Chap 3 : Organisation d'une plante I. L'appareil végétatif : C'est l'ensemble des organes d'une plante (racine, tige, feuille) qui assurent sa croissance. Il s'oppose à l'appareil reproducteur. L'appareil végétatif s'adapte aux conditions extérieures. Activité 1 : Utiliser une clé de détremination et classer des végétaux. ni tige, ni feuille, ni fleur... pas de chlorophylle Champignon de la chlorophylle (parfois cachée par un pigment rouge ou brun) association symbiotique entre une algue et un champignon une tige et des feuilles Plante sans fleur Pas de racine, pas de vaisseau conducteur de la sève Racine ou tige souterraine horizontale, des vaisseaux Plantes avec des fleurs Graines nues portées par les écailles d'un cône, résine souvent Algues Lichen Mousses et apparentées Fougères Gymnospermes (les pins...) Graines enfermées dans un fruit Angiospermes 1.Les racines : Les racines ont de nombreuses fonctions: fixation de la plante dans le sol, puisage de l'eau et des sels minéraux dans le milieu, et, dans certains cas, accumulation de réserves. On peut définir 4 parties dans une racine : La zone subéreuse (4): correspond à la partie la plus âgée de la racine; elle porte les racines secondaires ou radicelles. La zone pilifère (3) : émet des poils absorbants. Ce sont eux qui permettent l'absorption de l'eau et des sels minéraux. La zone d'accroissement (2) : située derrière la coiffe, elle est responsable de la multiplication cellulaire. La coiffe (1) : termine et protège la racine. C'est elle qui permet la pénétration dans le sol. 1
On distingue plusieurs types de racines selon l'écologie de la plante : Racine pivotante Racine fasciculée Racine pivotante :la racine va chercher l'eau en profondeur. Ce sont principalement les arbres et les plantes de régions sèches qui possèdent ce système. Racine fasciculée : les racines courent sous la surface du sol. Racine adventive : racine prenant naissance sur une tige (souterraine ou aérienne) tel que les stolons du fraisier. Sert souvent à la multiplication végétative, au bouturage des plantes. Racine traçante : racine qui s'étend horizontalement, elle peut donner des tiges adventives ou drageons. 2. Les tiges : Ce sont les tiges des plantes supérieurs ( plantes vasculaires ) qui abritent les réseaux des vaisseaux conducteurs de sève. Ceux-ci assurent : la distribution de l'eau et des sels minéraux indispensables à l'alimentation de la plante (sève brute ) et dirigent, les produits de la photosynthèse (sève élaborée ) vers les organes de réserve. La tige peut être : Dressée Montante Couchée ourampante Volubile,ou grimpante Dressée : la tige est suffisament robuste pour se développer à la verticale. Montante : concerne souvent des plantes dont la souche est vivace et robuste mais dont les tiges aériennes sont grêles et herbacées. Couchée ou rampante : les tiges sont étalées au sol et ne montent pas ou peu. On parle également de plantes prostrées. Volubile : entoure un support pour y prendre appui. Grimpante : se fixe sur un support par des crampons qui sont des racines adventives ou par des vrilles, qui sont des feuilles transformées. 3. Les feuilles : Sa partie principale, le limbe, est aplatie afin d'augmenter la collecte de la lumière. Les feuilles présentent également des adaptations à d'autres fonctions: elles forment des écailles protectrices des bourgeons...etc. Elles tombent au bout de quelques années chez les arbres caducs. Une feuille est un organe aérien très important dans la nutrition de la plante. C'est en effet le 2
lieu de la photosynthèse qui aboutit à des composés organiques (sucres, protéines) formant la sève, utilisée par le végétal pour alimenter ses cellules. La feuille est généralement composée de 2 parties : Le limbe, qui contient les cellules chlorophylliennes responsables de la photosynthèse, Le pétiole, passage des vaisseaux conducteurs de sève de la tige vers le limbe. Une feuille sans pétiole apparent est dite sessile. Au point d'attache de la feuille sur la tige, il y a toujours un bourgeon axillaire. NB : Les tiges des plantes herbacées contiennent souvent des cellules chlorophylliennes. Des stipules, sortes de minuscules feuilles, peuvent être présentes, par paire, à la base du pétiole, sur la tige. 3
Une feuille est constituée de plusieurs parties : le pétiole ; partie cylindrique plus ou moins aplatie qui relie le reste de la feuille à la tige au niveau du noeud ( sur la tige, à la base du pétiole se situe le bourgeon axillaire). Le limbe ; partie souvent plate ayant une plus grande surface que le pétiole. Les nervures ; d'une section souvent cylindrique, elles sillonnent le limbe. Différents types de feuilles Les feuilles sont disposées de diverses façons sur la tige. Deux feuilles situées sur un même noeud et disposées à 180 sont dites opposées Des feuilles sont dites alternes lorsqu'une seule feuille apparaît à chaque noeud et qu'elles s'orientent différemment en alternance Lorsque trois feuilles ou plus s'attachent à un noeud, on qualifie cette disposition de verticillée Les feuilles peuvent être simples ou composées Une feuille simple possède un seul limbe continu, à l'extrémité d'un pétiole non ramifié, à la base duquel se trouve un bourgeon axillaire. 4
Une feuille composée possède plusieurs folioles et on ne trouve pas de bourgeons à la base des folioles, le bourgeon axillaire se trouvant lui à la base du pétiole. Feuille simple Feuille composée en éventail Feuille composée pennée Les feuilles diffèrent par la forme : Lancéolée Ovale En forme de coeur Triangulaire Les feuilles différent aussi par la marge : Entière Ondulée Dentée Lobée Palmée 5
II. L'appareil reproducteur : 1. Les fleurs : Activité 3 : Prenons l'exemple d'une fleur classique bisexuée : le poirier La fleur est portée par un petit pied que l'on nomme pédoncule floral. De l'extérieur vers l'intérieur, on peut repérer différentes parties appelées pièces florales. Cinq pétales blancs qui forment la corolle entourent de nombreuses étamines disposées autour du pistil ( au centre). Chaque étamine présente un filet surmonté d'une extrémité plus grosse : l'anthère (ici en orange) L'anthère laisse s'échapper une poudre le plus souvent jaune : le pollen. Chez le poirier la base de la fleur est constituée de pièces soudées, on peut observer de petits prolongements verts pointus : les sépales. La partie centrale correspond au pistil. La majeure partie large (en vert clair) est l'ovaire, à l'intérieur se trouvent les ovules. Au dessus le style allongé s'élargit à son extrémité constituant le stigmate La fleur est l'organe reproducteur des végétaux qualifiés de supérieurs.les fleurs peuvent être bisexuées ou unisexuées. Elles comprennent les pièces stériles protectrices ( pétales, sépales ) et les pièces fertiles mâles ( étamines ) et femelles ( pistils ). Au moment de la reproduction les plantes qui fleurissent possèdent : - des étamines qui produisent le pollen - un pistil, qui contient un ou plusieurs ovules (parfois des pistils) ( Ces organes pouvant être associés dans la même fleur ou être portés par des fleurs séparées, c'est le cas chez le châtaignier ) 6
2. Les fruits : Activité 4 : Après la fécondation, la fleur se transforme en fruit qui permet de protéger les graines et d'aider à leur dissémination. Une fois le fruit mûr, il s'ouvre ou se détache de l'arbre. La libération des graines se fait alors par décomposition du fruit. Ce sont les parois de l'ovaire qui se transforment lors de la fructification. On peut y distinguer trois enveloppes L'ensemble des trois enveloppes est appelé péricarpe. L'enveloppe la plus externe est l'épicarpe. C'est par exemple la "peau" de la pêche. Vient ensuite le mésocarpe qui peut être charnu ou non. Puis il y a l'endocarpe, la partie la plus interne sur laquelle sont rattachées les graines. L'endocarpe forme par exemple la partie dure des noyaux. 3. Les graines : Activité 5 : La graine renferme une plantule, plante miniaure, constitué d'une racide, d'une tige et de feuilles. Lors de la germination, la plantule se développe et forme une nouvelle plante adulte. BILAN COMPARATIF 7
Les organes que vous devez reconnaître sont : la racine, la tige, le tubercule, la feuille (le pétiole et le limbe), la fleur (le pétale, le sépale, une étamine, un ovaire, un fruit, une graine). La naissance d'une plante à fleurs Dans la forêt un jeune chataignier s'est développé au printemps. Pouvez-vous dire ce qui lui a donné naissance? Comment une graine donnet-elle une nouvelle plante? Pour étudier la germination, placez dans du coton humide quelques graines de votre choix (haricots, lentilles, blé, mais...) Vous voyez s'allonger la racine, puis une tige feuillée, la graine se vide enfin puis disparait. Comment la graine est-elle constituée? La chataigne est un fruit, à l'intérieur se trouve la graine proprement dite. Elle est composée d'une plantule et d'un cotylédon enfermé dans le tégument Pouvez-vous dire quelle partie se transforme en nouvelle plante? Avez-vous une idée sur le rôle du cotylédon? L'origine de la graine, l'origine du fruit : LA FLEUR 8
Complètons maintenant nos observations Prenez en main une poire ou une pomme. Vous voyez une dépression dans laquelle on peut observer des " sortes de poils " Ce sont les restes des étamines. La partie dentelée qui borde la dépression, est constituée des sépales tout simplement. jeunes fruits un mois après la floraison coupe longitudinale de la poire Donc, le pistil s'est transformé en fruit ( l'ovaire plus exactement ). La pollinisation : une étape indispensable à la formation des fruits et des graines Dans la nature on constate que lorsque les fleurs sont butinées par les abeilles, l'ovaire se transforme en fruit. Par contre si on coupe les étamines d'une fleur jeune et que l'on entoure celle-ci d'un petit sac de gaze pour que l'ovaire ne reçoive pas de pollen d'une autre fleur, le pistil se déssèche et ne se transforme jamais en fruit contenant des graines. Le pollen est donc indispensable à la transformation de l'ovaire en fruit et des ovules en graines Chez certaines plantes le pollen et les ovules arrivent à maturité en même temps. le pollen peut donc se déposer sur le pistil, il y a pollinisation directe. Dans la plupart des cas le pollen sera déposé sur une fleur différente de la même espèce : on parle de pollinisation croisée. Ce travail est assuré par le vent ou par les insectes 9
abeille butinant une fleur de poirier (photos E Bordes) Qel est effectivement le rôle du pollen? De nombreux grains de pollen sont retenus sur le pistil au niveau du stigmate Ils vont se développer en émettant un tube pollinique qui s'enfonce dans le style et parvient jusqu'a l'ovule. La cellule reproductrice mâle rencontre ainsi la cellule reproductrice femelle. Les deux cellules s'unissent : c'est la fécondation. L'ovule fécondé deviendra une graine La paroi de l'ovaire se transforme en fruit 10