Eléments de botanique Cours 10 Anatomie des Angiospermes 14/03/2015

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1 Eléments de botanique Cours 10 Anatomie des Angiospermes 14/03/2015 Bac1 sciences pharmaceutiques et sciences biologiques Denis Michez 1

2 Cours 1-2 Introduction générale Caractéristiques de la vie Caractéristiques des végétaux Métabolisme végétal Les premiers végétaux Cyanobactéries Eucaryotes: reproduction et cellule 2

3 Cours 3-5 Evolution et caractéristiques des végétaux eucaryotes Champignons Algues Métaphytes 3

4 Cours 6-9 Evolution et caractéristiques des métaphytes Bryophytes Ptéridophytes Spermatophytes: Gymnospermes Angiospermes 4

5 Cours 10 Evolution et caractéristiques des Angiospermes Anatomie Histologie 5

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7 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Généralités, structures végétatives : Tige, feuille, bourgeons (terminal et axillaires), racine 7

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9 Méristème apical caulinaire Méristèmes latéraux

10 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Généralités, tissus primaires, mis en place par les méristèmes Méristème = cellules non différentiées, totipotentes (~cellules mère, stem cells) qui mettent en place tous les organes de la plante 10

11 Méristème apical Méristème basal Ebauche foliaire Proto- tissus vasculaires

12 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, mis en place par les méristèmes Développement continu de la plante (=mitoses continues). L individu se développe aussi longtemps que la plante reste en vie! 12

13 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, mis en place par les méristèmes Différentiation des cellules au fur et à mesure qu on s éloigne du méristème

14 Meristèmes intercalaires chez les graminées

15 Meristèmes intercalaires chez les graminées

16 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, 4 types de tissus simples mis en place Parenchyme Collenchyme Sclérenchyme Epiderme (et rhizoderme) RQ: tissu = constitué d un ou de plusieurs types de cellules avec des fonctions spécifiques

17 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, parenchyme Fonction principale : photosynthèse, stockage (air, eau ou matière de réserve) et remplissage Structure : Cellules peu différentiées, isodiamétriques ou allongées Pas d épaississement secondaire de la paroi Distribution: fruit, graine, racine, feuille et tige.

18 Parenchymes Stockage Méat entre les cellules

19 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, collenchyme Fonction principale : soutient aux flexions et tractions (souplesse) Structure : Cellules vivantes aux parois secondaires épaissies en cellulose, riche en pectine Cellules allongées Cellules regroupées en amas Distribution: Tige et feuille, essentiellement dans les jeunes organes

20 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Parenchyme Collenchyme

21 Rapel : paroi cellulaire primaire Cellule 1 Cellule 2 Membrane plasmique Plasmodesme Lamelle moyenne Paroi primaire Principalement cellulose: beta-1,4-glucopyranoside

22 Epaississement secondaire C ell # 1 C ell # 2 Lamelle m i dd le l a m emoyenne ll a Membrane plasmique p la sm a m e m bra n e Paroi primaire pri m a ry c e ll w a l l (c e ll ul os ic ) Paroi secondaire s ec o nd a ry c e ll w a l l (li gn ifi e d) Plasmodesmes p it (pi ts o f tw o a dj a c e nt c e ll s = p it -pa i r) p ri m a ry pi t fi e ld (c ol le c t io n of s e ve ra l p la sm o de s m a ta ) Plasmodesmes pl a sm o de s m a ta C e ll # 1 C e ll # 2

23 Collenchyme

24 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, sclérenchyme Fonction principale : soutient au compression (résistance) Structure : Cellules mortes avec la paroi secondaire épaissie en lignine Fibres ou sclérides Cellules distribuées en amas Distribution : organes dont l allongement est achevé

25 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Sclérides Fibres

26 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Sclérenchyme - Sclérides 1) Paroi secondaire (+ primaire) 2) Cellule morte à maturité 3) Isodiamétrique à irrégulière

27 Sclérenchyme - Fibres 1) Paroi secondaire (+ primaire) 2) Cellules mortes 3) Cellules très allongées

28 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, épiderme Fonction principale : protection des organes contre la dessiccation et les agressions; échanges gazeux. Structure : Assise unique de cellule (1 seule couche) Parois externes épaissies en lignine, jointives et continues Cellules stomatiques (organes aériens) Parfois poils Distribution : A la surface externe de l organisme

29 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Faisceau LG Epiderme Mesophylle Face supérieure Epiderme Face inférieure Stomates

30 Epidermes Stomates, trichomes, & poils racinaires

31 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 1. Tissus primaires, tissus complexes Xylème Phloème Périderme Structures sécrétrices Tissus vasculaires

32 Tissus vasculaires Transport eau, nutriments et sucres entre les racines et les feuilles Association de xylème et de phloème en faisceaux Associations différentes dans les tiges et les racines Xylème Phloème

33 Xylème Trachéides Plantes vasculaires primitives Associés en biseaux, ouvertures aux apex, capillarité moins efficace par rapport aux éléments de vaisseaux Eléments de vaisseaux Plantes vasculaires dérivées Ouvertures sur les côtés, extrémités ouvertes complètement Collés bout à bout pour former de long tubes Action de capillarité plus grande Transpiration Racines tiges feuilles atmosp.

34 Xylème Eléments de vaisseaux joints bout à bout Eléments de vaisseaux + cellules de parenchyme Trachéides

35 Phloème Circulation sève élaborée (descendante) Composé de tubes criblés = cellules allongées, vivantes mais ayant perdu leur noyau, dont les cloisons transversales sont perforées (au-travers desquelles circule la sève).

36 Phloème Pore du tube criblé Tube criblé Cellule compagne Noyau + Cellules de parenchyme

37 Phloème Tubes criblés Pas de noyau ou d organites Extrémités ouvertes Cellules compagnes Nuclées Jointes aux tubes criblés via le plasmodesme Contrôlent les tubes criblés en régulant la diffusion Translocation Mouvement des sucres; feuilles racines, fruits, &/ou méristèmes

38 Faisceau libéro-ligneux Tube criblé Xylème Cellules compagnes Phloème Eléments de vaisseaux

39 Faisceau libéro-ligneux Xylème Eléments de vaisseaux Phloème Tube criblé Cellules compagnes

40 Périderme Liège & parenchyme

41 Structures secrétrices Glandes Nectaires Laticifères

42 2. Organes des plantes Feuille

43 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, anatomie et histologie Mis en place par le méristème apical caulinaire Ensemble de tissus 43

44 Méristème apical Méristème basal Ebauche foliaire Proto- tissus vasculaires 44

45 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes limbe bourgeon axillaire nervure centrale pétiole stipule 45

46 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, anatomie et histologie Mis en place par le méristème apical caulinaire 3 types tissus: Epidermes supérieur et inférieur Mésophyle formé d un parenchyme chlorophylien pallissadique et d un paranchyme chlorophylien lacuneux Faisceaux libéro-ligneux (Phloème + Xylème) 46

47 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Parenchyme palissadique nervure xylème phloème espace aérifère Coupe dans une feuille cuticule épiderme supérieur Parenchyme lacuneux stomates ostiole cuticule épiderme inférieur cellule de garde ou cellule stomatique 47

48 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes cuticule Epiderme supérieur Parenchyme pallisadique Parenchyme lacuneux Epiderme inférieur cuticule

49 Mésophylle Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes CT du limbe différents types de tissus Coupe transversale de feuille et schéma d interprétation

50 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Epiderme Stomate 50

51 Variabilité dans la structure de l épiderme Stomate Trichome

52 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Structure du stomate : permet les échanges gazeux 52

53 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes Fonction du stomate Ouverture/fermeture contrôlée Entrée CO2 Sortie O2 53

54 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes

55 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes

56 Faisceaux libéro-ligneux épiderme supérieur mésophile palissadique mésophile lacuneux xylème cambium phloème Faisceau libéroligneux épiderme inférieur 56

57 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Photosynthèse 57

58 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Stockage Stockage de l eau chez l orpin (Crassulaceae) 58

59 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Stockage Stockage de l eau chez Aloe vera (Aizoaceae) 59

60 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Diversité morphologique Variation dans la nervation (position des nervures) : pennée, palmée ou parallèle Variation dans la coupe du limbe : entière ou composée Variation dans la position relative des feuilles : alterne, opposée ou verticillée Présence ou absence de stipule Présence ou absence de vrille Forme du limbe 60

61 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Les nervures : Parcourent le limbe Prolongent les faisceaux libéroligneux de la tige Conduisent les sèves ce qui explique le rôle nutritionnel majeur de la feuille. Nervures parralèles Nervures palmées Nervures pennées 61

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65 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité entier limbe lobé nervure médiane nervure secondaire pétiole stipule folioles rachis pétiolules bourgeon axillaire feuilles simples feuille composée

66 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Feuilles simples Feuilles composées 66

67 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Feuille simple Chêne Cerisier Liquidambar 67

68 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Feuille composée palmée Exemples : le marronnier d inde (Aesculus hyppocastanum L.) le lupin (Lupinus albus L.) 68

69 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Feuille composée paripennée Exemples : pistachier (Pistacia lentiscus L.) caroubier (Ceratonia siliqua L.) 69

70 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Feuille composée imparipennée Exemples : Robinier faux acacia (Robinia pseudoacacia L.) Frêne (Fraxinus excelsior L.) 70

71 Composée Simple Opposées Alternes Verticillées Opposées décussées Paripennées Imparipennées Palmées 71

72 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Absence de stipule Présence de stipule Rosier Cerisier 72

73 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 2. Feuilles, fonction et diversité Absence de vrille Présence de vrille Gesce Cerisier 73

74 La feuille Vocabulaire de la forme du limbe mucronée (pourvue d un mucron : pointe courte et raide) panduriforme (en forme de violon) apiculée (avec un apex léger) portant une petite pointe aiguë, courte et molle. aciculaire (en forme d aiguille) flabellée (en forme d éventail) hastée (en forme de flèche) asymétrique (sans axe ni plan de symétrie ovale 74

75 La feuille Vocabulaire de la forme du limbe émarginée (extrémité légèrement échancrée) nastriforme (extrémité en forme de serpent) elliptique (en forme d ellipse) obovale (en forme d ovale renversé) cuspidée (se terminant assez brusquement en pointe aiguë, mais non forcément rigide) ensiforme (en forme de lame) sagittée (en forme de fer de flèche) cunéiforme (en forme de coin triangulaire) 75

76 La feuille Vocabulaire de la bordure du limbe dentée (dont la marge est garnie de dents) palmatipartite (feuille palmée dont les divisions atteignent presque la base du limbe) lobée (bordée de lobes) festonnée (bordée de dents arrondies) trilobée (à trois lobes) ovale-apiculée (se terminant par une pointe aiguë, courte et molle). crénelée (pourvue de dents obtuses et arrondies) lacérée (irrégulièrement incisée ou découpée) en dent de scie-elliptique pennatipartite (qualifie une feuille pennée dont les divisions atteignent presque la nervure centrale). 76

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78 3. Organes des plantes Tige

79 La tige Apex ou bourgeon terminal Entre nœuds Bourgeon axillaire Nœuds 79

80 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Anatomie et histologie des tiges Croissance primaire, mise en place des tissus par les méristèmes primaires: Épiderme Collenchyme dans les coins Parenchyme cortical et médulaire (=moelle) Faisceaux libéro-ligneux (sclérenchyme, xylème + phloème) Cambium (méristème secondaire, chez dicots) 80

81 Coupe dans tournesol Moelle Méristème apical Bourgeon terminal Epiderme FLG Liber Moelle Xylème Cambium Phloème Faisceau LG

82 Faisceaux libéro-ligneux Xylème, phloème et cambium entre les 2 Pas de distribution structurée chez les monocots Organisation concentrique chez les dicots Cambium Mitose secondaire et croissance e.g. Cambium vasculaire e.g. Cambium écorce

83 CT dans une tige de monocot. FLG

84 Sclérenchyme Phloème Tube criblé Cellule compagne Extérieur Parenchyme Parenchyme Elément de vaisseau Espace Intérieur Sclérenchyme

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87 CT dans une tige de dicot. FLG

88 CT dans une tige de dicot. Sclérenchyme Phloème Cambium Parenchyme

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91 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Anatomie et histologie des tiges Croissance secondaire, activité du cambium et mise en place : Xylème secondaire Phloème secondaire 91

92 Cambium Méristème secondaire

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95 Ecorce Phloème Cambium 3 ans de xylème Bois d été Bois de printemps

96 Ecorce Cambium Phloème Xylème

97 Ecorce Cambium

98 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Photosynthèse, soutient et échange 98

99 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Stockage eau Lithops 99

100 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Stockage eau Succulence : formation de tissu charnus capables d emmagasiner des réserves d eau. Ex : Cactacées, Euphorbiacées, Jardin de cactus de Lanzarote

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102 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Photosynthèse 102

103 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne dressée Chêne Palmier 103

104 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne rampante Fraisier 104

105 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne grimpante par des vrilles Vigne 105

106 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne grimpante par des ventouses Vigne vierge (Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch.) 106

107 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne grimpante par des épines ou des aiguillons Ronce 107

108 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne grimpante «volubile» lévogyre (s enroule de gauche à droite) Chèvrefeuille (Lonicera caprifolium L.) 108

109 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige aérienne grimpante «volubile» dextrogyre (s enroule de droite à gauche) Houblon (Humulus lupulus L.) 109

110 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige souterraine : les rhizomes Chiendent (Agropyrum repens P. Beauv. ) 110

111 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige souterraine : les rhizomes Sceau de Salomon (Polygonatum multiflorum L. ) 111

112 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige souterraine : les bulbes Oignon (Allium cepa L. ) 1 : écailles charnues ; 2 : bourgeon ; 3 : écailles sèches ; 4 : plateau = tige réduite ; 5 : racines adventives ; 6 : restes des feuilles de l'année précédente 112

113 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 3. Tiges, fonction et diversité Les différents types de tiges Tige souterraine : les tubercules Pomme de terre (Solanum tuberosum L. ) Germes 113

114 4. Organes des plantes Racine

115 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 4. Racines, anatomie et histologie Mise en place par le méristème primaire racinaire Plusieurs tissus: Epiderme (avec poils absorbants) Parenchyme Endoderme Péricycle Pôle de phloème (chez monocots) Pôle de xylème (chez monocots) Moelle (chez monocots) Faisceaux libéro-ligneux (chez dicots) 115

116 Point de la racine Poil racinaire racine Racine latérrale Méristème apical racinaire

117 Racine root cap 1) Coiffe protège méristème 2) Poils absorbants Méristème racinaire apical

118 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes CT dans une racine de monocot. Epiderme Moelle Cylindre vasculaire Parenchyme cortical Xylème primaire Phloème primaire

119 119

120 CT dans une racine de monocot. Parenchyme Xylème Endoderme Phloème Moelle (Parenchyma)

121 CT dans une racine de monocot. Endoderme

122 CT dans une racine de dicot. Phloème primaire Xylème primaire Faisceau libéro-ligneux Cortex Epiderme

123 123

124 CT dans une racine de dicot. Endoderme Pericycle Phloème Xylème Cambium vasculaire

125 Bande de Caspary Force les fluides à passer par la membrane plasmique (absorption selective)

126 Cortex Epiderme Bande de Caspary Péricycle Endoderme Xylème Phloème Faisceau vasculaire Racine (c.s.) 3) De nouvelles raciness se forme depuis l intérieur de la racine

127 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 4. Racines, fonction et diversité Assimiler l eau et les sels minéraux Dessin de l'appareil racinaire d'une graines de céréale germée : 127

128 Détails de la zone pilifère en MP (à droite schéma d une CT) :

129 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 4. Racines, fonction et diversité Stocker 129

130 Chapitre 13 Anatomie des Angiospermes 4. Racines, fonction et diversité Type de racines a : pivotante (Giroflée) b : tubéreuse (Carotte) c : fasciculée (Blé)

131 Il existe de nombreux cas particuliers de racines Pneumatophores (Paletuvier avicennia)

132 Racines échasses de Palétuviers rhizophora dans la mangrove

133 Racine-ventouse du Gui

134 Racines-lianes Racines aériennes des orchidées (Phalaenopsis sanderiana)

135 Racines-contreforts (Fromager)

136 Ce sont aussi des fromagers qui envahissent les vestiges d Angkor

137 Questions Comparez les structures histologiques des tiges de monocotylédones et de dicotylédones Quels sont les tissus primaires mis en place par le méristème caulinaire? Précisez leurs caractéristiques cellulaires. Quels sont les fonctions des tissus vasculaires? Quels sont les fonctions des feuilles? Schématiser une coupe transversale dans une racine de dicotylédones et précisez les fonctions des différents tissus.