Eléments de botanique Cours 9 Spermatophytes, Angiospermes 30/03/2017

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1 Eléments de botanique Cours 9 Spermatophytes, Angiospermes 30/03/2017 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

6 la Lignée Verte: Embryophytes Spermatophytes

7 la Lignée Verte: Embryophytes Spermatophytes

8

9 9

10 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux Métaphytes Anthéridie et archégone multicellulaire avec enveloppe stérile Rétention du zygote à l intérieur de l archégone Embryon pluricellulaire (sporophyte) protégé par le gamétophyte femelle Sporange pluricellulaire Sporange pluricellulaire qui produit des méiospores contenant de la sporopollénine dans la paroi, résistante à la dessiccation Alternance de phases haploïde et diploïde (Epidermes chez la plupart) 10

11 ARCHEGONE ANTHERIDIE ZYGOTE EMBRYON SPORANGE 11

12

13 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux plantes vasculaires Tissus vasculaire : Xylème et phloème Racines et des feuilles Cuticule épaisse Sporophyte dominant le cycle Sporophyte indépendant 13

14 XYLEME PHLOEME RACINE FEUILLE CUTICULE SPOROPHYTE DOMINANT 14

15 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes Ovule 15

16 Schéma de l ovule = mégasporange tégumenté indéhiscent 16

17 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes Ovule Graine dérive du développement de l ovule Mégagaméto phyte Graine de pin Méristème apical de la tige Méristème apical racinaire Cotylédons

18 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes Ovule Graine dérive du développement de l ovule Développement du sporophyte à partir de la graine, en totale indépendance du gamétophyte 18

19 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques générales, communes aux spermatophytes Ovule Graine dérive du développement de l ovule Développement du sporophyte à partir de la graine, en totale indépendance du gamétophyte Grain de pollen et tube pollinique 19

20 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Dernier groupe de plantes apparus sur Terre Origine vers le début du Crétacée (premier fossile de pollen, -130 MA) Premiers Angiospermes étaient des arbres Diversification des dicotylédones vers la mi-crétacée (-120 MA) 20

21 Tempo d apparition des différentes lignées

22 22

23 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères portées par les filets (= étamines) Disparition des cônes 23

24 Anthère = 2 microsporanges

25 Anthère ETAMINE Filet

26 Chapitre 12 Angiospermes Etamine: Issue de la microsporophylle Preuve: Primitives= étamines aplaties, à filet et anthère peu distincts anthère filet Amborella

27 Quelques exemples de grains de pollen Exine de morphologie variable

28 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte femelle réduit à 8 cellules (= sac embryonnaire) et produit par le mégasporange protégé dans le sporophyte 28

29 Chapitre 12 Angiospermes Gamétophyte femelle très réduit Sac embryonnaire (8 noyaux) 29

30 Comparaison avec les Gymnospermes : réduction! 30

31 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Gamétophyte protégé dans un ovule, lui-même protégé par un ovaire Ovule d Angiosperme

32 ovule Megagamétophyte (sac embryonnaire) funicule

33 Chapitre 12 Angiospermes Coupe transversale d ovaire ovule

34 Gymnospermes versus Angiospermes «Semence nue» «Semence enfermée»

35 Origine du carpelle Repli et fermeture du mégasporophylle le long de sa nervure médiane, formation du carpelle

36 Le carpelle et la fleur Carpelle : issu de la mégasporophylle (repli) Preuve: Primitives = carpelles imparfaitement soudés 36

37 Paroi carpelle OVULE

38 Stigmate Ovaire Protection supplémentaire du megasporange

39 Diminue la prédation par les insectes 39

40 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs 40

41 Gynécée= Somme carpelles Fleur = Axe porté par le réceptacle, soutenant quatre séries de pièces Androcée = Somme étamines Corole = Somme pétales Calice = Somme sépales 41

42 Le carpelle et la fleur Structures reproductives Enveloppes florales : Attraction pollinisateur et protection organes reproducteurs Gynécée Androcée

43 Chapitre 12 Angiospermes Fleur à 4 séries de pièces

44

45 Coupe longitudinale Fleur vue de dessus Diagramme floral

46 Pollinisation biotique

47 Insectes: principaux pollinisateurs Spectre visible Ce que voient les abeilles

48 Buddleia et son Sphinx colibri

49 Pollinisation par les chauves-souris

50 Pollinisation par le vent (abiotique) Exemple du noisettier

51 Exemple de la fleur de Forsythia Morphologie florale Fleur de Forsythia

52 Les organes reproducteurs de la fleur de Lys Hatier

53 Voir votre dissection florale aux TPs! Lys martagon sous-bois Hautes Alpes

54 Chapitre 12 Angiospermes Comparaison Gymnospermes-Angiospermes Gymnospermes Angiospermes Fleur Pistil/Carpelle(s) Etamine Pétale Sépale

55 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l embryon et un albumen triploïde suite à une double fécondation 55

56

57 Graine Embryon Testa Cotyledon Plumule Radicule Albumen

58 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l embryon et un albumen triploïde Ovaire se transforme en fruit après fécondation 58

59 Fruit charnus Drupe Baie Hespéride Voir cours 12

60 Fruit secs Déhiscent Gousse Follicule Capsules Indehiscent Akène Carypose Noix Voir cours 12

61 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l embryon et un albumen triploïde Ovaire se transforme en fruit après fécondation Fruit disséminé 61

62 Par le vent

63 Par le vent

64 Par les animaux

65 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes Production du pollen par les anthères protées par les filet (= étamines) Gamétophyte produit par un gamétange réduit et protégé par un ovule Ovule protégé par un ovaire Fleur pour attirer les pollinisateurs Graine contient l embryon et un albumen triploïde Ovaire se transforme en fruit après fécondation Fruit disséminé Grande diversité de l appareil végétatif 65

66 Herbe Buisson Arbre 66

67

68 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes, cycle de développement Cycle haplo-diploïde Gamétophyte très réduit Double fécondation Dissémination par les graines et fruit 68

69 Anthère Fleur du sporophyte mature Grain de pollen = gamétophyte mâle

70 Anthère = 2 microsporanges 70

71 Formation des microspores Méiose

72 4 grains de pollen

73 Loge pollinique Grain de pollen immature Faisseau vasculaire Epiderme Assise mécanique Sac pollinique

74 Microgamétophyte = grain de pollen

75 Fente de déhiscence Grains de pollen

76 Anthère libère les grains de pollen (après la méiose) Grains de pollen Gamètes mâles Tube pollinique Noyau du tube

77 Anthère Fleur du sporophyte mature Ovaire = gamétophyte mâle Megaspore

78 78

79 Méiose 3 mitoses successives 1ère division méiotique 2ème division méiotique Archéspore

80 Funicule Placenta Ovule bi-tégumenté Sac embryonnaire hile

81 Anthère Fleur du sporophyte mature Ovaire = gamétophyte mâle Megaspore

82 POLLINISATION ET FECONDATION

83 Chapitre 12 Angiospermes Le pollen déposé sur le stigmate germe :

84

85 Progression du tube pollinique dans le style

86 Chapitre 12 Angiospermes Grain de pollen à 3 noyaux 2 anthérozoïdes Noyau végétatif détruit

87 Tube pollinique traverse le nucelle et perce le sac embryonnaire

88 Anthère Graine germe Embryon Albumen Tégument grine Fleur du sporophyte mature Graine Ovaire Megaspore = gamétophyte mâle Albumen

89 Un noyau spermatique + 2 noyaux polaires = albumen 3n Un noyau spermatique + Oosphère = embryon 2n

90

91 Graine à maturité

92 Dissémination Chardonneret sur Tournesol

93 Pigeon sur Cerisier

94 Ecureuil et sa noisette

95 95

96 Germination de la graine : 2 cotylédons

97 Germination de la graine : 1 cotylédon

98

99 99

100 Chapitre 12 Angiospermes 1. Caractéristiques particulières des Angiospermes, cycle de développement Cycle haplo-diploïde à sporophyte dominant Gamétophyte très réduit (8 cellules) mais protégé par carpelle Fleur protège et attire les pollinisateurs (association avec les animaux) Double fécondation Fécondation rapide après la pollinisation Dissémination par les graines et fruit (association avec les animaux) 100

101 Chapitre 12 Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes De loin le groupe le plus diversifié ( espèces) Asteraceae: spp. Orchidaceae: spp. Fabaceae: spp. Rubiaceae: spp. Poaceae: spp. Lamiaceae: 7000 spp. Mammalia: spp. 101

102 Chapitre 12 Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes De loin le groupe le plus diversifié ( espèces) 102

103 Chapitre 12 Angiospermes 2. Diversité des Angiospermes : 2 groupes Monocotylédones (Eu-)Dicotylédones

104 Lignées d Angiospermes Dicotylées Paraphylétique 2 cotylédons Fleurs 4 ou 5- mères espèces Monocotylées Monophylétique 1 cotylédon Pollen monoaperturé Fleurs 3-mères Perte du cambium Nervation // Limbe à partir base primordium 104

105 Eudicotylédones Mono Feuille complète Deux faces Nervation réticulée Pétiole absent Nervation parallèle Croissance secondaire (cambium) Racine principale Pas de croissance secondaire Racines fasciculées Fleurs mères Fleurs 3- mères 105

106 Lignées d Angiospermes Eudicots Monocotylées espèces Fabacées : esp. Astéracées: esp espèces Orchidées: esp. Poacées: 9000 esp 106

107 Monocotylédones 1. Commelinidae Poaceae Cyperaceae Juncaceae 2. Asparagales Orchidaceae Amarylidaceae (et autres) 3. Liliales 107

108 Commelinidae 108

109 Poaceae 109

110 Cyperaceae

111 Juncaceae Luzula alpinopilosa Juncus effusus

112 Asparagales 112

113 Orchidaceae

114 Alliaceae

115 Eudicots: Quelques grandes familles

116 Rosaceae sensu lato Roses Pruniers Pommier

117 Fabaceae Pois Haricot Trèfles

118 Fagaceae Chêne Chataignier Hêtre

119 Brassicaceae Moutarde Colza Choux

120 Questions Dessinez et annotez les différentes parties d un ovule d Angiospermes avec un mégagamétophyte mûr, un microgamétophyte et une graine germée. Comparez les cycles de développement des Gymnospermes et des Angiospermes. Quels sont les deux grands groupes d Angiospermes et leurs caractéristiques?

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