez 3 caractéristiques fondamentales de ce type de cellules. Quelle est la composition chimique de la membrane primaire ? Au cours de quelle modification chimique de la paroi pecto-cellulosique se fait la séparation totale ou partielle des cellules ? 9. Faites le schéma annoté d’une feuille composée digitée trifoliée 10. Après avoir indiqué les critères de classification des fruits, citez 3 exemples d’espèces de plantes produisant des fruits bacciformes 11. Qu’est ce qu’un fruit composé ? Citez 2 exemples d’espèces de plantes dans ce cas. 12. Comment distinguez-vous une foliole d’une feuille ? 13. Avec schémas à l’appui, montrez qu’une foliole n’est toujours pas une penne. 14. Que traduit l’expression « Fleur jaune » ? 15. Menez une étude comparative des organites cellulaires comportant de l’ADN. 16. Notions de polymorphisme caulinaire et foliaire chez les Trachéophytes (schémas et exemples de taxons à l’appui). 17. Quelles sont les caractéristiques morphologiques distinctives des Desmidiaceae ? 18. Pourquoi dit-on que la paroi pecto-cellulosique est une muraille de protection non hermétiquement fermée ? 19. Schéma annoté d’un rameau à feuilles décussées. 20. Nommez les organites cellulaires qui comportent des saccules et indiquez leurs rôles respectifs. 21. Qu’appelle-t-on en réalité barbe de maïs dans le langage courant ? 22. Citez 3 exemples de taxons angiospermiens à fleurs hermaphrodites. 23. Menez une étude de la morphologie foliaire chez les Cormophytes. 24. En quoi la fleur est-elle comparable à une feuille modifiée ? 25. Notion de faux fruits. 26. Citez par leur nom scientifique 4 exemples de plantes ayant des racines adventives : précisez la Famille 27. Organographie du palmier à huile. 28. Pourquoi dit-on que la racine pivotante est avant tout une racine adventive ? 29. Citez un type de racine à géotropisme négatif. 30. Après avoir schématisé un filament de Nostoc sp. (Nostocaceae), indiquez : les cellules particulières, leur morphologie, leur rôle, la nature et les types de granulations cellulaires. 31. Morphologie comparée de Rhizopus nigricans et Aspergillus sp. 32. Les tiges orthotropes : définition et 4 exemples d’espèces de plantes à l’appui (donnez le nom scientifique et précisez la famille des taxons cités). 33. Quelle différence faites-vous entre racines lianes et racines étrangleuses ? 34. Qu’est ce qu’un stipe ? 35. Qu’appelle-t-on péponide ? 36. Notion de colorants métachromasiques et 3 exemples à l’appui. 37. Qu’appelle-t-on Algue monadoïde ? Citez 3 exemples d’espèces dans ce cas ; 38. Qu’appelle –t-on Mousse acrocarpe ? 39. Les types de racines classées selon leur catégorie : citez un exemple à l’appui. 40. Les tiges plagiotropes : définition et exemples d’espèces à l’appui (précisez la famille). 41. Montrez par un schéma la distinction entre membrane et paroi pecto-cellullosiques. 42. Comment reconnaissez-vous une feuille ? 43. En quoi les Bryophytes semblent-ils se rapprocher des plantes supérieures ? 44. Les lianes : caractéristiques morphologiques. 45. Notion de stolons et 3 exemples d’espèces de plantes à l’appui. 64 CORRECTION DES EXERCICES D'APPLICATION PREMIERE SERIE D'EXERCICES: TITRES-ANNOTATIONS 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) Titre et annotation des figures 142, 143 et 144. Annotation de la figure 145 Titre et annotation de la figure 146 Schéma de la sphère pédonculée (page 93) Classification: b, d, c, a, e. -Nom de l'espèce: Nephrolepis biserrata (Davalliaceae) -Embranchement: Ptéridophytes -Annotation du schéma c. Figure 148 : Portion de tige de Adenia lobata (Passifloraceae) Lentinus tuber-regium (Pleurotaceae); embranchement: Champignons Xanthosoma mafaffa (Araceae) Fig. 151 : Coupe longitudinale dans une fleur Fig. 152 : Baie. DEUXIEME SERIE D'EXERCICES: QUESTIONS-REPONSES 1) C'est parce que le suc vacuolaire n'a pas la même concentration en passant d'une cellule à l'autre. 2) La classification des fruits repose à la fois sur: -l’importance ou le développement du mésocarpe (f. charnus ou secs) -le mode de libération des graines -la consistance de l’endocarpe (membraneux ou dur) -le nombre d’ovaires fécondés 3) Les indices aidant à distinguer les types de feuilles: -la présence d'un bourgeon axillaire -le degré de découpure du limbe par rapport à la nervure principale -le mode d'insertion des folioles sur le rachis (ou nervure principale). 4) cette structure est une cellule; elle comporte en effet les trois éléments fondamentaux caractéristiques que sont la membrane, le noyau et le cytoplasme dans lequel baignent les organites cellulaires (vacuole, paramylon, chloroplaste: voir schéma). 5) les organites cellulaires comportant des saccules: -le réticulum endoplasmique: réseau de collecte, de transport et de distribution de matière au sein de la cellule -l'appareil de Golgi: servant de matière première à l'élaboration du phragmoplaste, il assure l'exportation de matières vers d'autres cellules. 6) Fig. 154: Zea mays (Poaceae) Les caractéristiques de chaque type d'éléments: -racines échasses et fasciculées -tige creuse (chaume) -feuilles simples -fleurs groupées en inflorescences indéfinies ou botrytiques, inflorescences spiciformes ou en épi -fruit sec indéhiscent (caryopse). 7) cellules particulières chez certaines Cyanophyceae: akinètes et hétérocystes -Les akinètes, formés par épaississement de la membrane dans les conditions défavorables de vie, sont de grosses cellules granuleuses. -Les hétérocystes, en position terminale ou intercalaire, sont des cellules vides, plus petites que les akinètes. 8) Une gaine protège le trichome ou file de cellules chez Lyngbya alors que chez Oscillatoria, le trichome est dépourvu de gaine. 65 9) Coccoïde=Immobile. Monadoïde=Mobile. Exemples d'Algues coccoïdes -Closterium sp. (Closteriaceae) -Cosmarium sp. (Desmidiaceae). Exemples d'Algues monadoïdes -Euglena sp. (Euglenaceae) -Chlamydomonas sp. (Chlamydomonadaceae). 10) Chez Nephrolepis biserrata, fougère du palmier à huile, les pennes sont disposées de part et d’autre du rachis comme les barbes de plumes d'oiseau. Chez les Ptéridophytes, les feuilles ou frondes ressemblent à des ailes étalées d'oiseau, ce qui justifie le terme de Ptéridophytes constitué de deux vocables: Pteris (grec)=Aile et Phuton (grec)=Plante; Le terme ptéridophyte signifie donc plante aileuse. 11) Le fruit de Zea mays ne s'ouvre pas. C'est un akène; Le terme akène dérive de deux vocables qui sont: A (grec)=Privatif et Klainen (grec)=S'entrouvrir. 12) L'expression périanthe comporte deux mots: Péri (grec)=Autour et Anthos (grec)=Fleur. Le périanthe c'est donc la partie de la fleur qui entoure ou protège les pièces fertiles. 13) Une Mousse (Bryophyte) semble présenter le même plan d'organisation qu'une plante supérieure; On distingue en effet une tige dressée, des feuilles régulièrement insérées. C'est une ressemblance superficielle et purement morphologique. 14) Chez les Hépatiques par exemple, li n'y a pas de tiges feuillées mais un corps aplati, rubané, comparable au thalle des thallophytes. TROISIEME SÉRIE D'EXERCICES: ETUDES EXPÉRIMENTALES PREMIERE EXPÉRIENCE Sépales et pétales ne sont pas nécessaires à la fructification (donc à la fécondation); ce sont des pièces stériles (pièces non reproductrices). DEUXIEME EXPÉRIENCE La fécondation nécessite des grains de pollen ainsi que leur transfert (transport) sur le pistil (pollinisation). TROISIEME EXPÉRIENCE -Nécessité du pistil pour la fécondation. Pistil=Organe reproducteur femelle. Le pollen et le pistil sont indispensables à la fécondation donc à la formation des fruits et des graines. -La pollinisation, arrivée du grain de pollen sur le stigmate, est une condition nécessaire à la fécondation. 66 QUATRIEME SÉRIE D'EXERCICES: TABLEAU A COMPLÉTER TABLEAU 1 Nom vulgaire Nom scientifique Famille morphologie Taro Colocasia esculenta Araceae Tige=Rhizome Ail Allium cepa Liliaceae Tige=Bulbe Samba Triplochiton scleroxylon Malvaceae Fruit=Samare Gombo Abelmoschus esculentus Malvaceae Fruit=Capsule Cocotier Cocos nucifera Arecaceae Fruit=Drupe Parasolier Musanga cecropioides Urticaceae Racines échasses Petit piment Capsicum frutescens Solanaceae Fruit=Baie Tubercules caulinaires Pomme de terre Solanum tuberosum Solanaceae Patate douce Ipomoea batatas Convolvulaceae Tige=Stolon Liane réglisse Abrus precatorius Fabaceae Fruit=Gousse TABLEAU 2 Nom scientifique Embranchement Morphologie Scenedesmus quadricauda Algues Unicellulaires coenobiales Cola nitida Spermaphytes Arbres à fleurs Lentinus tuber-regium Champignons Chapeau, sclérote Vibrio cholerae Bactéries Bactérie incurvée Polytrichum sp. Bryophytes Gamétophyte=plante feuillée Closterium sp. Algues Unicellulaires coccoïdes Nostoc sp. Cyanophyceae Pluricellulaire filamenteuse 67 Fig. 145 Fig. 142 Fig. 144 Fig. 143 Fig. 146 68 Fig. 148 Fig. 150 Fig. 149 69 Fig. 153 Sphère pédonculée Fig. 147 : Prothalle de fougère Fig. 151 : C.L. d’une fleur 70 CINQUIEME SÉRIE D'EXERCICES: QCM TABLEAU-GRILLE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 A AX A A AX A A A A AX AX A AX A A A A AX A A AX A A A A A A A A AX A A A AX A A A A A A A A AX A A A BX B B BX B B B B BX B B B B B BX B BX B B B B B B B BX B B BX B B BX B BX B BX B B B B B B B B B B BX C C C C C C C CX C C C C C C C CX C C CX C C C C CX C C CX C C C C C C C C CX C C CX C C CX C C CX C D D DX D D DX DX D D D D DX D DX D D D D D DX D DX D D D D D D DX D D DX D D D D DX D D D D D D DX D D E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E EX E E E E E E E E E E E EX E EX E E E E E E F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F FX F F F F F F F F F F F F F F F F F FX F F F F F 71 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 . AX A A A AX A A A AX A A AX AX A A AX AX A A A A AX A A AX AX A A A A A AX AX A B B BX BX B B B B B BX BX B B BX B B B BX B B B B B B B B BX BX B BX BX B B B C C C C C C C CX C C C C C C C C C C CX C C C C CX C C C C CX C C C C CX D DX D D D D DX D D D D D D D DX D D D D DX DX D DX D D D D D D D D D D D E E E E E EX E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F 72 BIBLIOGRAPHIE A.C.C.T., 1980. Médecine traditionnelle et pharmacopée, contribution aux études ethnobotaniques et floristiques au Togo. Edition de l'Agence de Coopération Culturelle et Technique. Pages 114, 144, 214, 236 et 283. AKÉ ASSI L., 1984. Flore de la Côte-d’Ivoire : étude descriptive et biogéographique, avec quelques notes ethnobotaniques. Thèse de Doctorat d’Etat, Université d’Abidjan, F.A.S.T., N° d’ordre : 008/84, 1206 p. AKÉ-ASSI L., 2001. Flore de la Côte-d’Ivoire: catalogue systématique, biogéographique et écologique. 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