BLOC 1 bachelier en Sciences biologiques · L’examen pratique porte sur la matière vue au cours théorique et aux TP. Lors de cet examen, ... fougères, gymnospermes et ... Pour

Eléments de botanique

Travaux pratiques

- BLOC 1 bachelier en Sciences biologiques

Année académique 2016-2017

Professeur : D. Michez

Assistante : E. Hennebert

TP d’éléments de botanique – 1er bachelier en Sciences biologiques

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1. Introduction générale

L’objectif des travaux pratiques du cours d’élément de botanique est d’illustrer le cours

théorique. Deux types d’exercices seront réalisés. Le premier consiste en la réalisation d’un

herbier de 30 planches construites entièrement par l’étudiant. Ce travail permet de s’initier à

la botanique de terrain et à la détermination des plantes au moyen d’une flore. La seconde

partie de la formation est réalisée au cours de 7 séances de travaux pratiques organisées en

laboratoire. Elles ont pour objectif d’initier l’étudiant à la diversité du règne végétal (sensu

lato). Les TP se traduisent par la réalisation d’une farde reprenant l’ensemble des

observations et évaluations. De plus, au cours des séances en laboratoire, des interrogations

seront organisées au sujet de la matière théorique relative à la séance. Une étude attentive de

la matière avant la réalisation du TP est donc une condition essentielle pour réussir

correctement cet exercice. Les notes des interrogations sont intégrées dans la note de la farde

de TP.

L’examen pratique porte sur la matière vue au cours théorique et aux TP. Lors de cet

examen, l’étudiant doit être capable de refaire les observations réalisées au cours des séances

en laboratoire (par exemple déterminer, représenter et légender une partie de plante) et de

déterminer une plante à l’aide d’une flore de référence.

La cotation pour la partie pratique du cours d’élément de botanique s’établit de la manière

suivante :

20% pour la réalisation de l’herbier

20% pour la farde de TP

60% pour l’examen pratique

1.1. Matériel personnel

Matériel à acquérir :

- Brucelles

- Aiguilles montées

- Scalpel

- Lame de rasoir

- Compas

- Petite règle ou équerre

- Papier millimétré

- Crayon ordinaire et taille crayon

- Crayon de couleur

- Gomme

- Flore de référence : Lambinon, J., De Langhe, J.-E., Delvosalle, L., Duvigneaud, J.

Nouvelle flore de la Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des

régions voisines. Editions du Patrimoine du Jardin botanique national de Belgique.

- Loupe de terrain pour les excursions et les identifications

- Farde

- Feuilles


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1.2. Matériel distribué par l’assistant

- Lames porte-objet

- Lamelles couvre-objet

- Pipette pasteur

- Verre de montre

1.3. Matériel d’observation

1.3.1. Binoculaire

Description

La loupe binoculaire est composée d’un statif portant une crémaillère sur laquelle se trouve

deux oculaires. La crémaillère est commandée par une vis bilatérale qui permet le

déplacement vertical des oculaires. Un support en verre muni de valets est destiné à recevoir

le matériel à observer.


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Utilisation

L’acuité visuelle différant souvent entre les yeux d’une même personne, un réglage adapté à

la vue de chacun est nécessaire. Ce réglage, une fois réalisé, reste valable pour l’ensemble des

observations de la séance. Il s’effectue en deux étapes par une mise au point sur du papier

quadrillé. La première mise au point est effectuée avec l’oculaire fixe en agissant sur la

crémaillère. La seconde mise au point est réalisée, avec l’autre œil, uniquement avec

l’oculaire réglable par rotation de sa bague filetée. L’écartement des oculaires doit être ajusté.

La mise au point ultérieure, sur un objet à examiner, est effectuée par simple déplacement de

la crémaillère. Un bon réglage de l’objet est indispensable.

1.3.2. Microscope

Description


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Utilisation

1. Allumer la lampe sous le microscope.

2. Déposer la lame porte-objet sur la platine, l’insérer sous les valets.

3. Utiliser l’objectif 3,5x.

4. Centrer la préparation sous l’objectif.

5. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme avec la manette du

diaphragme.

6. Effectuer la mise au point en montant la platine jusqu’à la butée avec la vis bilatérale de la

crémaillère (sans regarder par l’oculaire). Ensuite, l’œil à l’oculaire, descendre la platine

au moyen de la vis bilatérale jusqu’à voir apparaître l’image et jusqu’à dépasser

légèrement la mise au point. Ces opérations s’effectuent en vitesse rapide. Tourner alors la

vis en sens inverse afin d’affiner la mise au point en vitesse lente.

7. Explorer la préparation puis centrer l’objet à observer.

8. Mettre en place l’objectif 10x.

9. Effectuer la mise au point.

10. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme et l’éloignement du

condenseur.

11. Explorer la préparation puis centrer l’objet à observer.

12. Mettre en place l’objectif 40x.

13. Effectuer la mise au point.

14. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme et l’éloignement du

condenseur.

1.4. Représentation

Deux types de représentations sont principalement utilisés : le dessin et le schéma. Le

diagramme floral est un type particulier de schéma exclusivement réservé à la description des

composantes florales (voir TP 5 et 7).

Dans tous les cas, les représentations doivent être claires et suffisamment grandes (ne pas

hésiter à utiliser une page entière).

1.4.1. Dessin

Principe

Le dessin est une représentation fidèle de l’objet. Il est réalisé à main levée au crayon, les

traits doivent être fins et nets. L’utilisation de crayons de couleurs est interdite. Les hachures

et les noircissements sont également proscrits. Le dessin s’accompagne toujours d’une

légende précise (ligne de rappel) et d’une échelle. Le choix de l’échelle conditionne la

représentation des détails. L’utilisation d’un effet de zoom permet de cantonner les dessins de

détails à une partie restreinte de l’objet en utilisant une échelle plus grande.

En morphologie, lorsque le dessin est partiel, il faut interrompre les organes incomplètement

représentés par deux segments parallèles pointillés. En anatomie, les tissus et les cellules

peuvent être interrompus de la même façon.


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Echelle

- Echelle numérique

L’échelle est indiquée sous forme d’un rapport simple.

E = dimension de l’objet représenté / dimension de l’objet réel

- Echelle graphique

L’échelle consiste en un segment correspondant à x unités dans la réalité.

En microscopie, le calcul de l’échelle utilise le diamètre du champ optique, fonction de

l’objectif utilisé.

Objectif 3,5x présente un diamètre de 4000µm.

Objectif 10x présente un diamètre de 1400µm.

Objectif 40x présente un diamètre de 350µm.

Convention

En anatomie, des conventions de traits clarifient la représentation des parois des cellules et

renseignent sur le type et la nature de leurs épaississements.

- Paroi primaire :

Cellulose : trait simple entre deux cellules voisines

- Paroi secondaire :

Cellulose : deux traits entre deux cellules

Lignine et subérine : trois traits entre deux cellules voisines

X unité


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Cutine : trait continu

1.4.2. Schéma

Le schéma est une représentation symbolique, sans que la notion d’échelle n’intervienne. Le

choix des symboles est essentiel, il s’agit le plus souvent de formes géométriques simples. Le

schéma est également réalisé au crayon, mais à l’aide d’instruments. La légende qui

accompagne le schéma consiste en une liste des symboles utilisés suivis de la signification de

leur sens. La signification des symboles peut être aussi directement précisée par des lignes de

rappel.

1.4.3. Comparaison entre dessin et schéma

a) Exemple en histologie : coupe transversale dans un organe cylindrique

- Dessin d’une portion de la coupe :

Tissu A formé de cellules dont la paroi secondaire est composée principalement de lignine.

Tissus B et D formés de cellules ne présentant pas d’épaississement secondaire.

Tissu C formé de cellules dont la paroi secondaire est composée principalement de cellulose.


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- Schéma :

b) Feuille composée pennée de Rosa sp.

- Dessin :


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- Schéma:

= pétiole

= rachis

= pétiolule

= foliole

= stipule

ou


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1.5. Ouvrages de référence

Bastin, De Sloover, Evrard et Moens, 1996. Flore de la Belgique, 4ème édition. Ed. Artel,

Namur, 359 pp.

Blamey et Grey-Wilson. La flore d’Europe occidentale.

Bon, 1988. Champigons d’Europe occidental. Ed. Arthaud. 368 p.

Courtecuisse et Duhem, 2000. Guide des champignons de France et d’Europe. Ed.

Delachaux et Niestlé, Paris. 476 pp.

Dulière, Tanghe et Malaisse, 1995. Répertoire des groupes écologiques du fichier

écologique des essences.

Judd, Campbell, Kellogg et Stevens, 2002. Botanique systématique, une perspective

phylogénétique. Ed. De Boeck, Bruxelles, 467 pp.

Lambinon, De Langhe, Delvosalle et Duvigneaud. Nouvelle flore de la Belgique, du G.D.

de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Editions du Patrimoine

du Jardin botanique national de Belgique.

Raven, Evert et Eichhorn, 2000. Biologie végétale. Ed. De Boeck Université, Bruxelles, 940

pp.

Roland et Vian, 1997. Atlas de biologie végétale, tome 1 : organisation des plantes sans

fleurs. Ed. Masson, Paris, 136 pp.

Spichiger, Savolainen, Figeat et Jeanmonod, 2002. Botanique systématique des plantes à

fleurs, une approche phylogénétique nouvelle des Angiospermes des régions

tempérées et tropicales. Ed. Presses polytechniques et universitaires romandes,

collection biologie, Lausanne, 413 pp.

1.6. Responsabilité et ordre

Chaque étudiant est responsable du matériel mis à sa disposition. Toute défectuosité, tous bris

de matériel, toute disparition, doivent être immédiatement signalés.


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2. Herbier : mode opératoire

2.1. Consignes

Dans le cadre des Travaux Pratiques du cours d'éléments de botanique, il est demandé aux

étudiants de réaliser un herbier comprenant 30 planches dont :

- Un maximum de :

3 Dicotylédones ligneuses (arbres ou arbustes) indigènes. Les arbres de parcs ou

de jardins sont exclus. Concrètement, cela signifie que l'étudiant récoltera ses

espèces ligneuses en forêt.

- Un minimum de :

1 Bryophytes

1 Ptéridophytes

1 Gymnospermes

2 Poaceae

2 Asteraceae

25 familles végétales

Les prêles, fougères, gymnospermes et angiospermes devront être présents dans la

"Nouvelle flore de la Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des régions

voisines", qui constitue l'ouvrage de référence utilisé aux TP. Si cette flore n’est pas

disponible, les étudiants pourront utiliser la flore suivante : Bastin, De Sloover, Evrard et

Moens, 1996. Flore de la Belgique, 4ème édition. Ed. Artel.

Les végétaux devront être identifiés jusqu'au niveau spécifique.

Pour les mousses et les hépatiques l'identification au niveau d'un rang taxonomique

supérieur (embranchement ou classe) est suffisante.

L’accent doit être mis sur la diversité. Un herbier doit comprendre 25 familles différentes.

2.2. Récolte du matériel végétal

La plante devra toujours être en floraison ou en fructification. Les fleurs ou les fruits devront

être présents sur la planche. Pour les espèces herbacées, la plante entière (racines y compris)

sera prélevée.

Les plantes seront récoltées dans des milieux variés. Pour chaque plante récoltée, les

informations suivantes seront de suite consignées dans un carnet de terrain : date et

localisation précise, le biotope (forêt de feuillus, bord de route, prairie, haie, etc.), pente et

exposition, type de sol (remblais, sable, limon, etc.), composition de la végétation

environnante (nombre de strates, autres espèces connues, etc.). Deux ou 3 exemplaires de

chaque espèce seront ramenés au bureau si l'espèce n'a pu être déterminée avec certitude sur

le terrain.


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Une loupe de poche pliante est souvent nécessaire pour l'observation du matériel en

vue de la détermination sur le terrain.

Remarques :

- Ne pas prélever dans les Réserves Naturelles.

- Ne pas prélever d'espèces protégées.

- Les ligneux seront représentés par un rameau feuillé (pas simplement une feuille).

2.3. Séchage des échantillons

Le matériel est placé entre 2 feuilles de papier journal (+/- aux dimensions de la planche de

montage final) et mis sous presse (2 planches de bois surmontées d'un poids lourd suffisent).

Les exemplaires de grande taille seront pliés "en accordéon". Le papier sera changé plusieurs

fois si nécessaire, fréquemment si la récolte a eu lieu un jour de pluie ou pour des plantes des

milieux humides. Une semaine de séchage suffit en général.

Cas particulier des champignons :

Certains champignons pérennes (récoltés sur des troncs d'arbre par exemple) conservent leur aspect en herbier,

ils ne nécessitent aucun traitement préalable. Cependant la majorité des espèces pourrissent très rapidement une

fois récoltées. Dans ce cas, l'étudiant en réalisera une description sommaire (forme, couleur, odeur

particulière,…) et le séchera rapidement (sur un radiateur par exemple). Une fois sec il sera placé dans un sachet

de type cellophane (disponible chez l'assistant) pour conservation. On parle d'excicatat.

Facultatif : la couleur des spores étant un critère fondamental pour l'identification des champignons à lames,

l'étudiant pourra tenter de réaliser une "sporée". Dès la récolte, l'exemplaire est placé sur une feuille de papier

blanc, le chapeau séparé du pied et posé "lames contre la feuille". L'ensemble est enfermé dans une feuille

aluminium. Après quelques heures, si l'exemplaire est "mâture", les spores présentes sur les lames se déposent

sur le papier. On peut alors en noter la couleur.

2.4. Mise en herbier

Lorsque le végétal est sec, il peut être monté définitivement. Sur une planche ne peut

apparaître qu'un individu, ou plusieurs individus de la même espèce récoltés le même jour sur

la même station. Les exemplaires de grande taille peuvent être pliés. Il sera fixé à l'aide de

petites bandelettes blanches. Des éléments trop volumineux (racines, bulbes..) pourront être

coupés longitudinalement. Des éléments détachés (aiguilles de conifères, fruits, fleurs...)

peuvent être placés dans une petite enveloppe ou un petit sac plastique collé sur la planche.

L'étiquette est collée dans le coin inférieur droit de la planche.

Les plantes séchées sont fixées sur une planche de papier épais (de type bristol), de format

26 x 38 cm (approximativement). Veillez à ne pas vous écarter de ces dimensions de plus de 2

ou 3 cm. La fixation se fait à l'aide de papier gommé ou de petites bandes d'adhésif blanc (pas

de papier collant "classique"). Une étiquette sera collée dans le coin inférieur droit de la

planche. Chaque planche est placée dans une double feuille de papier buvard ou autre, de

façon à protéger le végétal et à récupérer les éléments qui pourraient s'en détacher (fruits,

aiguilles....). L'ensemble de l'herbier est maintenu de préférence entre 2 cartons épais, ou

planchettes de bois reliés par des sangles.


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Le bristol et la chemise de protection sont à acheter par l'étudiant. Des herbiers types

seront en vente à l’unité de botanique.

Les déterminations des ptéridophytes (prêles et fougères) et spermatophytes

(gymnospermes et angiospermes) seront réalisées à l'aide de la flore suivante :

LAMBINON, J., DE LANGHE, J.-E., DELVOSALLE, L., DUVIGNEAUD, J. Nouvelle flore de la

Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Editions du

Patrimoine du Jardin botanique national de Belgique.

L'utilisation de flores illustrées et le choix de celles-ci lors de la réalisation de l'herbier

sont laissés à l'appréciation de l'étudiant. Des conseils dans le choix de ces flores peuvent être

obtenus auprès des enseignants.

2.5. Etiquette

Ses dimensions approximatives : 7-10 x 9-12 cm

Elle reprendra les rubriques suivantes :

- Collection (ou Leg.) = nom du propriétaire de l'herbier

- N° = numéro de la planche : 1 à 30

Rappel : ce numéro est donné dès la récolte sur le terrain, il doit "suivre" la plante depuis sa

récolte jusqu'au montage.

- Loc. = localité administrative de récolte.

- Date = date de récolte.

- Pays = peut être abrégé (B. pour Belgique).

- Biotope (ou milieu) = milieu où a été récoltée la plante (forêt de feuillus, vieux mur,

terrain vague, terril, marais, etc...).

- Obs. = observations que vous jugez utiles de signaler pour la détermination de la plante,

et qui n'apparaissent pas sur l'exemplaire. Ex : la couleur originelle des fleurs si elle a

changé au séchage, la taille d'un arbre ou d'un arbuste, une odeur particulière...

Avec la plante séchée et les indications notées dans la rubrique observation, on doit être

capable de re-déterminer l’espèce prélevée.

- Type pol. = type de pollinisation observé ou supposé (anémophile, entomophile, …).

- Type dis. = type de dissémination observé ou supposé (zoochore, anémochore, …).

- Type bio. = type biologique de la plante (terrophyte, chaméphyte, …)

- Famille = famille taxonomique (voir cours). Ex : Ericaceae.

- Nom = Nom latin complet de la plante, à savoir :

Genre + épithète spécifique + Auteur

Ex : Calluna vulgaris (L.) Hull

Notez :

qu’un nom latin ne prend jamais d’accent,


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que le nom de genre commence toujours par une majuscule,

que l’épithète spécifique commence toujours par une minuscule,

qu’il est nécessaire de noter le nom du ou des parrains (descripteur) en

entier. Lorsque le nom est abrégé, l’abréviation est suivie par un point (ex :

L.)

- Nom vern. = nom vernaculaire = nom français Ex. Callune, bruyère commune.

- Det. = Determinavit = Personne qui a déterminé la plante.

Remarques : si une détermination n'est pas certaine, on peut faire précéder le rang taxonomique incertain de

"cf.". Ex. Carex cf. flacca Schreb. signifie que la personne qui a déterminé la plante est certaine qu'il s'agit bien

du genre Carex, mais n'est pas certaine de l'espèce flacca. Si elle n'a aucune idée de l'espèce, elle notera Carex

sp.

La famille et le nom latin complet ne sont demandés que pour les ptéridophytes et

spermatophytes.

Exemple d'étiquette correcte, parmi d'autres, la présentation générale de l'étiquette est laissée

au choix de l'étudiant :

2.6 Compilation des planches d’herbier

Chacune des planches sur lesquelles a été fixée une plante est protégée par un buvard. Ceci

permettra aussi à la plante de continuer à sécher dans l’herbier.

Les planches devront être regroupées par famille et classée par ordre alphabétique. Une

feuille reprenant la liste des espèces mises en herbier, les familles, leur mode de pollinisation,

leur mode de dissémination et leur type biologique, sera annexée à l’herbier.

Familles Espèces Type de

pollinisation

Type de

dissémination

Type biologique

Coll. :

Date : N° :

Loc. : Pays :

Biotope :

Obs. :

Type pol. : Type dis. : Type bio. :

Famille :

Nom. :

Nom vern. :

Det. :


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3. Travaux pratiques en laboratoire

3.1. Réalisation de la farde de travaux pratiques

Une première page de garde (titre, nom et prénom, groupe, année académique) doit figurer

dans la farde des travaux pratiques (TP) du cours d’élément de botanique.

Chaque séance de TP fait l’objet d’un rapport manuscrit. Un rapport couvre la matière vue

sur une séance de TP (4h). Celui-ci reprend la date et le titre général de la manipulation, les

nom et prénom de l’étudiant. Le numéro de paillasse et du matériel optique utilisés doivent

impérativement figurer sur la première page de chaque rapport. Un manquement à cette

consigne sera sanctionné par le retrait de 2 points sur la note totale du rapport. Si le rapport a

été réalisé en binôme ou trinôme, les noms des partenaires doivent aussi être mentionnés sur

le rapport. L’ensemble du rapport doit être structuré, chaque exercice (tableau, dessin, …)

comportant un titre précis et complet. L’ordre de présentation des schémas et des dessins doit

correspondre à celui exposé dans le mode opératoire. Chaque rapport doit être précédé du

mode opératoire correspondant. Les dessins doivent être impérativement accompagnés d’une

échelle. De plus, les dessins et schémas doivent être annotés à l’aide de traits verticaux ou

horizontaux réalisés à la latte.

Les protocoles et les rapports, insérés chronologiquement dans la farde de TP, doivent être

paginés.

Pour faciliter les corrections, il est interdit de placer les pages du rapport dans des fardes

chemises. Un rapport inséré dans des fardes chemises sera sanctionné par une note nulle pour

la totalité du rapport.

Un point sera retiré à la note totale du rapport pour tout manquement relatif aux consignes

citées plus haut, à savoir : indication du partenaire, de la date, des titres, de l’ordre de

présentation des schémas et dessins, du mode opératoire, de la pagination, réalisation des

traits à la latte, et propreté.

La lecture attentive des protocoles est un préliminaire nécessaire à toute

séance de TP. De même, il est demandé aux étudiants de revoir les chapitres

du cours théorique qui seront illustrés aux TP. Avant chaque séance de TP,

les connaissances sur la matière traitée pourront être évaluées. Les

questions de réflexion soumises dans les différents modes opératoires

doivent être complétées avant l’entrée dans le laboratoire. Ceci constitue

une condition nécessaire à la participation et à la cotation de la

manipulation.

3.2. Introduction générale

Il y a +- 4,5 milliards d’année, la croûte terrestre s’est refroidie et solidifiée. La vapeur d’eau,

en se condensant, fut à l’origine des océans. La vie se développa dans ces mers primitives.

Les premiers êtres vivants, microscopiques et unicellulaires, furent des bactéries dont les

Cyanobactéries. Les premiers eucaryotes sont apparus dans ces mers ; ce sont les protistes.

Trois types de lignées se sont diversifiés au sein des eucaryotes : les animaux, les


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champignons et les végétaux au sens large. Les deux dernières seront abordées au cours de

ces travaux pratiques.

Dans le groupe des végétaux au sens large, les Cyanobactéries, puis certains Protistes à

caractère végétal (Algues) ont été les premiers à pratiquer la photosynthèse. Peu à peu,

l’atmosphère s’enrichit en oxygène. Cette étape cruciale permit le développement de la vie

terrestre animale et végétale. Parmi ces premiers végétaux terrestres figurent les Bryophytes.

Ceux-ci ne prirent jamais une forte ampleur. Ils restèrent très tributaires des milieux humides

pour leur croissance et leur développement. Les Ptéridophytes acquirent un système

conducteur particulièrement adapté au milieu terrestre. Seule leur reproduction s’opère encore

dans l’eau. D’autres, appelées Ptéridospermés, « inventèrent » l’ovule ; ces dernières ne sont

plus connues qu’à l’état de fossiles.

Les Gymnospermes sont généralement des arbres dont les organes sexuels aériens

préfigurent la fleur vraie. Ils apparurent à la fin du Carbonifère.

C’est à la fin de l’ère Secondaire qu’apparurent les premières Angiospermes (ou plantes à

fleur). Leurs graines sont enfermées dans un organe clos (fruit). Les Angiospermes occupent

avec succès des milieux écologiques très divers dont les Gymnospermes se trouvent exclus ;

ces derniers subsistent dans les milieux souvent moins favorables comme les zones très

froides (la taïga ou les montagnes).


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3.3 Objectifs

Les cinq premières manipulations ont pour objectif d’illustrer l’évolution de la vie végétale.

Nous étudierons d’abord les procaryotes photosynthétiques (cyanobactéries) et protistes

photosynthétiques (algues sensu lato) ainsi que les champignons. Nous nous focaliserons

ensuite sur l’étude des végétaux « supérieurs » en commençant par les plus primitifs, les

Bryophytes et les Ptéridophytes. La troisième séance sera consacrée aux Gymnospermes. Les

quatre dernières séances permettront de caractériser les Angiospermes. Nous mettrons en

évidence au cours de ces sept séances les « sauts évolutifs » majeurs :

- passage de l’état unicellulaire à pluricellulaire ;

- colonisation de la terre ferme ;

- apparition des tissus vasculaires ;

- indépendance des structures reproductrices vis à vis de l’eau ;


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- apparition de l’ovule et du grain de pollen ;

- apparition de la fleur ;

- apparition du fruit.


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TP1 : Algues et champignons

1. Introduction

Les thallophytes sont un groupe polyphylétique d'organismes non mobiles traditionnellement

décrites comme « plantes inférieures » non vascularisées, sans feuille, ni tige, ni racine,

possédant un corps indifférencié (thalle). Ce groupe inclut certaines bactéries (dont les

Cyanobactéries), les algues, les lichens, les champignons, et parfois les mousses et hépatiques

à thalle.

1.1. Les procaryotes photosynthétiques (Cyanobactéries)

Parmi les Procaryotes photo-autotrophes, les Cyanobactéries (ou « algues bleues ») forment

une classe de ±3000 espèces, se distinguant par une photosynthèse oxygénique.

Les Cyanobactéries ont largement contribué à l’enrichissement de l’atmosphère en

oxygène durant l’ère Précambrienne où elles étaient les seuls organismes photosynthétiques.

Beaucoup de Bactéries dont certaines Cyanobactéries sont aussi capables de fixer l’azote

moléculaire atmosphérique (N2). Cette fixation de N2 est exclusivement rencontrée chez les

Monères. Chez certaines Cyanobactéries filamenteuses (ex : Nostoc sp.) l’assimilation d’N

atmosphérique est réalisée par des cellules spécialisées, les hétérocystes. Ces bactéries à thalle

présentent donc un début de différenciation cellulaire.

D’un point de vue macroscopique, la majorité des Cyanobactéries vivent en suspension

dans les eaux douces ou marines (plancton). Certaines « algues bleues » forment des

« encroûtements » visibles notamment sur les rochers des côtes marines ou dans les flaques

d’eau asséchées. Un cas particulier est l’accumulation de sédiments calcaires provenant

d’algues bleues pour former des stromatolithes. L’étude de ces concrétions calcaires a

contribué largement à la reconstitution de l’évolution des organismes vivants. D’autres

cyanobactéries forment des associations symbiotiques notamment avec des champignons pour

constituer des lichens.

1.2. Les Protistes végétaux

Les protistes végétaux (ou Protophytes) sont les premiers eucaryotes photosynthétiques.

Comme chez tous les eucaryotes, on observe une succession de phase haploïde (n

chromosomes) et diploïde (2n chromosomes), suivant respectivement la méiose et la

fécondation. La plupart des protistes sont microscopiques et unicellulaires. Mais chez les

Protophytes, certains forment des colonies, alors que quelques-uns sont pluricellulaires et

étonnamment grands.

Les algues forment un groupe végétal extrêmement important (plus de 20.000 espèces)

dans lequel on classe des individus de morphologie fort différente. Parmi celles-ci, les

diatomées sont des cellules vivant isolées ou en colonies. Elles ont pour particularité de

disposer d’une paroi (ou frustule) de silice formée de deux valves. Ces thèques sont de forme

variable avec des ornementations diverses. Leur étude dans les milieux aquatiques présente un

grand intérêt dans l’évaluation de la pollution d’eau.

En simplifiant, les algues plus évoluées sont classées en fonction de la couleur des

pigments : rouge (embranchement des Rhodophytes), brune (embranchement des Phéophytes)

ou verte (embranchement des Chlorophytes). Ces couleurs sont le résultat de l’adaptation des

algues à leur milieu. En effet, les pigments interviennent dans la capture de l’énergie


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lumineuse nécessaire pour la photosynthèse. Or, on sait que la lumière est constituée de

différents rayons de longueur d’onde variable. Quand les rayons solaires atteignent la surface

des mers, des lacs et des rivières, une partie est réfléchie, le reste pénètre dans l’eau. Alors

que certains rayons sont rapidement absorbés, le vert et le bleu pénètrent profondément et

déterminent la couleur des eaux. C’est ainsi que les algues vertes se développent dans les

zones proches de la surface, tandis que les algues rouges et brunes partagent les eaux les plus

profondes.

Fucus vesiculosus L. est une algue brune très abondante sur les côtes atlantiques. Elle

constitue une part importante du goémon, utilisé comme engrais. Le cycle d’un autre Fucus,

monoïque, est résumé ci-dessous. La phase diploïde est dominante pour cette espèce.

1.3. Les Protistes fongiformes

Les protistes fongiformes partagent des caractéristiques avec les Champignons sensu stricto:

ce sont des organismes hétérotrophes, ils possèdent des cellules avec des parois cellulaires, et

ils sont capables de se reproduire par la formation de spores. Ils sont classés en 4

embranchements : les Myxomycètes (caractéristique particulière : l’appareil végétatif est un

plasmode, une masse cytoplasmique unique non cloisonnée en cellules distinctes et contenant

des milliers de noyaux), les Acrasiomycètes (transition entre l’état uni- et pluricellulaire), les

Oomycètes, et les Chytridiomycètes.

1.4. Les Champignons sensu stricto (Eumycètes)

Le règne des Champignons comprend des organismes le plus souvent multicellulaires,

présentant généralement un certain degré de différenciation cellulaire et un mycélium

cloisonné. Ils sont classés en 3 embranchements : les Zygomycètes (~1000 espèces) ont

Figure 1. Cycle d’un

Fucus monoïque


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l’aspect de moisissures et ne possèdent pas de carpophore ; les Ascomycètes (>48000

espèces) comprennent beaucoup de moisissures se reproduisant de manière asexuée, bien que

certains Ascomycètes produisent des carpophores visibles à l’œil nu (ex : morilles) et se

reproduisent de manière sexuée (production d’asques) ; et les Basidiomycètes (>30000

espèces), qui produisent tous des carpophores visibles (il s’agit en fait de la partie comestible

vendue dans le commerce) et portant les basides.

2. Objectifs

- Observation d’organismes sur lames microscopiques.

- Etude histologique dans les organes reproducteurs d’Ascomycètes et de Basidiomycètes.

- Etude de matériel frais ou en herbier.

3. Matériel

- Cyanobactéries (Nostoc sp.), préparation microscopique.

- Diatomées, préparation microscopique.

- Fucus vesiculosus : * matériel en herbier,

* coupes transversales de réceptacles de Fucus mâles et femelles.

- Oomycètes, préparation microscopique (Mildiou).

- Ascomycètes : * matériel conservé dans l’alcool : Morchella sp. (Morille),

* Pezize : coupe dans l’hyménium.

- Basidiomycètes : * matériel frais : Agaricus bisporus (champignon de Paris),

* coupe dans l’hyménium.

4. Manipulation

Observation microscopique de cyanobactéries (Nostoc sp.)

Dessiner un filament.

Légende : cellule végétative, hétérocyste.

Observation microscopique de diatomées

Dessiner une diatomée.

Légende : frustule, nodule central, raphé, thèque inférieure, thèque supérieure.

Observation d’une algue brune : Fucus vesiculosus (Phaeophyta)

Observer et dessiner le thalle.

Légende : aérocyste, crampon, thalle, réceptacle.

Observation microscopique de coupes transversales de réceptacles de Fucus mâles et femelles

Schématiser un conceptacle mâle et un conceptacle femelle.


22

Légende : conceptacle, filament fertile, gamétocyste femelle, gamétocyste mâle,

paraphyse, pédicelle, pore.

Observation microscopique d’Oomycètes (Mildiou)

Dessiner un thalle.

Légende : hyphe, épiderme de l’hôte, (stomate).

Observation d’un Ascomycète (Morchella sp.)

Réaliser une coupe transversale dans l’organisme et dessiner la structure générale.

Légende : carpophore, hyménium, mycélium primaire.

Observation microscopique d’une coupe dans l’hyménium d’un Ascomycète (Pezize)

Dessiner une partie de l’hyménium.

Légende : asque, ascospore, paraphyse, hyménium, mycélium secondaire à deux noyaux

haploïdes.

Observation d’un Basidiomycète (Agaricus bisporus)

Faire le dessin général.

Légende : carpophore, chapeau, hyménophore, pied.

Observation microscopique d’une coupe dans l’hyménium d’un Basidiomycète

Dessiner une partie de l’hyménium.

Légende : baside, basidiospore, mycélium secondaire dikaryotique.

5. Questions de synthèse et de réflexion

1. Déterminer les différences entre procaryotes et eucaryotes dans le tableau ci-dessous.

Caractéristiques Procaryotes Eucaryotes

ADN

Reproduction

Taille des cellules

Organites

2. Faire la distinction entre les termes suivants : plasmogamie et caryogamie, sporange et

gamétange, parasite et mutualiste, endomycorhize et ectomycorhize.


23

TP2 : Bryophytes et Ptéridophytes

1. Introduction

L’embranchement des Bryophytes marque le début du Règne des Métaphytes, plantes qui

progressivement se sont adaptées aux milieux terrestres. Les Mousses sont en effet les

premiers végétaux à présenter un "Cormus" c'est-à-dire une organisation de l'organisme

typique : racine, tige, feuille. Cet embranchement comprend deux classes principales : Les

Hepatospida et les Bryopsida.

Les Hépatiques sont couramment scindées en 2 groupes faciles à distinguer mais n’ayant

pas de valeur taxonomique : les hépatiques à thalle et les hépatiques à feuilles.

Les Hépatiques à thalle possèdent un appareil végétatif formé d’une lame verte étalée sur

le substrat. En général, le « thalle » possède une ramification dichotomique. La lame est fixée

sur le substrat par des rhizoïdes et/ou des écailles. Certaines Hépatiques présentent un thalle

très sophistiqué, c’est le cas de Marchantia polymorpha L. emend. Burgeff. Chez cette

espèce, les cellules chlorophylliennes sont empilées en petites structures ramifiées au sein de

chambres aérifères ; les gamétanges sont portés par des gamétophores et la reproduction

asexuée se réalise par l’intermédiaire de propagules.

Les Hépatiques à feuilles ressemblent extérieurement aux Bryopsida. Elles s’en

distinguent par quelques caractères macroscopiques : sporophyte possédant une soie hyaline

et une capsule sans péristome ni opercule, absence de coiffe, symétrie dorso-ventrale des tiges

feuillées, parfois présence de petites feuilles spécialisées appelées amphigastres.

Les Mousses sensu stricto se composent de deux ordres principaux : les Bryales et les

Sphagnales.

Chez les Bryales, le gamétophyte est formé principalement de tiges feuillées ancrées sur

le substrat par l’intermédiaire de rhizoïdes. Chez certaines espèces évoluées, une ébauche de

système conducteur est mise en place au centre de la tige. En fonction de la position du

sporophyte sur la tige, deux groupes sont distingués : les mousses acrocarpes (figure 2A) et

les mousses pleurocarpes (figure 2B). Les premières portent les sporophytes à l’extrémité des

tiges, les secondes ont leurs sporophytes attachés latéralement sur les tiges.

Les Sphagnales sont des Bryophytes quasi exclusivement inféodées aux sols acides et très

humides, notamment dans les tourbières. Une adaptation remarquable est la présence de

cellules spécialisées dans la rétention d’eau au sein de la feuille : les hydrocytes. Chaque

hydrocyte possède une paroi présentant des pores, cette même paroi est invaginée au sein de

la cellule (compartiment). Ces cellules sont vides de tout cytoplasme à l’état mature. Les

cellules chlorophylliennes sont beaucoup plus petites que les hydrocytes et les entourent.


24

A B

L’embranchement des Ptéridophytes se distingue notamment de celui des Bryophytes par

deux caractères fondamentaux :

- La dominance en taille et en durée de vie du sporophyte sur le gamétophyte.

L’appareil végétatif est diploïde et le gamétophyte est limité à un prothalle

microscopique souvent éphémère.

- La présence d’un appareil végétatif plus différencié. Les Ptéridophytes

possèdent les tissus vasculaires différenciés (xylème et phloème) réunis en stèle.

Avec les tissus de soutien, ces structures permettent un port dressé et une taille

supérieure à celle atteinte par les mousses. Comme chez les Spermatophytes, les

Ptéridophytes (excepté les Psilotopsida) possèdent un appareil végétatif différencié

en trois types d’organes : les tiges, les feuilles et les racines.

Les Filicophyta comprennent les fougères proprement dites. La fougère mâle (Dryopteris

filix-mas (L.)Schott) est un exemple de Filicopsida. Atteignant 20 à 160 cm de haut, elle peut

occuper de grande surface en sous-bois, sur des terrains à tendance acide. Elle est vivace par

sa tige souterraine, le rhizome. Les pousses qui émergent chaque année correspondent aux

grandes feuilles ou frondes ou encore mégaphylles. D’abord repliées en forme de crosse, elles

sont constituées d’un long pétiole et d’un limbe découpé. Les plus petites divisions du limbe

s’appellent pinnules. Les sores sont localisés sur le bord de certaines pinnules. Ils présentent

une membrane (indusie) qui recouvre les sporanges.

Les Sphenophyta comprennent les prêles, parfois appelées « queue de cheval » en raison

de leurs denses ramifications en verticilles. Un aspect évolutif important rencontré chez les

prêles est la spécialisation de certaines feuilles portant des sporanges. Ces feuilles sont réunies

en un épi sporangifère (strobile). Les spores issues des sporanges sont morphologiquement

semblables, mais certaines donneront des prothalles unisexués (contrairement aux prothalles

toujours bisexués des Filicales).

2. Objectifs

- Etude histologique dans les organes reproducteurs de Bryophytes et de Ptéridophytes.


Figure 2. A. Mousse Bryale

acrocarpe. B. Mousse Bryale

pleurocarpe.


25

3. Matériel

- Hépatiques à thalle (Marchantia polymorpha) : matériel frais et coupe microscopique dans

un anthéridiophore et un archégoniophore.

- Gamétophyte et sporophyte de Bryophyte : matériel frais.

- Sphaigne (Sphagnum sp.) : matériel frais.

- Equisetum sp. : matériel sec.

- Fougère : frondes fertiles en herbier et coupe microscopique dans le prothalle et dans le

sporange.

4. Manipulation

Observation d'une hépatique à thalle : Marchantia polymorpha L.

Observer le thalle foliacé appliqué sur le substrat, les rhizoïdes à la face inférieure, la

division de la face supérieure en losanges munis d'un pore central.

Observer la présence de corbeilles à propagules.

Observation d'une coupe microscopique dans un anthéridiophore et un archégoniophore de

Marchantia polymorpha L.

Schématiser la structure générale de l’archégoniophore et de l’anthéridiophore.

Dessiner une anthéridie et un archégone.

Légende : anthéridie, anthérozoïde immature, archégone, oosphère, col, ventre.

Observation d’un sporophyte d’une mousse (Bryophyta, Bryopsida, Bryales, Polytrichaceae)

Observer un sporophyte : il est constitué d’un pied soudé au gamétophyte, d’une soie et

d’une capsule (comprenant l’urne surmontée de l’opercule). Celle-ci est recouverte d’une

coiffe, vestige de l’archégone. Sous la coiffe, se trouve l’opercule. Le retrait de l’opercule

permet d’observer le péristome constitué de dents.

Schématiser le gamétophyte et le sporophyte.

Légende : gamétophyte, sporophyte, soie, capsule, opercule, coiffe.

Dessiner le détail de la capsule montrant l’opercule, l’urne et les dents du péristome.

Observation d'une sphaigne : Sphagnum sp. (Bryophyta, Bryopsida, Sphagnales)

Observer et dessiner l'organisation générale du gamétophyte formé d'une tige principale

portant des rameaux feuillés fasciculés.

Légende : tige feuillée, tige principale, feuille.

Monter une feuille dans une goutte d'eau entre lame et lamelle. Observer les chlorocytes

formant un réseau autour des hydrocytes. Dessiner.

Observation microscopique d'une coupe dans un prothalle de fougère (Filicopsida).

Dessiner une anthéridie et un archégone.

Légende : anthérozoïde, anthérozoïde spiralé (mature), oosphère, ventre, col, cellule du

canal du col, prothalle.


26

Observation de sores et sporanges de Dryopteris filix-mas (L.) Schott (Filicopsida)

Observer les sores à la face inférieure des pinnules d'une fronde (matériel en herbier).

Dessiner.

Légende : sore, indusie, pinnule, fronde.

En utilisant les coupes préparées, dessiner un sporange.

Légende : spore, pédicelle, anneau mécanique.

Observation d'un sporophyte d'Equisetum sp. (Sphenopsida).

Observer les deux types de tiges chez les Equisetum sp., des tiges fertiles portant un

strobile terminal et des tiges stériles portant uniquement des verticilles de feuilles.

Dessiner les deux tiges.

Légende : tige stérile : nœud, entre-nœud, rameau verticillé ; tige fertile : strobile

terminal, écusson à sporange, nœud, entre-nœud, verticille de feuilles écailleuses.

4. Questions de synthèse de et de réflexion

1. Légender le cycle du Bryophyte exposé ci-dessous avec les termes suivants : sporophyte,

gamétophyte, anthéridie, archégone, anthérozoïde, oosphère, coiffe, capsule, spore, rhizoïde,

soie, opercule. Indiquer à quel niveau se passe la méiose et la fécondation.


27

2. Légender le cycle du Ptéridophyte exposé ci-dessous avec les termes suivants : sporophyte,

gamétophyte, anthéridie, archégone, anthérozoïde, oosphère, sore, sporange, fronde, zygote,

indusie. Indiquer à quel niveau se passe la méiose et la fécondation.


28

TP3 : Gymnospermes

1. Introduction

Trois embranchements seront considérés dans ce TP : les Cycadophytes, les Ginkgophytes et

les Coniférophytes. D’emblée, il faut noter que le statut taxonomique de ces trois groupes

n’est pas encore fixé. En effet, selon les auteurs, ils auront le statut d’embranchement, de

sous-embranchement ou de classe. Dans le cadre des TP, nous suivrons l’option prise au cour

théorique.

Les Cycadophytes rappellent les palmiers et se rencontrent principalement dans les

régions tropicales et subtropicales. Elles sont apparues il y a au moins 250 millions d’années,

au permien. La plupart des Cycadales sont des plantes d’assez grande taille (jusque 18m de

hauteur). Les structures reproductrices des cycadales sont des feuilles plus ou moins réduites

portant des sporanges, lâchement ou étroitement réunies en sorte de cônes aux environs de

l’apex de la plante. Avant la fécondation, la portion basale du gamétophyte mâle se dilate et

s’allonge, amenant les anthérozoïdes au voisinage des oosphères. Cette portion se rompt

ensuite et les anthérozoïdes multiciliés libérés nagent vers les oosphères.

Ginkgo biloba est le seul représentant des Ginkgophytes. C’est l’unique survivant d’un

genre qui a peu varié depuis 150 millions d’années. Les ovules du Ginkgo apparaissent par

paires à l’extrémité de courts pédoncules et produisent, en mûrissant des graines entourées

d’une enveloppe charnue. La fécondation ne se réalise qu’après la chute des ovules.

Les Pinophytes sont toujours ligneuses, parfois de très grande taille (plus de 100m pour

les Séquoias) et certaines d’entre elles sont âgées de plusieurs millénaires : 1500-2000 ans

pour les ifs européens, 2000-3000 ans pour les Séquoias, jusqu’à 5000 ans pour certains pins

de Floride. Chez les Gymnospermes, la graine, composée du spermoderme, d’un embryon et

de matière de réserve, a pris la place de la spore comme unité de dispersion. Cette

« invention » a donné aux spermatophytes un énorme avantage sur les cryptogames

vasculaires. Comme leur nom l’indique (le mot grec Gymnos signifie « nu » et sperma veut

dire « graine »), les graines des gymnospermes ne profitent pas de la protection d’une

enveloppe telle que la paroi du fruit qui entoure les graines des angiospermes (plantes à fleur).

Un autre avantage majeur que possèdent les Gymnospermes et les Angiospermes est leur

indépendance à l’égard de l’eau pour le transport de l’anthérozoïde vers l’oosphère. Chez les

Gymnospermes, le gamétophyte mâle partiellement développé (le grain de pollen) est

transporté mécaniquement au voisinage du gamétophyte femelle, à l’intérieur de l’ovule ; il

produit ensuite un tube pollinique. Sans être à l’origine un organe transporteur

d’anthérozoïdes, le tube pollinique a finalement évolué pour convoyer des anthérozoïdes non

mobiles à l’intérieur de l’ovule jusqu’aux oosphères du gamétophyte femelle.

2. Objectifs

- Présenter la diversité des Gymnospermes et les évolutions par rapport aux Ptéridophytes.

- Etude histologique des Gymnospermes.



29

3. Matériel

- Pinus sp. : * coupes dans cône et ovule ; montage de grains de pollen par l'étudiant,

* coupe dans une graine.

- Matériel frais : les principaux genres de conifères présents dans nos régions. Identification,

notion de clé dichotomique.

4. Manipulations

Observation d'une coupe microscopique dans un ovule de Pinus sp. (Coniferopsida)

Réaliser un schéma général.

Légende : écaille ovulifère, tégument, (micropyle), nucelle, endosperme, archégone.

Observation d'une coupe microscopique dans un cône mâle de Pinus sp.

Réaliser un schéma général de la coupe dans le cône.

Dessiner une écaille microsporangifère.

Légende : microsporange, microspores (= grains de pollen), écaille, axe du cône.

Montage et observation de grains de pollen de Pinus sylvestris L.

Observer les 2 couches de l'enveloppe du grain (intine et exine) et la présence de

ballonnets aérifères. Dessiner.

Légende : intine, exine, ballonnet aérifère, grain de pollen.

Observation microscopique d’une coupe longitudinale dans un embryon mâture de Pinus sp.

Réaliser un schéma de la graine.

Légende : cotylédons, endosperme, sporophyte, méristème apical, micropyle, cavité.

Description et reconnaissance des principaux genres de conifères (Coniferopsida) observables

en Belgique.

Ordre des Pinales

Pinaceae

Picea ex: Picea omorika (Pancic) Purk

Pinus ex: Pinus nigra R. Legay

Pinus strobus L.

Larix ex: Larix decidua Mill.

Cedrus ex: Cedrus libani A. Rich.

Cupressaceae

Chamaecyparis ex: Chamaecyparis lawsoniana (A. Murray) Parl


30

Araucariaceae

Araucaria ex : Araucaria araucana (Molina) K. Koch

Ordre des Taxales

Taxaceae

Taxus ex: Taxus baccata L.

Déterminez l’ensemble du matériel fourni grâce à votre flore. Reconstituez ensuite une clé

dichotomique avec vos propres critères d’identification pour déterminer les espèces

présentées.

5. Question de réflexion

Pour chacun des différents groupes abordés au cours des trois derniers TP, définir les

avancées évolutives majeures.

Cyanobactéries :

Protistes végétaux :

Bryophytes :

Ptéridophytes :


31

TP4 : Angiospermes, histologie

1. Introduction

Les Angiospermes comprennent plus de 250000 espèces. Ils diffèrent des Gymnospermes par

les principaux caractères suivants :

- l’écaille ovulifère est devenue un carpelle qui entoure complètement les ovules.

Les carpelles forment un ou plusieurs pistils qui, après fécondation (qui est

double), se transforment en fruit(s) ;

- les organes reproducteurs se groupent en fleurs ;

- il y a double fécondation.

L’androcée est constitué d’une ou de plusieurs étamines(s). Les quatre sacs polliniques,

groupés en deux thèques forment l’anthère qui est portée par un axe, le filet. Au sein des

anthères, les cellules haploïdes (microspores) résultant de la méiose se développent chacune

en un gamétophyte mâle immature, c’est-à-dire un grain de pollen.

Le gynécée est constitué d’un ou de plusieurs pistils(s). Le ou les carpelles(s) constituant

le ou les pistil(s) porte(nt) un ou plusieurs ovule(s). La méiose intervenant dans l’ovule est à

l’origine d’un petit gamétophyte femelle qui y reste inclus. Le gamétophyte femelle se

compose d’un groupe de cellules haploïdes constituant le sac embryonnaire, entouré de

quelques cellules diploïdes maternelles.

Figure 3. 1. C.T. dans gynécée à

placentation axile. 2. C.T. dans

gynécée à placentation pariétale.

3. Pistil vu de profil.


32

La placentation désigne la modalité d’association des carpelles formant l’ovaire,

impliquant un mode d’insertion défini des ovules. L’identification du type de placentation est

capitale pour la détermination des familles d’Angiospermes. Les placentations les plus

fréquentes sont :

- La placentation marginale

- La placentation axile (fig. 3.1)

- La placentation centrale

- La placentation basale

- La placentation pariétale (fig. 3.2)

2. Objectifs

L’objectif est double. D’une part, on étudie la structure anatomique et histologique des

organes sexuels d’Angiospermes. Ceci permet de noter les évolutions de ces structures par

rapport aux taxons précédemment étudiés (Bryophytes, Ptéridophytes et Coniférophytes).

D’autre part, on décrit brièvement l’organisation histologique des tissus vasculaires dans une

tige et une feuille de Dicotylédone.

Deux types de représentations sont utilisés : le dessin et le schéma. Dans tous les cas, les

représentations doivent être claires et suffisamment grandes (ne pas hésiter à utiliser une page

entière). Pour les deux coupes de tiges, avant de commencer vos dessins, relisez attentivement

les consignes qui ont été données pour les deux types de représentations.

3. Matériel

- Coupe transversale dans une anthère de Lilium sp.

- Coupe transversale dans un sac embryonnaire de Lilium sp.

- Androcée et gynécée d’une tulipe.

- Pistil de coquelicot (Papaver sp.), de ficaire (Ranunculus ficaria) et de Lychnis (Lychnis

sp.)

- Coupe transversale dans une tige de Teucrium sp. en structure primaire.

- Coupe transversale dans une tige de Syringa sp. en structure secondaire.

- Coupe transversale dans une feuille de Prunus laurocerasus.

- Feuilles en herbier (observation de la morphologie du limbe et de la nervation).

4. Manipulations

4.1. Les organes sexuels

Observation du gynécée d’une tulipe

Observer le pistil, il est constitué de trois carpelles soudés, formant trois loges

(placentation axile).

Réaliser le dessin du pistil vu de profil.

Légende : ovaire, style, stigmate, réceptacle.


33

Réaliser une coupe transversale et la dessiner.

Légende : loge, ovule, funicule, paroi du carpelle.

Observation microscopique d’une coupe transversale dans un sac embryonnaire de Lilium sp.

Réaliser un dessin de l’ensemble de la structure.

Légende : antipodes, micropyle, noyaux polaires, nucelle, oosphère, paroi du carpelle,

synergides, tégument.

Etude des modes de placentations

Réaliser une C.T. dans les différents pistils distribués (4).

Déterminer le type de placentation.

Faire un schéma des coupes et indiquer les zones de soudure par une flèche.

Légende : carpelle, zone de soudure, loge, ovule.

Observation de l’androcée d’une tulipe

Observer une étamine.

Réaliser le dessin d’une étamine vue de profil.

Légende : filet, anthère.

Observation microscopique d’une coupe transversale dans une anthère de Lilium sp.

Observer une anthère. Elle est constituée de deux loges ; les 4 sacs polliniques sont réunis

et s’ouvrent par deux fentes de déhiscences longitudinales.

Réaliser un dessin.

Légende : épiderme, assise mécanique, loge pollinique, grain de pollen, fente de

déhiscence, sac pollinique.

4.2. La tige

Observation d’une coupe transversale dans une tige d’Helianthus annuus (Dicotylédone

herbacée) en structure primaire (déjà en évolution vers la structure secondaire)

Réaliser un schéma général

Observer :

- un épiderme + poils,

- des pôles de collenchyme, localisés dans les angles de la tige, sous l'épiderme,

- un parenchyme,

- du phloème,

- une zone cambiale (+ claire), formée de quelques assises de cellules disposées en

files,

- du xylème, en files de petites cellules à parois épaissies,


34

- une moelle centrale, parfois dégradée

Remarque : notez que l'organisation en faisceaux libéro-ligneux des tissus conducteurs et du

cambium passe à une organisation en cylindres concentriques en structure secondaire (les

faisceaux se rejoignent)

Observation d’une coupe transversale dans une tige de Quercus sp. (Dicotylédone ligneuse)

en structure secondaire

Réaliser un schéma général

Observer :

- éventuellement un reste d’épiderme,

- le suber, formé de cellules à contour tortueux, à parois épaissies (subérine),

- le phellogène et/ou le phelloderme sont difficiles à observer, très minces,

représentés par quelques cellules, entre le suber et le collenchyme,

- du collenchyme,

- du parenchyme,

- du sclérenchyme,

- le phloème secondaire,

- le xylème secondaire,

- la moelle centrale, parfois disparue.

4.3. La feuille

Observation d’une coupe transversale dans une feuille de Prunus laurocerasus (Dicotylédone)

Réaliser un dessin.

Observer :

- un épiderme supérieur, avec cuticule,

- un mésophile palissadique,

- un mésophile lacuneux,

- des nervures (ou faisceaux libéro-ligneux), constituées de xylème et phloème,

- un espace aérifère,

- un épiderme inférieur, avec cuticule,

- des stomates (ostiole + cellule stomatique).

Observation de la découpe du limbe de feuilles de Dicotylédones

Réaliser un schéma d’une feuille simple et d’une feuille composée.

Observer :

- Pétiole

- Limbe

- Foliole

- Pétiolule

- Rachis

- Stipule


35

Observation de la nervation de feuilles

Réaliser un schéma d’une feuille à nervation palmée, d’une feuille à nervation pennée et

d’une feuille à nervation parallèle.

5. Questions de réflexion

1. Quel est l’intérêt d’une coupe longitudinale axiale dans un ovaire ?

2. Quel est l’intérêt d’une coupe transversale dans un ovaire ?


36

TP5 : Angiospermes, biologie florale

1. Introduction

Les plantes à fleur (= Angiospermes) constituent le groupe le plus évolué et le plus diversifié

du règne végétal. En conséquence, nous nous attarderons plus longuement sur ses

caractéristiques (3 séances).

Taxons Nombre d’espèces décrites Angiospermes 270000

Gymnospermes 700

Ptéridophytes 10000

Bryophytes 30000

Algues 30000

Champignons 100000

Les organes reproducteurs sont des caractères d’organisation. Ils sont mieux conservés

que l’appareil végétatif qui lui, va s’adapter selon les conditions du milieu. La morphologie et

l’organisation de l’appareil reproducteur seront donc des critères essentiels dans la

classification des plantes. Il est donc crucial de pouvoir le décrire correctement.

1.1. La fleur

Chez les Angiospermes, l’appareil reproducteur est entièrement organisé au sein de la fleur.

Celle-ci est portée sur un axe (sinon fleur sessile), formé du pédicelle et du réceptacle. De

l’extérieur vers l’intérieur, on distingue :

- calice (K) = sépales

- corolle (C) = pétales

- K + C = périanthe

- androcée (A) = étamines

- gynécée (G) = carpelles

Figure 4. Schéma d’une fleur complète.


37

Le schéma floral, la formule florale et le diagramme floral sont trois formes synthétiques

de traduction des différentes particularités morphologiques d’une fleur. Leur construction

repose sur une série de conventions et utilise un symbolisme approprié.

1.1.1. Le schéma floral

On y représente une section longitudinale et axiale de la fleur (plan de section passant par le

centre). Les pièces sont dessinées sur le réceptacle. Trois verticilles indiqueront une infinité.

1.1.2. La formule florale

La formule florale est une représentation chiffrée de la composition d’une fleur. Elle

précise :

- la symétrie de la fleur ;

- la nature des pièces florales ;

- le nombre de pièces florales ;

- les soudures éventuelles entre pièces florales.

Par convention, la formule florale débute par un symbole traduisant la symétrie de la

fleur auquel succède une série de sigles représentant les différentes pièces florales rencontrées

partant de l’extérieur (base de la fleur) vers l’intérieur (sommet ou centre de la fleur).

1

Ex : Brassicaceae : X K4 C4 A2+4 G(2)

n

1.1.3. Le diagramme floral

Le diagramme floral est un schéma rendant compte de l’architecture florale. Il précise :

- la disposition relative de l’ensemble des pièces florales (préfloraison, alternance ou

opposition entre pièces florales de cycles adjacents, …) ;

- les soudures éventuelles entre pièces florales ;

- la structure interne de l’ovaire.

Figure 6 : CL d’une fleur d’Apiaceae


38

Construire un diagramme floral revient à projeter les différentes pièces florales

(représentées par des symboles et des couleurs appropriés) sur un plan perpendiculaire à l’axe

de la fleur.

Organe Observation Symbole Couleur

Axe du rameau Section transversale Cercle plein noir

Bractée Section transversale dans

la partie la plus large

Arc de cercle (croissant plein) avec

éventuellement la nervure principale

en carène

noir

Calice (sépales) Section transversale dans


idem vert

Corolle (pétales) Section transversale dans


idem bleu

Périgone

(tépales)

Section transversale dans


idem violet

Androcée

(étamines)

Section transversale dans

l’anthère

Cercle plein ou forme précise de la

coupe transversale (osselet, rein, …)

jaune

Gynécée (pistil) Section transversale dans

l’ovaire

Symboliser la ou les feuilles

carpellaires et le nombre d’ovules

par niveau d’insertion

rouge

Le diagramme floral doit être orienté vis-à-vis de l’axe du rameau portant la fleur et de

la bractée sous-tendant le pédicelle floral. Par convention, l’axe du rameau sera placé en haut

du diagramme floral, la bractée en bas (voir ci-dessous).


39

Les pièces florales se disposent le plus souvent selon une série de cercles

concentriques, plus rarement selon des spirales ou selon une combinaison de cercles

concentriques et de spirales.

1.1.4. Symbolisme utilisé

Formule florale Diagramme floral

Organes ne faisant pas partiede la fleur

Axe du rameau Non représenté de couleur noire

Bractée sous-tendant la fleur Non représenté de couleur noire

Autres bractées B ou non représenté si la ou

les bractées entourent

plusieurs fleurs

de couleur noire

Symétrie de la fleur

Fleur à symétrie spiralée « »

Disposition des pièces florales

selon des spirales

Fleur à symétrie radiaire « X » Disposition des pièces florales

selon des cercles concentriques

Fleur à symétrie bilatérale « % » Disposition des pièces florales


avec mentions du plan de

symétrie par un trait

interrompu passant par l’axe du

rameau et la bractée sous-

tendant le pédicelle floral

Fleur sans symétrie Pas de symbole Disposition des pièces florales


Organes faisant partie de la fleur

Calicule « k » de couleur verte

Calice « K » de couleur verte

Corolle « C » de couleur bleue

Pracorolle « c » de couleur bleue

Périgone « P » de couleur violette

Androcée « A » de couleur jaune

Gynécée

Soudure vis-à-vis du

réceptacle

Ovaire supère

Ovaire semi-infère

Ovaire infère

« G »

« G »

« G »

« G »

Symboliser la ou les feuilles

carpellaires et le nombre

d’ovules par niveau

d’insertion, en tenant compte

de la placentation.


40

Nombre de carpelles

Nombre de loges

Nombre d’ovules par

loge

A la suite de la lettre G

A la suite du nombre de

carpelles et en exposant

A la suite du nombre de

carpelles et en indice

Couleur rouge

Divers

Fleur hermaphrodite

Fleur unisexuée mâle

Fleur unisexuée femelle

♂

♂

♀

Représenter le gynécée et

l’androcée

Représenter uniquement

l’androcée

Représenter uniquement le

gynécée

Nombre de pièces florales A la suite des lettres K, C, A,

G, …

Représenter autant de symboles

Soudure entre pièces florales « ( ) »

si imbrication de soudure :

« [ ( ) ] »

autre possibilité : une flèche

joignant les éléments

soudés :

« »

Joindre les éléments soudés

entre eux par un trait droit ou

brisé

Existence de plusieurs cycles

de sépales, pétales ou

étamines

Séparer les cycles par un

« + »

Représenter plusieurs cercles

concentriques

Pièces florales en nombre

variable (d’une fleur à l’autre

sur un même individu)

Si < 10 : choisir le nombre

plus fréquent ou indiquer le

nombre minimal et maximal

de pièce séparé par un -

Si > 10 mais dénombrable: n

Si > 10 et indénombrable :

Pièces florales en nombre

élevés

Si > 10 mais toujours

aisément dénombrables : n

Si > 10 mais difficilement

dénombrable :


41

Staminode « St » (suit la mention du

nombre de pièces) la couleur est

fonction de l’organe dont est

issu le staminode

Nectaire « Nect » (suit la mention du

nombre de pièces

la couleur est fonction

de l’organe dont est issu le

nectaire.

Disque nectarifère « D » Deux cercles concentriques

noirs que l’on remplit de

hachures rayonnantes

Sépales, pétales ou étamines

d’aspect différent (forme,

couleur, …) ou soudés

partiellement entre eux

Séparer les éléments ou

groupe d’éléments différents

par une « , »

Si la forme est différentes,

schématiser plus ou moins

fidèlement un coupe

transversale dans l’organe en

question

Pièces florales ayant disparu

suite à une réduction du

nombre lors des processus

évolutifs

Non représenté « x » à l’emplacement

théorique

Exemples

K5 : Calice à sépales libres

K(5) : Calice à sépales soudés

C (3,2) : Corolle à pétales soudés formant deux lèvres (une lèvre à 3 pétales et l’autre à

2 pétales)

P3 : Périgone à 3 tépales libres

P0 : Périgone nul

A5 : Androcée formé par un cycle de 5 étamines

A3+3 : Androcée formé par deux cycles de 3 étamines

A (9), 1 : Androcée formé d’un cycle de 10 étamines dont 9 sont soudées entre elles et un

libre

A5st+5 : Androcée formé par deux cycles de 5 étamines, les 5 étamines externes

transformées en staminodes

A : Androcée formé par une multitude d’étamines (il est quasiment impossible de

les compter)

A1,4nect : Androcée formé d’un cycle de 5 étamines dont 4 transformées en nectaires

3

G(3) : Ovaire infère formé de 3 carpelles soudés, 3 loges (1 par carpelle) et 2 ovules

2 par loge

1

X K4 C4 A2+4 G(2) : fleur à symétrie radiaire, 4 sépales libres, 4 pétales libres, n androcée formé par un cycle externe de 2 étamines et un cycle

interne de 4 étamines, ovaire supère formé de 2 carpelles soudés

délimitant une seule loge contenant un nombre élevé d’ovule mais

dénombrable.


42

n

K3 C6-12 An G n

1

Toutes les pièces florales sont libres et disposées sur

des spirales. Le nombre de pétales varie entre 6 et 12.

La placentation est marginale.

5

X K5 C5 A5+5 G 5

n

Fleur actinomorphe pentamère dont toutes les pièces

sont libres. Il y a 2 cycles d’étamines. Le gynécée est

formé de 5 carpelles libres. La placentation est

marginale.

8-15

X K5 C5 A(2),(2),(3),(4) D G (8-15)

n

Androcée formé de groupes de 2 à 4 étamines

soudées. Présence d'un disque nectarifère entre

l’androcée et le gynécée. La placentation est axile.


43

1.2. L’inflorescence

Plusieurs fleurs peuvent s’associer sur un même rameau, on parle alors d’inflorescence. Il

existe de nombreuses modalités de groupement de fleurs. Les principales inflorescences sont :

n

X [k3 K(5)] C5 A() G (n)

1

Présence d’un calicule formé d’éléments soudés au

calice gamosépale. Etamines très nombreuses et

soudées entre elles. Le gynécée est formé de

plusieurs carpelles soudés. La placentation est axile.

1

% B2 P(5) A3 G (3)

3

La fleur est entourée de 2 bractées. Le périgone est

formé de 5 tépales soudés en un tube présentant une

échancrure prononcée. L’androcée est composé de 3

étamines disposées en face (en opposition) des

tépales ; 2 sites potentiels sont inoccupés. La

placentation est centrale

2

% P0 A0 G (2)

1

Fleurs unisexuées femelles groupées par 2 à l’aisselle

des bractées. 2 bractéoles accompagnent chaque fleur

femelle. Celles-ci sont réduites à un gynécée formé

de 2 carpelles soudés. L’ovaire est infère. La

placentation est axile.


44

- La grappe

- L’épi

- La corymbe

- Le chaton

- La cyme

- L’ombelle

- Le spadice

- Le glomérule

2. Objectifs

- Etablir la formule florale et construire le diagramme floral de trois familles différentes.

- A l’aide de la flore, vérifier les familles et identifier l’espèce.

- Observer et schématiser les différents types d’inflorescences.

3. Matériel

- Quelques fleurs

- Matériel de dissection florale

- Crayons de couleur

- Binoculaire

- Loupe de terrain

4. Manipulation

4.1. Description de l’anatomie florale

- Observer le matériel distribué et isoler une fleur.

- Effectuer une dissection florale.

- Repérer les pièces formant le périanthe de la fleur.

- Déterminer le nombre de verticilles.

- Compter le nombre d’éléments par verticille, leur soudure éventuelle et leur

disposition vis-à-vis des éléments de verticille adjacents (en opposition, en alternance,

…).

- Observer l’androcée (nombre d’étamines, forme, taille, disposition, emplacement des

anthères vis-à-vis du filet, …).


45

- Observer le gynécée, distinguer le ou les pistils et ses trois composantes : ovaire

(partie basale renflée), style (partie effilée surmontant l’ovaire) et stigmate (partie

globuleuse coiffant le style).

- Compter le nombre de carpelles en coupant l’ovaire. Dans quel sens faut-il pratiquer

cette coupe ?

- Compter le nombre de loges et le nombre d’ovules par loge (attention à la présence

possible de fausses cloisons).

- Noter la présence éventuelle de nectaires ou encore d’expansions ou enveloppes

supplémentaires tels qu’un éperon, un calicule, une paracorolle, …

- Etablir la formule florale.

- Construire le diagramme floral.

A l’aide des clefs de détermination, procéder à l’identification des végétaux.

Plante 1

Famille :

Genre :

Espèce :

Plante 2

Famille :

Genre :

Espèce :

Plante 3

Famille :

Genre :

Espèce :

Lors de la recherche du nom de l’espèce, notez le ou les caractères qui vous semblent

essentiels (distinguez les caractères de famille, de genre et d’espèce).

4.2. Description d’inflorescence

- Décrire brièvement la position relative des fleurs pour chacune des inflorescences

distribuées.

- Schématiser.


46

5. Questions et réflexions

1. Annoter les schémas ci-dessous.

2. Décrire la fleur présentant le diagramme floral et la formule florale suivante.

2

% K(5) [C(2,3) A2,2] G (2)

n


47

TP6 : Angiospermes, fruits et graines

1. Introduction

Après fécondation, l’ovule évolue en graine et l’ovaire en fruit. En fonction de leur origine,

on distingue les types de fruits suivants :

- le fruit simple ;

- le fruit multiple ;

- le faux-fruit ;

- le fruit composé ou infrutescence.

Les plantes ont développé plusieurs adaptations morphologiques pour pallier à leur

immobilité et se disséminer. C’est principalement au stade de la graine, via le transport du

fruit, que la plante peut conquérir de nouveaux espaces. Selon l’agent de dissémination, on

distingue :

- zoochorie (epizoochorie, endozoochorie, myrmécochorie, anthropochorie) ;

- anémochorie ;

- hydrochorie ;

- barochorie ;

- autochorie.

2. Objectifs

- Décrire le gynécée au moyen des symboles utilisés pour l’établissement de la formule florale

et la construction du diagramme floral.

- Identifier différents fruits mûrs en utilisant une clé de détermination (clé dichotomique).

- Etablir le type de dissémination.

3. Matériel

- Quelques jeunes fruits et fruits mûrs (frais ou conservés dans l’alcool).

- Matériel de dissection et crayons de couleur.

4. Description de la manipulation

- Observer les « restes » du périanthe et de l’androcée. Si ceux-ci ont disparu, observer les

cicatrices de ces éléments, en déduire la position et la soudure de l’ovaire vis-à-vis du

réceptacle et retrouver l’architecture de la fleur ou des fleurs qui ont donné naissance à cette

« fructification ».

- Observer les « restes » du ou des styles et stigmates.


48

- Effectuer une coupe transversale dans le fruit ; l’examen de la coupe sous binoculaire permet

de déterminer le type de placentation, le nombre de carpelles et le nombre de loges. Une

coupe longitudinale axiale est réalisée en vue de déterminer le nombre d’ovules par loge.

- Décrire le gynécée à l’aide des symboles de la formule florale et construire le diagramme

correspondant. Lorsque l’ovaire est composé de plusieurs carpelles soudés, une série de

pointillés marquera l’emplacement du carpelle.

- Identifier et indiquer le type de placentation.

- Déterminer le type de déhiscence (si elle existe) et indiquer l’emplacement de la ou des

fentes de déhiscence sur la représentation par une flèche.

- Identifier le type de fruit à l’aide de la clé de détermination (voir annexe).

- Consigner vos observations dans un tableau similaire à celui présenté ci-après.

Nom de

la plante

Famille

de la

plante

Type de fruit Type de

dissémination

Formule

florale du

gynécée

Diagramme

floral

Type de

placentation

5. Questions et réflexions

1. Quels sont les types de placentation générant un ovaire monoloculaire ?

2. Déterminer le type de placentation


49

3. Déterminer le type de fruit

1 2 3 4 5

6 7 8

1. Brassicaceae. 2. Plantaginaceae. 3. Rosaceae. 4. Magnoliaceae. 5. Asteraceae. 6.

Papaveraceae. 7. Fabaceae. 8. Amygdalaceae

4. Déterminer l’agent de dissémination des fruits suivants :

1 2 3 4 5

1. Aceraceae. 2. Apiaceae. 3. Rosaceae. 4. Ranunculaceae. 5. Betulaceae


50

Annexe : clé dichotomique des principaux types de fruits

1. fruit compact formé par l’agglomérat d’un ensemble de fruits issus de la transformation

d’une inflorescence.

Exemple : figue (ficus carica L., Moraceae), ananas (Ananas comosus (L.) Merr.,

Bromeliaceae).

Infrutescence ou fruit composé

fruit issu de la transformation d’une fleur.

2

2. fruit formé de manière prépondérante par le développement du réceptacle ou encore

d’autres organes.

Exemple : fraise (Fragaria vesca L., Rosaceae), pomme (Malus sylvestris (L.) Mill.,

Rosaceae)

Faux-fruit

Fruit formé de manière prépondérante par le développement de ou des ovaire(s),

accompagné parfois du développement restreint du ou d’une partie du réceptacle.

3 (vrai fruit)

3. fruit issu de la transformation des nombreux ovaires d’une fleur (fleur à gynécée

dialycarpellaire), chaque ovaire fournissant un fruit élémentaire.

Exemple : clématite des haies (Clematis vitalba L., Ranunculaceae), hellébore vert

(Helleborus viridis L., Ranunculaceae), framboisier (Rubus idaeus L., Rosaceae)

Fruit multiple

Fruit issu de la transformation de l’unique ovaire d’une fleur (fleur à gynécée

monocarpellaire ou gamocarpellaire).

4 (Fruit simple)

4. péricarpe totalement induré.

5 (Fruit sec)

Au moins une partie du péricarpe se tubérise (devient charnue).

19 (Fruit charnu)

5. fruit sec s’ouvrant à maturité et libérant les graines.

6 (Fruit sec déhiscent)

Fruit sec ne s’ouvrant pas à maturité ou fruit sec se fragmentant en éléments n’ayant pas

valeur de graines.

15 (Fruit sec indéhiscent)

6. fruit issu d’un ovaire constitué d’un seul carpelle.

7

Fruit issu d’un ovaire constitué de plusieurs carpelles.

8

7. fruit présentant une seule ligne de déhiscence correspondant à la ligne de soudure des

bords carpellaires (ligne suturale).

Exemple : populage des marais (Caltha palustris L., Ranunculaceae)

Follicule


51

Fruit possédant deux lignes de déhiscence, l’une suturale, l’autre selon la nervure du

carpelle.

Exemple : fruit des Fabaceae

Gousse

8. fruit à déhiscence longitudinale.

9

Fruit présentant un autre type de déhiscence.

13

9. fruit issu d’un ovaire comprenant deux carpelles, avec une placentation pariétale et une

fausse-cloison (replum).

Exemple : fruit de Brassicaceae

10

Fruit issu d’un ovaire ne combinant pas les caractéristiques énoncées ci-dessus.

11 (Capsule)

10. fruit au moins trois fois aussi long que large.

Silique

Fruit moins de trois aussi long que large.

Silicule

11. fruit issu d’un ovaire à placentation pariétale et carpelles s’ouvrant de part et d’autre du

placenta (déhiscence septifrage ou paraplacentaire).

Exemple : fruit des Orchidaceae

Capsule à déhiscence septifrage

Fruit issu d’un ovaire ne combinant pas les caractéristiques énoncées ci-dessus.

12

12. chaque carpelle s’ouvre suivant la ligne de suture.

Exemple : tabac (Nicotiana tabacum L., Solanaceae), gentianes (Gentiana sp.,

Gentianaceae)

Capsule à déhiscence septicide

Chaque carpelle souvre suivant la nervure principale.

Exemple : violette (viola sp., Violaceae)

Capsule à déhiscence loculicide

13. fruit dont la valve unique s’ouvre comme un couvercle.

Exemple : plantain lancéolé (Plantago lanceolata L., Plantaginaceae)

Capsule à déhiscence transversale ou pixide

Fruit à déhiscence non transversale.

14

14. fruit dont les valves uniques sont réduites à des dents situées au sommet de la capsule.

Exemple : compagnon rouge (Silene dioica (L.) Clairv., Caryophyllaceae)

Capsule à déhiscence denticide

Fruit d’ouvrant par des pores

Exemple : coquelicot (Papaver rhoeas L., Papaveraceae)

Capsule à déhiscence poricide


52

15. fruit issu d’un ovaire à placentation axile se fragmentant à maturité en éléments

(méricarpes) n’ayant pas valeur de graine, les méricarpes dont les plus souvent des akènes.

Exemple : Diakène d’Apiaceae, tétrakène des Lamiaceae

Schizocarpe

Fruit ne se fragmentant pas à maturité et ne contenant qu’une seule graine

16

16. Fruit dont le péricarpe est intimement soudé à la graine.

Exemple : fruit de Poaceae

Caryopse

Fruit dont le péricarpe n’est pas intimement soudé à la graine.

17

17. Fruit possédant une ou plusieurs ailes(s).

Exemple : orme (Ulmus sp., Ulmaceae), frêne commun (Fraxinus excelsior L., Oleaceae)

Samare

Fruit non ailé.

18

18. Fruit à péricarpe membraneux, plus ou moins indurés.

Exemple : le pissenlit (Taraxacum sp., Asteraceae)

Akène

Fruit à péricarpe fibreux ou ligneux. Ce fruit est souvent accompagné de bractée

provenant de l’inflorescence.

Exemple : le chêne (Quercus sp., Fagaceae), le coudrier (Corylus avellana L., Betulaceae)

Nucule

19. Fruit à endocarpe scléreux ou cartilagineux, renfermant un ou plusieurs noyaux, chaque

noyau se compose de l’endocarpe et enferme une graine (amande).

Exemple : cerisier (Prunus cerasus L., Rosaceae), noix de coco (Cocos nucifera,

Arecaceae)

Drupe

Fruit à endocarpe tubérisé.

20 (Baie)

20. Fruit à mésocarpe et endocarpe similaires. Les graines sont appelées pépins

Exemple : vigne (Vitis vinifera L., Vitaceae), tomate (Solanum lycopersicum L.,

Solanaceae), le groseillier épineux (Ribes uva-crispa L., Grossulariaceae)

Baie typique

Fruit dont le péricarpe est formé de trois zones bien distinctes : un exocarpe épais et riche

en poches à essence, un mésocarpe blanc et spongieux et un endocarpe membraneux

formant des loges. Ces loges sont remplies de poils charnus comestibles provenant de

l’endocarpe. Les graines dont appelées pépins.

Exemple : fruit de la famille des Rutaceae (citron, orange, mandarine, …)

Hespéride


53

TP7 : Systématique des Angiospermes

1. Introduction

1.1. Notion de taxonomie et de systématique

La taxonomie est la science qui nomme et décrit les différents taxons qui sont de rang, de

niveau quelconque dans une classification. Dans le cadre de la botanique, la taxonomie

tâchera donc de classer les différents organismes végétaux. Si on prend comme exemples

l’ortie (Urtica dioica L.) et le Lys (Lilium martagon L.), ces espèces appartiennent à plusieurs

taxons allant de l’espèce à l’embranchement. Chacun de ces taxons est caractérisé par

plusieurs traits morphologiques, écologiques ou physiologiques diagnostiques.

RANGS TAXONOMIQUES DESINENCE Exemples

Embranchement -phyta Spermatophyta Spermatophyta

Sous-embranchement -phytina Spermatophytina

(= Angiospermes)

Spermatophytina

(= Angiospermes)

Classe -opsida Magnoliopsida

(= Dicotylédones)

Liliopsida

(= Monocotylédones)

Sous-classe -idae Hamamelidae Liliidae

Super-ordre -anae

Ordre -ales Urticales Liliales

Sous-ordre -inae

Super-famille -ariae

Famille -aceae Urticaceae Liliaceae

Sous-famille -oideae

Tribu -eae

Sous-tribu -inae

Genre Urtica L. Lilium L.

Espèce Urtica dioica L. Lilium martagon L.

1.2. Systématique des Angiospermes

La systématique va plus loin en se concentrant sur la généalogie (la phylogénie) des taxons.

Elle a donc pour objectif de hiérarchiser les différents taxons et de regrouper dans un même

taxon les groupes qui possèdent un lien de parenté étroit (cf. cours de complément de

botanique, 2eme bloc bachelier en biologie). Ainsi, si on reprend l’exemple des deux espèces

précédentes, le Lys et l’Ortie appartiennent tous deux au groupe des Angiospermes. Ils sont

donc plus proches l’un de l’autre que d’un résineux quelconque appartenant au sous-

embranchement des Gymnospermes.

Dans la systématique traditionnelle, les Angiospermes sont divisées en deux classes :

les Magnoliopsida et les Liliopsida.


54

La classe des Liliopsida (Monocotylédones) regroupe environ 55.000 espèces. Il est

généralement admis que les Liliopsida dérivent de Magnoliospida aquatiques primitives

(carpelles libres entre eux, pollen monoaperturé, inactivité ou absence de cambium vasculaire,

trimèrie, origine de l’assise pilifère, …). On retiendra trois groupes importants en Belgique en

terme de diversité spécifique et écologique : Commelinidae, Asparagales et Liliales

Les Commelinidae (16 familles, 15000 espèces) comprennent des plantes herbacées

souvent graminoïdes présentant une adaptation progressive à la pollinisation par le vent

(absence de nectaire, réduction du périanthe devenant scarieux, tendance vers le regroupement

des fleurs en inflorescences compactes). Tendance à l’ovaire supère.

Les Liliidae (15 familles et 30000 espèces) comprennent les Asparagales et les

Liliales, des plantes herbacées adaptées à la pollinisation par les insectes (périanthe

Figure 7. Dessin d’une Poaceae


55

spectaculaire, vivement coloré, nectaire). Les feuilles sont souvent étroites et à nervation

strictement parallèle. Familles importantes : Liliaceae, Iridaceae, Orchidaceae, Agavaceae.

Les Dicotylédones regroupent environ 170.000 espèces réparties en plusieurs clades qui

seront étudiés en détails en bac2. Nous étudierons cette année plus en détails seulement

quelques grandes familles : Rosaceae, Fabaceae, Fagaceae, Brassicaceae et Asteraceae.

2. Objectifs

- Rechercher, identifier et schématiser les différentes pièces constitutives de l’épillet.

- Etablir la formule florale et construire le diagramme floral de plusieurs familles de

Monocotylédones.

- Comparaison morphologique des Dicotylédones et des Monocotylédones.

- Etablir la formule florale et construire le diagramme floral de plusieurs familles de

Dicotylédones.

3. Matériel

Le matériel distribué sera fonction de l’état d’avancement de la végétation.

4. Description de la manipulation

4.1. Etude d’une Poaceae

- Isoler un épillet.

- Dégager les différentes pièces constitutives.

- Construire un schéma général de l’épillet.



- Déterminer la Poaceae au moyen de la flore de référence.

4.2. Etude des autres familles de Liliopsida et des familles de Magnoliopsida

- Observer le matériel distribué et isoler une fleur.

- Effectuer une dissection florale.



- Déterminer les différentes espèces au moyen de la flore de référence.


56

4.3. Comparaison Magnoliopsida - Liliopsida

Compléter le tableau ci-dessous en comparant, au choix, une Monocotylédone avec une

dicotylédone. Les caractères ne sont pas nécessairement visibles directement à partir du

matériel distribué. Tenez compte des caractères mis en évidence notamment au cours du TP4.

Monocotylédone

Espèce : Caractères

Dicotylédone

Espèce :

Nervation des feuilles

Nombre des pièces formant

les verticilles des fleurs

Cotylédons

Croissance secondaire

Anneau de cambium

5. Questions de réflexion

1. Citer et expliquer les grandes caractéristiques des 3 embranchements des Métaphytes

Bryophytes :

Ptéridophytes :

Spermatophytes :

2. Citer 4 espèces de Poaceae et 4 espèces de Brassicaceae cultivées

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BLOC 1 bachelier en Sciences biologiques · L’examen pratique porte sur la matière vue au cours théorique et aux TP. Lors de cet examen, ... fougères, gymnospermes et ... Pour