Université de Nouakchott Faculté des Sciences et Techniques Département de Biologie Année Universitaire

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1 Université de Nouakchott Faculté des Sciences et Techniques Département de Biologie Année Universitaire FASCICULE DE TRAVAUX PRATIQUES DE BIOLOGIE VEGETALE -B3- Elaboré par Zein El Abidine OULD BOUNA 1

2 SOMMAIRE Séance 1 : ETUDE DE LA FLEUR TP 1. Etude de l organisation de la fleur TP 2. Etude de la variation de la structure de la fleur Séance 2 : ETUDE DES INFLORESCENCES TP 3. Etude des inflorescences botrytiques ou racémeuses TP 4. Etude des inflorescences cymeuses Séance 3 : ETUDE DES FRUITS TP 5. ETUDE DES FRUITS SIMPLES TP 6. ETUDE DES FRUITS MULTIPLES ET COMPLEXES 2

3 SÉANCE I- ETUDE DE LA FLEUR ET DES INFLORESCENCES La fleur est un axe court à croissance limitée qui provient du développement d un bourgeon floral terminal ou latéral axile par une feuille qui constitue sa bractée. La fleur caractérise les Phanérogames ou Spermaphytes, elle est apparente chez les Angiospermes. TP 1. Organisation de la fleur (Planche I) La fleur la plus complète comporte quatre cycles de pièces florales ou verticilles : le calice, la corolle, l androcée et le gynécée, insérés sur l extrémité élargi du pédoncule floral (le réceptacle floral). On distingue de l extérieur vers l intérieur : 1- le calice formé de pièces généralement verdâtres appelées sépales. Ces sépales peuvent être : libres, la fleur est alors dite dialysépale ou soudés, la fleur est gamosépale. 2- la corolle formée de pièces en général colorées : les pétales. On parle de fleur gamopétale si la corolle est formée de pièces soudées et de fleur dialypétale dans le cas contraire. Ces deux verticilles forment le périanthe. Si ces deux verticilles sont difficiles à différencier, on parle de tépales, formant le périgone. 3- l androcée est l appareil reproducteur mâle de la fleur. Il est formé par des étamines. Chaque étamine est formée par un filet qui porte l anthère. A maturité, les anthères s ouvrent pour laisser échapper les grains de pollen. Les étamines peuvent être libres ou soudées (au niveau des filets ou des anthères). 3

4 Stigmate Grains de pollen Etamine Style Ovaire 4

5 4- Le gynécée est l appareil femelle de la fleur. Il est formé de carpelles qui sont des feuilles repliées longitudinalement, et renferment un ou plusieurs ovules. Une fleur peut avoir un ou plusieurs carpelles qui peuvent être soit séparés, soit soudés, partiellement ou totalement. Les carpelles soudés totalement forment le pistil. Dans une fleur, les carpelles isolés ou groupes de carpelles soudés sont différenciés en une partie renflée, l ovaire, qui se prolonge par le style et se termine par le stigmate. A l intérieur de l ovaire, les ovules restent fixés au placenta jusqu à leur maturité. 5- Position du gynécée par rapport aux autres pièces florales Suivant la position du gynécée par rapport aux autres pièces florales, on distingue : une fleur épigyne : le calice, la corolle et le étamines sont insérés au dessus du point d insertion du gynécée, donc l ovaire est infère (il peut être libre ou adhérant à la paroi du conceptacle). Une fleur hypogyne : le calice, la corolle et les étamines sont fixés au dessous du point d insertion du gynécée, l ovaire est donc supère. Fleur périgyne : le calice, la corolle et les étamines sont fixés au même niveau que le gynécée. Les fleurs complètes sont hermaphrodites, c'est-à-dire possédant à la fois des étamines et des carpelles. La variation dans leur structure peut entraîner la formation de fleurs variées telles les fleurs unisexuées males (= staminées) ou unisexuées femelles (= pistillées). Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis choisissez un bouton floral que vous disséquez sous la loupe et déterminez : 5

6 - pour chaque verticille déterminer s il est régulier ou irrégulier - nombre de verticilles - nombre de pièces florales - couleur - pièces libres ou soudées - autres caractères (existence de nectaires, de poils etc.) - le nombre de verticilles - le nombre de pièces par verticille - les pièces constitutives du verticille sont elles libres ou soudées et à quel niveau se fait la soudure - pour les étamines déterminer le mode de déhiscence de l anthère - pour le gynécée déterminer le nombre d ovules et le type de placentation. Faites les dessins de : - coupe longitudinale de la fleur - le gynécée - coupe transversale de l ovaire - tirez les conclusions nécessaires 6

7 TP 2. Variation de la structure de la fleur (voir cours) 1. Symétrie de la fleur Une fleur admet : - un axe central de symétrie, elle est alors dite actinomorphe ou régulière. - Un plan de symétrie bilatérale, elle est dans ce cas dite zygomorphe ou irrégulière. - Certaines fleurs sont irrégulières et n ont pas de plan de symétrie, elles sont asymétriques. 2. Formule florale La formule florale est une expression ou chaque verticille est désigné par la première lettre du nom des pièces constitutives précédée de leur nombre. Dans le cas ou nombre est élevé, il est désigné par la lettre n. Exemple : soit une fleur formée de 5 sépales, 5 pétales, 10 étamines insérées sur deux verticilles et 5 carpelles. Sa formule s écrit alors : 5S + 5P + (5 + 5)E + 5C. La formule florale renseigne sur le nombre de pièces florales. Chez les Monocotylédones le nombre de pièces florales est un multiple de trois (la fleur est du type trimère), par contre chez la plupart des Dicotylédones ce nombre est multiple de deux, quatre ou cinq (la fleur est du type : di, tétra ou pentamère). 3. Diagramme floral (planche III) C est une projection sur le plan des différentes pièces de la fleur supposées coupées transversalement : le périanthe à mi hauteur, les étamines au niveau des anthères et le gynécée au niveau de ou des ovaires. Conventionnellement cette représentation de la fleur se place entre l axe portant la fleur et sa bractée (la bractée en bas du diagramme et l axe en haut de celui-ci). Les différentes pièces florales sont représentées sur des cercles ou des ellipses suivant que la symétrie est axiale ou bilatérale. 7

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9 Conventionnellement : les sépales sont représentés par des arcs de cercles noirs (séparés dans le cas des fleurs dialysépales et liés entre eux dans le cas des fleurs gamosépales), les pétales par des arcs blancs ( séparés dans le cas des fleurs dialypétales et liés entre eux dans le cas des fleurs gamopétales), les étamines par des B majuscules dont l échancrure est dirigée à l extérieur dans le cas d une déhiscence extrorse et à l intérieur dans le cas d une déhiscence introrse et le pistil par sa coupe transversale au niveau de l ovaire. Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis choisissez un bouton floral que vous disséquez sous la loupe. Observer et dessiner: Le diagramme floral La formule florale Les caractères généraux de la fleur 1- fleur régulière ou irrégulière 2- fleur hermaphrodite ou unisexuée 3- fleur gamopétale ou dialypétale 4- position par rapport aux autres pièces ( ovaire supère ou infère 5- fleur solitaire ou inflorescence. 9

10 SÉANCE 2. ETUDE DES INFLORESCENCES Lors de la floraison certaines Angiospermes produisent des fleurs uniques ou solitaires (terminales ou axillaires), mais en général, la plupart produisent des fleurs regroupées en ensembles physionomiquement bien individualisés, les inflorescences. L inflorescence est un axe ramifié portant à ses extrémités des fleurs. La ramification de l axe inflorescentiel est calquée sur celle de axes végétatifs : elle peut être monopodiale donnant naissance à une inflorescence botrytique ou racémeuse, sympodiale donnant naissance à une inflorescence cymeuse. Selon le degré de ramification de cet axe, l inflorescence peut être simple (l axe inflorescentiel = axe 1 porte directement des fleurs = axes 2) ou composée (l axe inflorescentiel = axe 1 présente des ramifications latérales = axes 2, 3 n portant les fleurs = n+1). TP 3. Les inflorescences botrytiques ou racémeuses (planche IV) 1. Les inflorescences botrytiques ou racémeuses simples ces inflorescences sont représentées par le modèle grappe et ses variétés (l épi, le corymbe, l ombelle et le capitule). La grappe est formée de fleurs pédonculées et séparées par des entre-nœuds. La formation des fleurs dans une grappe s effectue de la base vers le sommet de l axe inflorescentiel (les fleurs de la base sont épanouies alors que celles du sommet sont encore à l état de boutons), l ordre de formation des fleurs dans cette inflorescence est alors basifuge ou acropète. L épi est une grappe de fleurs sessiles. Epis particuliers : - le spadice : c est un épi enveloppé par une grande bractée appelée spathe. - Le chaton : est un épi constitué uniquement de fleurs unisexuées mâles (= fleurs staminées) ou unisexuées femelles (= fleurs carpellées) et à périanthe nul ou rudimentaire. 10

11 Le corymbe est une grappe de fleurs ou les entre-nœuds se réduisent. Les pédoncules floraux des fleurs de la base se développent permettant à toutes les fleurs de se situer au même niveau. L ombelle diffère du corymbe par l insertion des fleurs à un même niveau matérialisé par le verticille de leurs bractées formant un involucre. Le capitule est une grappe ou il y a disparition de pédoncules floraux et des entre-nœuds. Les fleurs sont disposées sur un plateau correspondant à l extrémité élargie du réceptacle inflorescentiel. Ces différentes inflorescences peuvent être ouvertes ou indéfinies lorsque l axe inflorescentiel n arrête pas sa croissance par une fleur terminale. Elle est définie ou fermée dans le cas contraire. 2. les inflorescences racémeuses composées : sont des inflorescences composées de plusieurs inflorescences simples exemples : grappes de grappes, corymbes de corymbes, épis d épillets etc. Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis déterminer le type d inflorescences racémeuses : Faites les dessins de : L inflorescence et tirez les conclusions nécessaires 11

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13 TP 4. Les inflorescences cymeuses (planche V) Ce sont des inflorescences définies puisque l axe inflorescentiel 1 arrête sa croissance par une fleur. Comme l inflorescence racémeuse, l inflorescence cymeuse peut être simple ou composée. 1- Inflorescences cymeuses simples Le dichasium : dans le dichasium l axe inflorescentiel (= axe 1) produit des feuilles P et B, arrête sa croissance par une fleur terminale = la fleur 1, il est alors relayé par deux axes (axe 2) se développant à l aisselle des feuilles Pet B qui constituent leurs bractées. Ces axes se termineront à leur tour par des fleurs. Le dichasium est une inflorescence triflore : la fleur la plus ancienne termine l axe principal, les deux autres fleurs plus jeunes terminent les axes secondaires donc le développement des fleurs est centrifuge). Le monochasium : dans le monochasium, l axe inflorescentiel (= axe 1) produit des feuilles P et B, arrête sa croissance par une fleur terminale = la fleur 1, il est alors relayé par un seul axe (axe 2) se développant à l aisselle de l une des feuilles P et B qui constitue sa bractée. Cet axe se termine à son tour par une fleur. - La cyme bipare : ce type est caractérisé par une succession d inflorescences terminales triflores = dichasiums. Le dichasium étant constitué par un axe dont la croissance est arrêtée par la production d une fleur terminale d ordre 1 dont les deux pré feuilles P et B axillant chacune une fleur d ordre 2. Les plans successifs de la ramification dichasiale se coupent à angle droit. - La cyme unipare : est un enchaînement de monochasiums. On distingue la cyme unipare scorpoïde et la cyme unipare hélicoïdale. 2- Les inflorescences cymeuses composées exemples : cyme bipare de cymes unipares hélicoïdales. a- Les inflorescences mixtes sont des inflorescences dont l architecture est un mélange d inflorescences cymeuses et 13

14 racémeuses ex : grappes de cymes scorpioïdes, épis de cymes hélicoïdales, ombelles de cymes scorpioïdes. Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis déterminer le type d inflorescences cymeuse : Faites les dessins de : L inflorescence et tirez les conclusions nécessaires Tirez les conclusions nécessaires 14

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16 SEANCE II- ETUDE DES FRUITS Le fruit provient de la transformation de l ovaire suite à une pollinisation suivie d une double fécondation. Cependant, certaines plantes peuvent produire des fruits sans qu il y ait une pollinisation, c est le phénomène de parthénocarpie qui conduit la formation de fruits dépourvus de graines exemple : les bananes, les raisins ou les clémentines sans pépins. la transformation de l ovaire en un fruit est essentiellement une croissance de cette partie du pistil, associée à une différentiation histologique de la paroi ovarienne. La paroi ovarienne est formée d un parenchyme recouvert par deux épidermes, l un externe et l autre interne. Au cours du développement du fruit, cette paroi se transforme en péricarpe où : l épiderme externe dévient l épicarpe, le parenchyme correspond au mésocarpe et l épiderme interne se transforme en endocarpe. 1- la croissance du fruit (voir cours) 2- la différentiation histologique du fruit (voir cours) 3- les différentes catégories de fruits Les fruits peuvent être classés de différentes manières, la classification suivante est unanimement acceptée : A. Fruits simples B. Fruits composés C. Fruits complexes 16

17 TP 5. Etude des fruits simples Les fruit simples proviennent de la transformation de l ovaire unique (syncarpe, uni ou pluricarpellé) d une fleur. Suivant que la paroi du fruit est charnue ou sèche à maturité, on distingue : les fruits charnus et les fruits secs. - les fruits charnus : baies et drupes (Planche VI) 1 - les baies ont un péricarpe entièrement charnu et au sein duquel on trouves des graines appelées ici «pépins» exemples : «grains» de raisin, de tomate, etc. 2- Drupes ont un épicarpe et une partie du mésocarpe charnus mais le reste du mésocarpe et l endocarpe sont sclérifiés formant une coque dure ou «noyau» autour de la graine appelée «amande», exemples de drupes : cerises, jujubes, fruit de Balanites aegyptiaca etc. - Les fruits secs (Planche VII) On distingue dans cette catégorie des fruits qui s ouvrent et libèrent leurs gaines à maturité, ils sont alors dits déhiscents ; ceux qui ne s ouvrent pas à maturité sont dits indéhiscents. 1- Fruits secs déhiscents : en principe polyspermes. - ovaire unicarpellé = déhiscence ventrale : folicule, - ovaire unicarpellé = déhiscence ventrale associée à une déhiscence dorsale : gousse, - ovaire pluricarpellé = capsule (déhiscences diverses, voir cours). 2- Fruits secs indéhiscents = akènes. Les akènes peuvent être ailées, elles sont alors dites samares; d autres ont un péricarpe intimement lié aux téguments de la graine = caryopse ou très lignifié = nucule. 17

18 Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis déterminer le type de fruit simple : Faites les dessins des fruits et tirez les conclusions nécessaires tirez les conclusions nécessaires 18

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20 TP 6. Etude des fruits multiples et complexes A. Les fruits multiples : proviennent des fleurs à plusieurs carpelles indépendants exemples : polydrupes du Framboisier, polyakènes de clématite. B. Les fruits complexes : dérivent de l ovaire auquel sont associés d autres pièces florales comme le réceptacle, le calice etc., parmi les fruits complexes on trouve aussi les infrutescences qui dérivent d une inflorescence. Exemples de fruits complexes : l ananas, la fraise, la pomme, etc. Manipulation Observez les échantillons qu on vous a distribués, puis déterminer le type de fruit simple : Faites les dessins des fruits et tirez les conclusions nécessaires Tirez les conclusions nécessaires 20

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