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République Algérienne Démocratique Populaire Ministère de l’enseignement supéri

République Algérienne Démocratique Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université Ferhat Abbas– Sétif – Faculté des sciences de la nature et de la vie Département des Sciences Agronomiques Biologie Végétale Générale Mme GUESSOUM Salima Année universitaire 2019/2020 2 Contenu de la matière 1. Introduction à la biologie végétale 2. Différents types de tissus 2.1. Méristème primaire (racinaire et cellulaire)  Tissus primaires  Tissus protecteurs (épiderme)  Tissus de remplissage (parenchyme)  Tissus de soutien (collenchyme et sclérenchyme)  Tissus conducteurs (xylème primaire, phloème primaire)  Tissus sécréteurs 2.2. Méristèmes secondaires (latéraux) (le cambium et le phellogène)  Tissus secondaires  Tissus conducteurs (xylème secondaire et Phloème secondaire)  Tissus protecteurs (suber ou liège, phelloderme) 3. Anatomie des végétaux supérieurs 3.1. Etude de la racine 3.2. Etude de la tige 3.3. Etude de la feuille 3.4. Anatomie comparée entre mono et dicotylédones 4. Morphologie des végétaux supérieurs et adaptation 4.1. Racines 4.2. Feuilles 4.3. Tiges 4.4. Fleurs 4.5. Graines 4.6. Fruits 5. Gamétogénèse 5.1. Grain de pollen 5.2. Ovule et sac embryonnaire 6. Fécondation 6.1. Œuf et embryon 6.2. Notion de cycle de développement 3 Chapitre 01. Introduction à la biologie végétale Les végétaux sont des organismes qui ont une place importante dans le monde vivant, en effet leur métabolisme est primordial pour le reste des êtres vivants qui profitent de l'oxygène rejeté par ces organismes autotrophes. Le règne des végétaux se caractérise au niveau de leur structure, d'abord par leurs cellules, puis par la structure de leurs tissus. I- La classification des végétaux: La classification des végétaux s’appuie sur plusieurs critères cytologiques, anatomiques et morphologiques, ainsi, le règne végétal est traditionnellement subdivisé en deux grands groupes en fonction de l'organisation structurale du végétal: Présence d’un Thalle ou d’un Cormus, et donc on distingue les Thallophytes et les Cormophytes. 1. Les Thallophytes Ce sont des végétaux dont la structure est très simple appelé thalle, le thalle est composé par des cellules qui se ressemblent sans différenciation physiologiques où on ne peut distinguer ni racine, ni tige, ni feuilles ni vaisseaux conducteurs. Ils sont constitués soit par des cellules isolées soit par des filaments. En fonction des espèces, certaines thallophytes sont unicellulaires comme les cyanobactéries (les algues bleues), et des fois le thalle présente des structures complexes et pluricellulaire, comme les champignons et les levures. La reproduction se fait par des spores ou des gamètes. 2. Les Cormophytes Ce groupe est composé par les végétaux supérieurs qui correspondent à des organismes toujours pluricellulaires et dont les cellules eucaryotes sont réunies en tissus formant à leur tour des organes beaucoup plus complexe qu’un thalle appelé cormus d’où le nom de cormophyte. Les cormophytes sont divisées en plusieurs embranchements: 1er Embranchement: Bryophytes (Les mousses). La plante est formée de sortes de "tiges" et de "feuilles", par contre il n ya pas de racines et pas de tissus conducteurs. 2ème Embranchement: Ptéridophytes (Les fougères). Le système racinaire et l'appareil conducteur apparaissent mais il n’y a pas de fleurs et il n’y a pas de graines. 3ème Embranchement: Préspermaphytes (Préphanérogames) C'est un groupe intermédiaire entre les ptéridophytes et les spermaphytes. 4ème Embranchement: Spermaphytes (Phanérogames) Il est caractérisé par l’apparition de la fleur et de la graine d’où le nom de spermaphytes (du grec, sperma : graine ; phytes : végétal…), il a été subdivisé en 3 sous-embranchement : 1. Gymnospermes: (Gymnos: nu ; sperma: graine), dans lesquelles les ovules (ébauches des futures graines) et les graines elles-mêmes ne sont pas entourées d’enveloppes closes. 4 2. Chlamydospermes: (Chlamydos: enveloppe; sperma : graine), leurs organes reproducteurs sont entourés d’une enveloppe simple. Ces végétaux sont isolés dans la flore actuelle et considérés comme des intermédiaires entre les gymnospermes et les angiospermes. 3. Angiospermes: Regroupe les plantes à fleurs, et donc les végétaux qui portent des fruits. Angiosperme signifie « graine dans un récipient » en grec par opposition aux gymnospermes (graine nue). Ils représentent la plus grande partie des espèces végétales terrestres, avec de 250 000 à 300 000 espèces. Les Angiospermes comprennent les Dicotylédones et les Monocotylédones. II. Particularités de la cellule végétale: Les Angiospermes sont des végétaux supérieurs eucaryotes dont la cellule eucaryote est constituée d’un vrai noyau, une paroi pecto-cellulosique, une grande vacuole, des plastes et des cytosomes: Fig 01- Représentation schématique d’une cellule végétale Eucaryote II.1. Les membranes cellulaires Les constituants les plus importants des membranes sont des lipides et des protéines. Une membrane est formée d’une bicouche de phospho-glycérolipides et de cholestérol. Deux membranes sont particulièrement importantes. a. Le plasmalemme appelé aussi membrane plasmique, possède une épaisseur de 6 à 9 nm, délimite le cytoplasme de la périphérie de la cellule grâce à une perméabilité très sélective, il joue un double rôle de protection et de contrôle des échanges entre les milieux intracellulaire et extracellulaire. Ce plasmalemme n’isole pas complètement la cellule car il existe des ponts cytoplasmiques ou des canaux qu’on appelle: plasmodesmes. b. Le tonoplaste qui entoure la vacuole du cytoplasme. 5 II.2. La paroi cellulaire Une originalité du monde végétal sur le monde animal est la présence d’une paroi cellulaire située au-delà du plasmalemme. Elle assure la rigidité de la cellule sans pour autant empêcher l’eau et les solutés de la traverser pour atteindre le plasmalemme grâce aux plasmodesmes. Elle constitue un compartiment extracytoplasmique appelé apoplasme qui se compose d’une lamelle moyenne, d’une paroi primaire, et d’une paroi secondaire. La paroi cellulaire est constituée de 90% de glucides et de 10%protéines. Les trois groupes de glucides qui constituent les parois cellulaires végétales sont : la pectine, l’hémicelluloses et la cellulose. Ce sont les constituants permanents de la paroi cellulaire. • La lamelle moyenne (mitoyenne) est la partie la plus externe de la paroi cellulaire, elle est de nature pectique et produite pendant la division cellulaire, elle constitue le ciment assurant la jonction entre les cellules. • La paroi primaire existe seule dans les cellules juvéniles et indifférenciées formée d’un réseau de microfibrilles de cellulose et hémicellulose, elle est flexible et extensible ce qui permet la croissance cellulaire. Elle se dépose entre la lamelle moyenne et la membrane plasmique. • La paroi secondaire est formée lors de la différenciation de la cellule, plus épaisse que la paroi primaire, se dépose entre la paroi primaire et la membrane plasmique, constituée de cellulose et hémicellulose et riche en composés phénoliques comme la lignine (pour la rigidité), la subérine et la cutine (pour l’imperméabilité). II.3. Les vacuoles Les cellules végétales différenciées sont caractérisées par de grandes vacuoles centrales. Elles occupent généralement plus de 40 % du volume cellulaire total et finissent par repousser tout le contenu cellulaire contre la paroi. Chaque vacuole est entourée d’une membrane vacuolaire, le tonoplaste, elles peuvent stocker de l’eau, des éléments minéraux, des substances organiques et des pigments (Ex : Anthocyanes). Les vacuoles jouent également un rôle de régulation des fonctions physiologiques (pH, concentration ionique, pression osmotique). II.4. Les plastes Ce sont des organites intracellulaires ovoïdes ou sphériques de quelques microns de long, délimités par une double membrane, dérivent des proplastes. Certains plastes synthétisent de nouvelles molécules, alors que d’autres les emmagasinent. 4.1. Les chloroplastes Le chloroplaste est limité par une double membrane. L’externe est continue, tandis que l’interne présente parfois des invaginations dans le stroma. Les chloroplastes contiennent de la chlorophylle indispensable pour la photosynthèse. En coupe longitudinale on observe d’abord une organisation avec des grana comprenant chacun des disques granaires (ou saccules ou thylacoïdes). Ces grana, qui peuvent être constitués de 2 à 100 disques, sont reliés les uns aux autres par des lamelles stromatiques dont l’ensemble forme un réseau continu. Le stroma contient aussi des ribosomes ainsi que de l’ADN circulaire. 6 Fig 02- Représentation schématique d’un chloroplaste 4.2. Les chromoplastes Certains plastes contiennent d’autres pigments que la chlorophylle comme des carotènes (pigments jaunes et orangés) ou de la xanthophylle, (pigment jaune pâle). Ils se trouvent dans les cellules de plusieurs fruits colorés, comme les tomates ou des fleurs, comme les roses rouges. 4.3. Les amyloplastes Dans les cellules des organes de réserves, les dépôts d’amidon s’effectuent dans les amyloplastes. Ce sont des plastes contenant très peu de membranes internes mais de nombreux grains d’amidon. Le développement de plusieurs grains peut entraîner l’éclatement de l’enveloppe, l’ensemble est alors libéré dans le cytosol. Ex : la pomme de terre. 5. Les cytosomes Les cytosomes appelés aussi « microbodies », sont des organites cellulaires sphériques, limités par une membrane simple. L’intérieur contient un certain nombre d’enzymes : a- Les lysosomes, contiennent des enzymes lytiques qui coupent de nombreuses macromolécules comme les polysaccharides et les acides nucléiques. b- Les glyoxysomes, ce sont des organites cellulaires qui, en collaboration avec les mitochondries, assurent la transformation des lipides de réserve en glucides. c- Les peroxysomes, se trouve dans les cellules photosynthétiques actives. Ils sont le siège des principales étapes de la photo-respiration, en particulier le dégagement de CO2. 7 Chapitre 02. Différents types de tissus Introduction Un tissu est un groupement de cellules semblables ayant la même origine embryologique et qui remplissent une fonction physiologique déterminée. Les uploads/Ingenierie_Lourd/ l1-agro-biologie-vegetale-m07.pdf