Polycopié Travaux pratiques Biologie végétale 1 année LMD
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Travaux pratiques et travaux dirigés de biologie végétale
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Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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ENSEIGNEMENT DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE (SVT)°° SCIENCES DE LA VIE °°
Partie 5. Biologie évolutive >> Travaux pratiques <<TP 5.4.
Biodiversité des Angiospermes
Objectifs : extraits du programme
Séance(s)
Connaissances clefs à construire, c
ommentaires, capacités exigiblesBiodiversité
desAngiospermes
(2 séances) - mettre en évidence le plan d"organisation d"une fleur et ses particularités à l"aide d"une
dissection florale. - connaître les critères de reconnaissance de quelques familles d"Angiospermes (Brassicacées, Renonculacées, Fabacées, Lamiacées, Poacées)- utiliser une clé de détermination du genre ou de l"espèce quelle que soit la famille d"Angiosperme
Introduction
LesAngiospermes
(du gr. angeion, vase, et sperma, graine : plantes dont les graines sont enfermées dans un fruit) sont notamment caractérisées par la présence de fleurs vraies et l"existence d"un fruit entourant la graine (par opposition aux Gymnospermes à graine nue du gr. gymnos, nu). C"est parmi les Angiospermes qu"on trouve la très grande majorité des 'plantes" alimentaires pour l"homme ou le bétail mais aussi des 'plantes" néfastes pour les cultures (comme les adventices ou " mauvaises herbes ») : leurs intérêts agronomiques sont donc centraux.Les Angiospermes
[Magnoliophyta] forment le groupe actuellement le plus diversifié (plus de 250 000 espèces connues) d"organismes chlorophylliens. Elles appartiennent àla Lignée verte, au groupe des Chlorobiontes et plus précisément à l"ensemble des
Embryophytes
ouPlantes terrestres
(caractérisées notamment par les caractères dérivés suivants : présence d"un embryon pluricellulaire se développant sur la plante- mère, présence d"une cuticule protégeant de la déshydratation, présence de sporopollénine...).Comment l"étude d"Angiospermes nous permet-elle de les déterminer et d"en comprendre l"organisation ?
I. Les Angiospermes : position systématique et diversité A. Position phylogénétique au sein des Angiospermes
1. Des organismes " végétaux » : rappel des notions de " végétal », " plante »
et " champignon »Revoir le
TP 5.3. (Biodiversité des organismes photosynthétiques) et le TP 4.2. (Les 'mycètes" dans les écosystèmes) + connaître quelques caractères dérivés des Embryophytes (revoir le chapitre 22 sur la systématique a. Notion de " végétal »La définition de ce qu"on entend par
organisme végétal a varié selon les époques et les auteurs. On peut reconstituer trois tendances : y 1. Traditionnellement, à la suite notamment de LINNÉ
, ce qui existait était divisé en3 règnes : animal, végétal, minéral. Était végétal tout ce qui était vivant mais
n"était pas animal. y 2. Une autre définition, plus récente et souvent encore en usage, exclut les 'procaryotes" : les végétaux rassemblent alors les algues (uni- et pluricellulaires), les 'plantes" terrestres et les 'champignons".Certains auteurs continuent d"inclure les Cyanobactéries ou " Algues bleues ». C"est d"ailleurs toujours le Code de nomenclature
botanique qui régit leur systématique. y 3. Enfin, une dernière définition correspond à tous les organismes photosynthétiques eucaryotes (= 'plantes") : 'algues" uni- et pluricellulaires, 'plantes" terrestres. b. Notion de " plante »Le terme '
plante" recouvre quant à lui : y 1. Soit tous les organismes photosynthétiques eucaryotes ('algues" uni- et pluricellulaires, plantes terrestres). y 2. Soit tous les organismes photosynthétiques eucaryotes pluricellulaires ('algues" pluricellulaires et 'plantes" terrestres).NB Dans ce cas, les 'algues" unicellulaires étaient placées dans le vieux règne (aujourd"hui obsolète) des 'protistes".
c. Notion de " champignon » (pour information : hors programme) Les 'champignons" sont des organismes uni- ou pluricellulaires : y 1. Organismes eucaryotes hétérotrophes s"alimentant par absorption : Eumycètes, Microsporidies, Oomycètes, Mycétozoaires (Myxomycètes et groupes mineurs)... y 2. Définition restreinte : Champignons = (Eu)mycètes (monophylétique). Important : voir l"arbre phylogénétique des Eucaryotes dans leTB 5.3. (Biodiversité des organismes
photosynthéthiques)pour situer tous ces groupes et constater le caractère polyphylétique des organismes
chlorophylliens.2. Les Angiospermes, des Embryophytes (Plantes terrestres)
LesAngiospermes
appartiennent auxPlantes terrestres
qu"on peut appelerEmbryophytes
(en référence à la présence d"un embryon se développant sur la plante-mère), Archégoniates (en référence à la présence de structures productrices de gamètes femelles qu"on appelle archégones, quoique ceux-ci soient fortement modifiés et pour ainsi dire " disparus » chez les Angiospermes) ou encoreCormophytes
(en référence à la présence d"un cormus , appareil végétatifLycée Valentine L
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TB (Technologie & Biologie) Document téléchargeable sur le site https://www.svt-tanguy-jean.com/ Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
Support complété • Page 2 différencié avec la présence de tiges, racines, feuilles... - s"oppose au thalle ou
appareil végétatif indifférencié). GFIGURE
1. Arbre phylogénétique des Embryophytes. D"après M
EYER et al. (2008).·La c
l assification des Embryophyte s a be aucoup évolué avec les é tudes phylogénétiques : un arbre phylogénétique possible est présenté à la figure 1. P rincipaux enseignements par rapport à la classification traditionnelle ° Monophylie des Embryophytes ° Paraphylie des 'bryophytes" traditionnelles =LM a rchantiophytes (Hépatiques) (B r ophytes (Mousses vraies) (An thocérotophytes (Anthocérotes)°LMonophylie des Plantes vasculaires (Trachéophytes) °LParaphylie des 'ptéridophytes"
=LL y cophytes (Lycopodes, Sélaginelles) (E q uisétophytes (= Sphénophytes) (Prêles) (F i licophytes (Fougères)°LMonophylie des Gymnospermes (LECOINTRE
& LE GUYADER2009 restent prudents mais cette monophylie semble désormais bien attestée)
° Monophylie des Angiospermes
·Citons quelques caractères dérivés des Angiospermes : yFleur yCarpelles donnant le yGamétophyte femelle réduit (sac embryonnaire) yDouble fécondation yGrain de pollen à 3 noyaux yBois hétéroxylé (vaisseaux + fibres) yPrésence d"une tunica dans le méristème apical caulinaire B.D iversité des Angiospermes1.C lassification traditionnelle des Angiospermes·Les A
n giospermes étaient classiquement divisées en deux classes :yLes 'dicotylédones" ['Magnoliopsida"] caractérisées par :
oDeux cotylédons (feuilles primordiales constitutives de la plantule de la graine oDes feuilles avec un limbe vrai, simple ou composé oUn limbe à nervures ramifiées (quelques exceptions) oUn grain de pollen triaperturé (trois pores) chez lesEudicotylédones
oHistologie : la présence de formations secondaires > possibilité de port herbacé, arbustif ou arborescent oUn réseau racinaire souvent pivotant.Le groupe des 'dicotylédones" au sens traditionnel est paraphylétique. L"essentiel des 'dicotylédones" est représenté par le groupe
(monophylétique) des Eudicotylédones auquel appartiennent les familles et espèces que nous étudierons cette année.
yLes Monocotylédones [Liliopsida] caractérisées par : oUn seul cotylédon
o Des feuilles toujours simples, le limbe étant une évagination et un aplatissement du pétiole oUn limbe à nervures parallèles oUn grain de pollen monaperturé (un seul pore) oUne graine à albumen persistant
oHistologie : l"absence de formations secondaires >>p lante presque toujours herbacée oUn réseau racinaire fasciculé.Critères des
'dicots" etMonocots
TPLHEFELTPLHEFELTPLHEFEL
Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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Des différences au niveau de l"organisation tissulaire des organes existent également entre ces deux groupes : revoir leTP 2.5. (Morphologie, anatomie et
histologie des Angiospermes)Voir aussi le
Complément 4 (Histologie végétale)
2. Classification phylogénétique des Angiospermes
Les classifications phylogénétiques synthétiques des Angiospermes sont produites par un consortium d"auteurs qui s"appellent l"Angiosperm Phylogeny Group ; la classification actuellement retenue est la troisième version (APG III).On notera que :
y les 'dicotylédones" sont paraphylétiques mais lesEudicotylédones
(qui regroupent la plupart des espèces courantes) sont monophylétiques ( figure 2 y les Monocotylédones sont monophylétiques. GFIGURE
2. Arbre phylogénétique des Angiospermes (pour information).
D"après M
EYER et al. (2008).II. Vocabulaire descriptif des Angiospermes
D"après M
EYER et al. (2008) -à compléter en séance
A. Morphologie du végétal
A.Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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B. Les inflorescences
C. Organisation des fleurs
D. Organisation des fruits et des graines
B. C. D.Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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E. L"habitat
F. Vers une méthode de travail sur le terrain
E. F.Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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G. Méthodologie de la description d"une Angiosperme (Inspirée de P. T HOMEN , BCPST 2, Lycée Janson de Sailly, Paris 16)Appareil végétatif
Appareil souterrain
y Appareil racinaire : pivotant / fasciculé y Organes de réserve : bulbes, rhizomes, tubercules, racines tubérisées y Particularités : nodosités, mycorhizesAppareil caulinaire (partie aérienne)
Port et tige
y Port herbacé, arbustif, arborescent, lianescent y Tige dressée / rampante y Tige ramifiée / non ramifiée y Tige herbacée / ligneuse y Section de la tige cylindrique, ailée, cannelée, triangulaire, creuse...Feuilles
y Feuilles pétiolées / sessilesy Particularités : présence de stipules, gaine, ligule... Épines, vrilles... Succulence (feuilles
charnues)... y Limbe entier / composé y Nervation ramifiée (pennée, palmée, réticulée...) / parallèle y Phyllotaxie alterne, opposée, verticillée...Appareil reproducteur (au sens large)
Inflorescence et fleur : appareil reproducteur au sens strictNombreux éléments à décrire : voir
tableau ISemences : fruits et graines
Graine
y Localisation des réserves : albuminée / exalbuminée y Type de réserves : amylacées / oléagineuses / protéagineusesDescription du fruit
y Nature : sec / charnu y Origine : fruit simple / fruit multiple / fruit complexe y Déhiscence : déhiscent / indéhiscentType de fruit [
revoir 3.2.Quelques fruits simples courants :
y Gousse : fruit sec déhiscent provenant d"un ovaire unicarpellé à deux fentes de déhiscence ySilique
: fruit sec déhiscent provenant d"un ovaire pluricarpellé à placentation pariétale et où une membrane
interne dite " fausse cloison » ne dérivant pas des carpelles (mais dérivant du placenta) est présente au
centre ; possède quatre fentes de déhiscence pour la plupart des ouvrages. yFollicule
: fruit sec déhiscent provenant d"un ovaire unicarpellé et présentant une fente de déhiscence.
yAkène
: fruit sec indéhiscent, parfois en groupes (diakènes, tétrakènes...). o Cas particulier : avec une aile (samare), parfois en groupe (disamares) ; y Baie : fruit charnu avec plusieurs graines (pépins). y Drupe : fruit charnu avec une seule graine (noyau). yCaryopse
: fruit sec indéhiscent où la graine est soudée au péricarpe. yCapsule
: fruit charnu ou sec déhiscent avec une zone d"ouverture non longitudinale. HTABLEAU
I. Inflorescences et fleurs : outils de description.D"après P
EYCRU et al. (2013).H. Identification des Angiospermes
Capacité exigible
Utiliser une clé de détermination du genre ou de l"espèce quelle que soit la famille d"Angiosperme Plusieurs clefs de détermination seront à votre disposition pendant la séance et dans les documents complémentaires disponibles sur Internet . Une clef simple est proposée ci-après ( figures 3-4 Les ouvrages utilisables au concours sont les suivants :BONNIER
, G. & G. DELAYENS
(1977). Flore complète portative de la France, de la Suisse et de la Belgique pourtrouver facilement les noms des plantes sans mots techniques. Librairie générale de l"enseignement,
Paris.
[Ouvrage fréquemment réédité, mais rarement revu...] STREETER
, D., C. HART -D AVIS , A.HARDCASTLE
, F. COLE & L.HARPER
(2011). Guide Delachaux des fleurs de France et d"Europe. Delachaux et Niestlé, Paris. T HOMAS , R., D. BUSTI & M. MAILLARD
(2016). Petite flore de France. Belgique, Luxembourg, Suisse. Belin, Paris.Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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GFIGURE
3. Clef des principales familles d"Angiospermes (1/2).
D"après S
EGARRA
et al. (2014). GFIGURE
3. Clef des principales familles d"Angiospermes (2/2).
D"après S
EGARRA
et al. (2014). Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
Support complété • Page 8 G
FIGURE
4. Clef des principales familles d"Angiospermes (Solanacées absentes).
D"aprèsLG
ALIANA
et al. (2015).Activité 1. Identifications d"Angiospermes
Comment s"organise l"appareil végétatif d"une Angiosperme ? Comment peut-on caractériser l"appareil
végétatif des familles au programme ?Savoirs à construire Organisation globale de l"appareil végétatif (aérien et souterrain) des
LSavoir-faire sollicités
CapacitéLouLattitude
Lvisée
LÉvaluation
donnéesL HObservation
Manipuler, maîtrisez un outil, un geste technique, un logicielH Loupe binoculaire / loupe à main
HClef de détermination
partir des éch antillon s proposés à votre étude, et de l"ensemble d e la documentati on du TP,
identifier les échantillons à votre disposition. Identifications réalisées : [Pas de corrigé type... dépend des plantes en présence]Lycée Valentine Labbé (59) • Classe préparatoire TB • SVT • Partie 5 • TP 5.4. Biodiversité des Angiospermes
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III. Étude florale : dissection, formule, diagrammeD"après G
ODINOT
et al. (2010)Capacité exigible
Mettre en évidence le plan d"organisation d"une fleur et ses particularités à l"aide d"une dissection florale.quotesdbs_dbs32.pdfusesText_38[PDF] cours bts nrc alternance
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