BVA Travaux pratiques -
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<strong>BVA</strong><br />
<strong>Travaux</strong> <strong>pratiques</strong><br />
-<br />
1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques<br />
Année académique 2010-2011<br />
Professeur : C. Ghio<br />
Assistant : D. Michez
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1. Introduction<br />
L’objectif des travaux <strong>pratiques</strong> du cours d’élément de botanique est d’illustrer le cours<br />
théorique.<br />
Il y comprendra deux types d’exercices. Le premier consiste en la réalisation d’un herbier<br />
de 30 planches construites entièrement par l’étudiant. Ce travail permettra de s’initier à la<br />
botanique de terrain et à la détermination des plantes au moyen d’une flore. La seconde partie<br />
de la formation est réalisée au cours de 7 séances de travaux <strong>pratiques</strong> organisées en<br />
laboratoire. Elles ont pour objectif d’initier l’étudiant à la diversité du règne végétal (sensu<br />
lato). Les TP se traduiront par la réalisation d’une farde reprenant l’ensemble des<br />
observations et évaluations.<br />
Les cotations pour les travaux <strong>pratiques</strong> du cours d’élément de botanique s’établiront de la<br />
manière suivante :<br />
20% pour la réalisation de l’herbier<br />
20% pour la farde de TP<br />
60% pour l’examen écrit<br />
1.1. Matériel personnel<br />
Matériel à acquérir :<br />
Brucelles<br />
Aiguilles montées<br />
Scalpel<br />
Lame de rasoir<br />
Compas<br />
Petite règle ou équerre<br />
Papier millimétré<br />
Crayon ordinaire ou taille crayon<br />
Crayon de couleur<br />
Gomme<br />
Chiffon doux en coton<br />
Flore de référence :<br />
Lambinon, J., De Langhe, J.-E., Delvosalle, L., Duvigneaud, J. Nouvelle flore de la<br />
Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Editions du<br />
Patrimoine du Jardin botanique national de Belgique.<br />
Loupe de terrain pour les excursions et les identifications<br />
Farde<br />
Feuilles<br />
1.2. Matériel distribué par l’Unité de biologie végétale<br />
Lames porte-objet<br />
Lame couvre-objet<br />
Pipette pasteur<br />
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Verre de montre<br />
Colorants<br />
1.3. Matériel d’observation<br />
1.3.1. Binoculaire<br />
Description<br />
La loupe binoculaire est composée d’un statif portant une crémaillère sur laquelle se trouve<br />
deux oculaires. La crémaillère est commandée par une vis bilatérale qui permet le<br />
déplacement vertical des oculaires. Un support en verre muni de valets est destiné à recevoir<br />
le matériel à observer.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Utilisation<br />
L’acuité visuelle différant souvent entre les yeux d’une même personne, un réglage adapté à<br />
la vue de chacun est nécessaire. Ce réglage, une fois réalisé, reste valable pour l’ensemble des<br />
observations de la séance. Il s’effectue en deux étapes par une mise au point sur du papier<br />
quadrillé. La première mise au point est effectuée avec l’oculaire fixe en agissant sur la<br />
crémaillère. La seconde mise au point est réalisée, avec l’autre œil, uniquement avec<br />
l’oculaire réglable par rotation de sa bague filetée. L’écartement des oculaires doit être ajusté.<br />
La mise au point ultérieure, sur un objet à examiner, est effectuée par simple déplacement de<br />
la crémaillère. Un bon réglage de l’objet est indispensable.<br />
Description<br />
1.3.2. Microscope<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Utilisation<br />
1. Allumer la lampe sous le microscope<br />
2. Déposer la lame porte-objet sur la platine, l’insérer sous les valets<br />
3. Utiliser l’objectif 3,5x<br />
4. Centrer la préparation sous l’objectif<br />
5. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme avec la manette du<br />
diaphragme<br />
6. Effectuer la mise au point en montant la platine jusqu’à la butée avec la vis bilatérale de la<br />
crémaillère (sans regarder par l’oculaire). Ensuite, l’œil à l’oculaire, descendre la platine<br />
au moyen de la vis bilatérale jusqu’à voir apparaître l’image et jusqu’à dépasser<br />
légèrement la mise au point. Ces opérations s’effectuent en vitesse rapide. Tourner alors la<br />
vis en sens inverse afin d’affiner la mise au point en vitesse lente.<br />
7. Explorer la préparation puis centrer l’objet à observer<br />
8. Mettre en place l’objectif 10x<br />
9. Effectuer la mise au point<br />
10. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme et l’éloignement du<br />
condenseur<br />
11. Explorer la préparation puis centrer l’objet à observer<br />
12. Mettre en place l’objectif 40x<br />
13. Effectuer la mise au point<br />
14. Régler l’intensité lumineuse en ajustant l’ouverture du diaphragme et l’éloignement du<br />
condenseur<br />
1.4. Représentation<br />
Deux types de représentations sont principalement utilisés : le dessin et le schéma. Le<br />
diagramme floral est une type particulier de schéma exclusivement réservé à la description<br />
des composantes florales (voir TP 6 et 7).<br />
Dans tous les cas, les représentations doivent être claires et suffisamment grandes (ne pas<br />
hésiter à utiliser une page entière).<br />
1.4.1. Dessins<br />
Principe<br />
Le dessin est une représentation fidèle de l’objet. Il est réalisé à main levée au crayon, les<br />
traits doivent être fins et nets. L’utilisation de crayons de couleurs est interdite. Les hachures<br />
et les noircissement sont également proscrits. Le dessin s’accompagne toujours d’une légende<br />
précise (ligne de rappel) et d’une échelle. Le choix de l’échelle conditionne la représentation<br />
des détails. L’utilisation d’un effet de zoom permet de cantonner les dessins de détails à une<br />
partie restreinte de l’objet en utilisant une échelle plus grande.<br />
En morphologie, lorsque le dessin est partiel, il faut interrompre les organes incomplètement<br />
représentés par deux segments parallèles pointillés. En anatomie, les tissus et les cellules<br />
peuvent être interrompus de la même façon.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Echelle<br />
Echelle numérique<br />
L’échelle est indiquée sous forme d’un rapport simple.<br />
E = dimension de l’objet représenté / dimension de l’objet réel<br />
Echelle graphique<br />
L’échelle consiste en un segment correspondant à x unités dans la réalité.<br />
En microscopie, le calcul de l’échelle utilise le diamètre du champ optique, fonction de<br />
l’objectif utilisé.<br />
Objectif 3,5x présente un diamètre de 4000µm<br />
Objectif 10x présente un diamètre de 1400µm<br />
Objectif 40x présente un diamètre de 350µm<br />
Convention<br />
En anatomie, des conventions de traits clarifient la représentation des parois des cellules et<br />
renseignent sur le type et la nature de leurs épaississement.<br />
Paroi primaire :<br />
Cellulose : trait simple entre deux cellules voisines<br />
Paroi secondaire :<br />
Cellulose : deux traits entre deux cellules<br />
X unité<br />
Lignine et subérine : trois traits entre deux cellules voisines<br />
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Cutine : trait continu<br />
1.4.2. Schéma<br />
Le schéma est une représentation symbolique, sans que la notion d’échelle n’intervienne. Le<br />
choix des symboles est essentiel, il s’agit le plus souvent de formes géométriques simples. Le<br />
schéma est également réalisé au crayon, mais à l’aide d’instruments. La légende qui<br />
accompagne le schéma consiste en une liste des symboles utilisés suivis de la signification de<br />
leur sens. La signification des symboles peut être aussi directement précisée par des lignes de<br />
rappel.<br />
1.4.3. Comparaison entre dessin et schéma<br />
a) Exemple en histologie : coupe transversale dans un organe cylindrique<br />
Dessin d’une portion de la coupe<br />
Tissu A formé de cellules dont la paroi secondaire est composée principalement de lignine<br />
Tissu B et D formés de cellules ne présentant par d’épaississement secondaire<br />
Tissu C formé de cellules dont la paroi secondaire est composée principalement de cellulose<br />
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Schéma<br />
b) Feuille composée pénnée de Rosa sp.<br />
Dessin<br />
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ou<br />
Schéma<br />
= Pétiole<br />
= rachis<br />
= pétiolule<br />
= foliole<br />
= stipule<br />
Stipule<br />
Pétiole<br />
1.5. Ouvrages de référence<br />
Bastin, De Sloover, Evrard et Moens, 1996. Flore de la Belgique, 4 ème édition. Ed. Artel,<br />
Namur, 359 pp.<br />
Blamey et Grey-Wilson. La flore d’Europe occidentale.<br />
Foliole<br />
Bon, 1988. Champigons d’Europe occidental. Ed. Arthaud. 368 p.<br />
Rachis<br />
Pétiolule<br />
Courtecuisse et Duhem, 2000. Guide des champignons de France et d’Europe. Ed.<br />
Delachaux et Niestlé, Paris. 476 pp.<br />
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Dulière, Tanghe et Malaisse, 1995. Répertoire des groupes écologiques du fichier<br />
écologique des essences.<br />
Judd, Campbell, Kellogg et Stevens, 2002. Botanique systématique, une perspective<br />
phylogénétique. Ed. De Boeck, Bruxelles, 467 pp.<br />
Lambinon, De Langhe, Delvosalle et Duvigneaud. Nouvelle flore de la Belgique, du G.D.<br />
de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Editions du Patrimoine<br />
du Jardin botanique national de Belgique.<br />
Raven, Evert et Eichhorn, 2000. Biologie végétale. Ed. De Boeck Université, Bruxelles, 940<br />
pp.<br />
Roland et Vian, 1997. Atlas de biologie végétale, tome 1 : organisation des plantes sans<br />
fleurs. Ed. Masson, Paris, 136 pp.<br />
Spichiger, Savolainen, Figeat et Jeanmonod, 2002. Botanique systématique des plantes à<br />
fleurs, une approche phylogénétique nouvelle des Angiospermes des régions<br />
tempérées et tropicales. Ed. Presses polytechniques et universitaires romandes,<br />
collection biologie, Lausanne, 413 pp.<br />
1.6. Sites Internet illustrant les TP<br />
Ces sites sont donnés à titre informatif. L’équipe de botanique ne peut en aucun cas être<br />
tenue responsable de leur contenu qui pourrait ne pas être en adéquation parfaite avec le cours<br />
d’élément de botanique.<br />
Taxonomie du règne des Métaphytes<br />
http://www.ustboniface.mb.ca/cusb/abernier/Plantes/taxonomi.html<br />
Illustration des coupes<br />
http://www.ac-creteil.fr/svt/photos/mnu_alb3.htm<br />
http://www.ac-creteil.fr/svt/microsc/mnu_micro.htm<br />
http://www.xylo.for.ulaval.ca/sbo17184/sbo17184.htm<br />
Illustrations des taxons<br />
http://www.mpiz-koeln.mpg.de/~stueber/koehler/<br />
http://www.science.siu.edu/landplants/<br />
http://ispb.univ-lyon1.fr/cours/botanique/<br />
http://www.mpiz-koeln.mpg.de/~stueber/lindman/<br />
http://erick.dronnet.free.fr/belles_fleurs_de_france/index.htm<br />
Institutions<br />
Jardin botanique national de Belgique : http://www.br.fgov.be<br />
Royal Botanic Gardens Kew : http://www.rbg.kew.org.uk<br />
Muséum national d’Histoire Naturelle (Paris) : http://www.mnhn.fr<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1.7. Responsabilité et ordre<br />
Chaque étudiant est responsable du matériel mis à sa disposition. Toute défectuosité, tous<br />
bris de matériel, toute disparition, doivent être immédiatement signalés.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
2. Herbier : mode opératoire<br />
2.1. Consignes<br />
Dans le cadre des <strong>Travaux</strong> Pratiques du cours de biologie végétale et animale, il est<br />
demandé aux étudiants de réaliser un herbier comprenant 30 planches dont :<br />
- Un maximum de :<br />
3 Dicotylédones ligneuses (arbres ou arbustes) indigènes. Les arbres de parcs ou<br />
de jardins sont exclus. Concrètement, cela signifie que l'étudiant récoltera ses<br />
espèces ligneuses en forêt.<br />
- Un minimum de :<br />
1 Bryophytes<br />
1 Ptéridophytes<br />
1 Gymnospermes<br />
2 Poaceae<br />
2 Asteraceae<br />
25 familles végétales<br />
Les prêles, fougères, gymnospermes et angiospermes devront être présents dans la<br />
"Nouvelle flore de la Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des régions<br />
voisines", qui constitue l'ouvrage de référence utilisé aux TP. Si cette flore n’est pas<br />
disponible, les étudiants pourront utiliser la flore suivante : Bastin, De Sloover, Evrard et<br />
Moens, 1996. Flore de la Belgique, 4 ème édition. Ed. Artel.<br />
Les végétaux devront être identifiés jusqu'au niveau spécifique.<br />
Pour les mousses et les hépatiques l'identification au niveau d'un rang taxonomique<br />
supérieur (embranchement ou classe) est suffisante.<br />
Les champignons et les algues ne peuvent pas être inclus dans l’herbier.<br />
L’accent doit être mis sur la diversité. Un herbier doit comprendre 25 familles différentes.<br />
2.2. Récolte du matériel végétal<br />
La plante devra toujours être en floraison ou en fructification. Les fleurs ou les fruits<br />
devront être présents sur la planche. Pour les espèces herbacées, la plante entière (racines y<br />
compris) sera prélevée.<br />
Les plantes seront récoltées dans des milieux variés. Pour chaque plante récoltée, les<br />
informations suivantes seront de suite consignées dans un carnet de terrain : un numéro de<br />
récolte, la localité administrative, la date, le biotope (forêt de feuillus, bord de route, prairie,<br />
haie, etc....), le mode de pollinisation, le mode de dissémination et le type biologique<br />
(chaméphyte, géophyte, …). Deux ou 3 exemplaires de chaque espèces seront ramenés au<br />
bureau si l'espèce n'a pu être déterminée avec certitude sur le terrain.<br />
Une loupe de poche pliante est souvent nécessaire pour l'observation du matériel en<br />
vue de la détermination sur le terrain.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Remarques :<br />
- ne pas prélever dans les Réserves Naturelles.<br />
- ne pas prélever d'espèces protégées (voir liste en annexe)<br />
- les ligneux seront représentés par un rameau feuillé (pas simplement une feuille)<br />
2.3. Séchage des échantillons<br />
Le matériel est placé entre 2 feuilles de papier journal (+/- aux dimensions de la planche<br />
de montage final) et mis sous presse (2 planches de bois surmontées d'un poids lourd<br />
suffisent). Les exemplaires de grande taille seront pliés "en accordéon". Le papier sera changé<br />
plusieurs fois si nécessaire, fréquemment si la récolte a eu lieu un jour de pluie ou pour des<br />
plantes des milieux humides. Une semaine de séchage suffit en général.<br />
Cas particulier des champignons.<br />
Certains champignons pérennes (récoltés sur des troncs d'arbre par exemple) conservent leur aspect en herbier,<br />
ils ne nécessitent aucun traitement préalable. Cependant la majorité des espèces pourrissent très rapidement une<br />
fois récoltées. Dans ce cas, l'étudiant en réalisera une description sommaire (forme, couleur, odeur<br />
particulière,…) et le séchera rapidement (sur un radiateur par exemple). Une fois sec il sera placé dans un sachet<br />
de type cellophane (disponible chez l'assistant) pour conservation. On parle d'exciccatat.<br />
Facultatif : la couleur des spores étant un critère fondamental pour l'identification des champignons à lames,<br />
l'étudiant pourra tenter de réaliser une "sporée". Dès la récolte, l'exemplaire est placé sur une feuille de papier<br />
blanc, le chapeau séparé du pied et posé "lames contre la feuille". L'ensemble est enfermé dans une feuille<br />
aluminium. Après quelques heures, si l'exemplaire est "mâture", les spores présentes sur les lames se déposent<br />
sur le papier. On peut alors en noter la couleur.<br />
2.4. Mise en herbier<br />
Lorsque le végétal est sec, il peut être monté définitivement. Sur une planche ne peut<br />
apparaître qu'un individu, ou plusieurs individus de la même espèce récoltés le même jour sur<br />
la même station. Les exemplaires de grande taille peuvent être pliés. Il sera fixé à l'aide de<br />
petites bandelettes blanches. Des éléments trop volumineux (racines, bulbes..) pourront être<br />
coupés longitudinalement. Des éléments détachés (aiguilles de conifères, fruits, fleurs...)<br />
peuvent être placés dans une petite enveloppe ou un petit sac plastic collé sur la planche.<br />
L'étiquette est collée dans le coin inférieur droit de la planche.<br />
Les plantes séchées sont fixées sur une planche de papier épais (de type bristol), de format<br />
26 x 38 cm (approximativement). Veillez à ne pas vous écarter de ces dimensions de plus de 2<br />
ou 3 cm. La fixation se fait à l'aide de papier gommé ou de petites bandes d'adhésif blanc (pas<br />
de papier collant "classique"). Une étiquette sera collée dans le coin inférieur droit de la<br />
planche. Chaque planche est placée dans une double feuille de papier buvard ou autre, de<br />
façon à protéger le végétal et à récupérer les éléments qui pourraient s'en détacher (fruits,<br />
aiguilles....). L'ensemble de l'herbier est maintenu de préférence entre 2 cartons épais, ou<br />
planchettes de bois reliés par des sangles.<br />
Le bristol et la chemise de protection sont à acheter par l'étudiant. Des herbiers types<br />
seront en vente à l’unité de botanique.<br />
Une loupe de poche pliante ou un binoculaire sont souvent nécessaires pour l'observation<br />
du matériel en vue de la détermination.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Les déterminations des ptéridophytes (prêles et fougères) et spermatophytes<br />
(gymnospermes et angiospermes) seront réalisées à l'aide de la flore suivante :<br />
LAMBINON, J., DE LANGHE, J.-E., DELVOSALLE, L., DUVIGNEAUD, J. Nouvelle flore de la<br />
Belgique, du G.D. de Luxembourg, du Nord de la France et des régions voisines. Editions du<br />
Patrimoine du Jardin botanique national de Belgique.<br />
L'utilisation de flores illustrées et le choix de celles-ci lors de la réalisation de l'herbier<br />
sont laissés à l'appréciation de l'étudiant. Des conseils dans le choix de ces flores peuvent être<br />
obtenus auprès des enseignants.<br />
2.5. Etiquette<br />
Ses dimensions approximatives : 7-10 x 9-12 cm<br />
Elle reprendra les rubriques suivantes :<br />
- Collection (ou Leg.) = nom du propriétaire de l'herbier<br />
- N° = numéro de la planche : plusieurs types de numérotation sont possibles<br />
* numérotation faisant référence à la date complète de récolte (ex : 96081504 =<br />
quatrième plante récoltée le 15 août 1996)<br />
* numérotation faisant référence à une partie de la date de récolte (ex : 960732<br />
= trente deuxième plante récoltée en juillet 1996)<br />
La numérotation faisant référence à la date complète de récolte est la plus pratique.<br />
Rappel : ce numéro est donné dès la récolte sur le terrain, il doit "suivre" la plante depuis sa<br />
récolte jusqu'au montage.<br />
- Loc. = localité administrative de récolte.<br />
- Date = date de récolte (même si on y a fait référence à la rubrique "N°")<br />
- Pays = peut être abrégé (B. pour Belgique)<br />
- Biotope (ou milieu) = milieu où a été récoltée la plante (forêt de feuillus, vieux mur,<br />
terrain vague, terril, marais, .....).<br />
- Obs. = observations que vous jugez utiles de signaler pour la détermination de la plante,<br />
et qui n'apparaissent pas sur l'exemplaire. Ex : la couleur originelle des fleurs si elle a<br />
changé au séchage, la taille d'un arbre ou d'un arbuste, une odeur particulière...<br />
Avec la plante séchée et les indications notées dans la rubrique observation, on doit être<br />
capable de redéterminer l’espèce prélevée.<br />
- Type pol. = type de pollinisation observé ou supposé (anémophile, entomophile, …).<br />
- Type dis. = type de dissémination observé ou supposé (zoochore, anémochore, …).<br />
- Type bio. = type biologique de la plante (terrophyte, chaméphyte, …)<br />
- Famille = famille taxonomique (voir cours). Ex : Ericaceae.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
- Nom = Nom latin complet de la plante, à savoir :<br />
Genre + épithète spécifique + Auteur<br />
Ex : Calluna vulgaris (L.) Hull<br />
Notez :<br />
qu’un nom latin ne prend jamais d’accent.<br />
que le nom de genre commence toujours par une majuscule<br />
que l’épithète spécifique commence toujours par une minuscule<br />
qu’il nécessaire de noter le nom du ou des parrains (descripteur) en entier.<br />
Lorsque le nom est abrégé, l’abréviation est suivie par un point (ex : L.)<br />
- Nom vern. = nom vernaculaire = nom français Ex. Callune, bruyère commune.<br />
- Det. = Determinavit = Personne qui a déterminé la plante.<br />
Remarques : si une détermination n'est pas certaine, on peut faire précéder le rang taxonomique incertain de<br />
"cf.". Ex. Carex cf. flacca Schreb. signifie que la personne qui a déterminé la plante est certaine qu'il s'agit bien<br />
du genre Carex, mais n'est pas certaine de l'espèce flacca. Si elle n'a aucune idée de l'espèce, elle notera Carex<br />
sp.<br />
La famille et le nom latin complet ne sont demandés que pour les ptéridophytes et<br />
spermatophytes.<br />
Les étiquettes seront rédigées à l'encre noire (l'ordinateur ou la machine à écrire ne sont pas<br />
obligatoires, si l'écriture est correcte).<br />
Exemples d'étiquettes correctes, parmi d'autres, la présentation générale de l'étiquette est<br />
laissée au choix de l'étudiant :<br />
Coll. :<br />
Date : N° :<br />
Loc. :<br />
Biotope :<br />
Obs. :<br />
Pays :<br />
Type pol. :<br />
Famille :<br />
Nom. :<br />
Nom vern. :<br />
Det. :<br />
Type dis. : Type bio. :<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
2.6. Compilation des planches d’herbier<br />
Chacune des planches sur lesquelles on a fixé une plante est protégée par un buvard. Ceci<br />
permettra aussi à la plante de continuer à sécher dans l’herbier.<br />
Les planches devront être regroupées par famille et classée par ordre alphabétique. Une<br />
feuille reprenant la liste des espèces mises en herbier, les familles, leur mode de pollinisation,<br />
leur mode de dissémination et leur type biologique, sera annexée à l’herbier.<br />
Familles Espèces Type de<br />
pollinisation<br />
3. <strong>Travaux</strong> <strong>pratiques</strong> en laboratoire<br />
3.1. Réalisation de la farde de travaux <strong>pratiques</strong><br />
Type de<br />
dissémination<br />
Type biologique<br />
Une page de garde (titre, nom et prénom, groupe, année académique) doit figurer dans la<br />
farde des travaux <strong>pratiques</strong> (TP) du cours de biologie végétale et animale. Indiquez également<br />
le nom de votre partenaire de TP.<br />
Un rapport couvre la matière vue sur une séance de TP (4h).<br />
Chaque séance de TP fait l’objet d’un rapport manuscrit. Celui-ci reprend la date et le titre<br />
général de la manipulation, les nom et prénom de l’étudiant ainsi que le groupe dans lequel il<br />
se trouve. L’ensemble du rapport doit être structuré, chaque exercice (tableau, dessin, …)<br />
comportant un titre précis et complet. L’ordre de présentation des schémas et des dessins doit<br />
correspondre à celui exposé dans le mode opératoire. Chaque rapport doit être précédé du<br />
mode opératoire correspondant.<br />
Les protocoles et les rapports, insérés chronologiquement dans la farde de TP, doivent être<br />
paginés. Indiquez sur la première page le numéro de palliasse ainsi que le numéro du matériel<br />
optique utilisé.<br />
Pour faciliter les corrections, il est vivement déconseillé d’utiliser des fardes chemises.<br />
La lecture attentive des protocoles est un préliminaire nécessaire à toute<br />
séance de TP. De même, il est demandé aux étudiants de revoir les chapitres<br />
du cours théorique qui seront illustrés aux TP. Avant chaque séance de TP,<br />
les connaissances sur la matière traitée pourront être évaluées. Les<br />
questions de réflexions soumises dans les différents modes opératoires<br />
doivent être complétées avant l’entrée dans le laboratoire. Ceci constitue<br />
une condition nécessaire à la participation et à la cotation de la<br />
manipulation.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
3.2. Synopsis<br />
TP1 : Bryophytes et Ptéridophytes<br />
Objectif :<br />
Etude histologique dans les organes reproducteurs de Bryophytes et de Ptéridophytes.<br />
Etude de matériel frais ou en herbier.<br />
Matériel :<br />
- Hépatiques à thalle : * Marchantia matériel en herbier, photo<br />
* observation microscopique d'anthéridies et d’archégones<br />
- Gametophyte et sporophyte de Bryophyte (observation de la coiffe, de l’opercule et du<br />
péristome)<br />
- Sphaigne : matériel frais<br />
- Equisetum sp. en herbier (+ strobiles en alcool)<br />
- Filicales : frondes fertiles en herbier<br />
- Filicales : coupes dans prothalle pour anthéridies et archégones<br />
TP2 : Gymnospermes<br />
Objectifs :<br />
Etude histologique des gymnospermes.<br />
Etude de matériel frais ou en herbier.<br />
Matériel :<br />
- Pinus sp. : coupes dans cône et ovule ; montage de grains de pollen par l'étudiant<br />
- Matériel frais : les principaux genres de conifères présents dans nos région. Identification,<br />
notion de clef dichotomique.<br />
TP3 : Angiospermes, histologie<br />
Objectifs :<br />
Etude anatomique et morphologique des organes reproducteurs d’Angiospermes.<br />
Etude histologique tiges de dicotylédones en structure primaire et secondaire.<br />
Matériel :<br />
- Coupe dans un anthère de Lilium sp.<br />
- Coupe dans un sac embryonnaire de Lilium sp.<br />
- Androcée et gynécée d’une tulipe.<br />
- Coupe dans une tige de Teucrium sp.<br />
- Coupe dans une tige de Syringa sp. en structure secondaire.<br />
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TP4 : Angiospermes, biologie florale<br />
Objectifs :<br />
Etude des diagrammes floraux et des formules florales<br />
Reconnaissance des différents types d’inflorescences<br />
Matériel :<br />
Magnolia, Ail des Ours, ficaire, Lamier blanc, …<br />
TP5 : Angiospermes, fruits et graines<br />
Objectifs :<br />
Etude des différents modes de placentation, des fruits et des graines<br />
Etude des modes de déhiscence et de dispersion<br />
Matériel :<br />
Différents fruits d’Angiospermes (pomme, fraise, raisin, ananas, …)<br />
TP6-7 : Angiospermes, systématique<br />
Objectifs :<br />
Identification de matériel frais à l'aide des clefs de la flore, illustration du vocabulaire<br />
organographique (types de feuilles, inflorescences…), construction de formules florales, de<br />
diagrammes floraux.<br />
Matériel :<br />
Asteraceae, Fabaceae et Rosaceae (distinction entre Prunus sp. et Malus sp.)<br />
Lamiaceae, Brassicaceae, Ranunculaceae et Poaceae<br />
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1. Introduction générale<br />
TP1 : Bryophytes et Ptéridophytes<br />
Il y a +- 4,5 milliards d’année, la croûte terrestre s’est refroidie et solidifiée. La vapeur<br />
d’eau, en se condensant, fut à l’origine des océans. La vie se développa dans ces mers<br />
primitives. Les premiers êtres vivants, microscopiques et unicellulaires, furent des bactéries<br />
dont les Cyanobactéries. Les premiers eucaryotes sont apparus dans ces mers ; ce sont les<br />
protistes. Les Cyanobactéries, puis certains Protistes à caractère végétal (Algues) pratiquèrent<br />
la photosynthèse. Peu à peu, l’atmosphère s’enrichit en oxygène. Cette étape cruciale permit<br />
le développement de la vie terrestre animale et végétale. Parmi ces premiers végétaux<br />
terrestres figurent les Bryophytes. Ceux-ci ne prirent jamais une forte ampleur. Ils restèrent<br />
très tributaires des milieux humides pour leur croissance et leur développement. Les<br />
Ptéridophytes acquirent un système conducteur particulièrement adapté au milieu terrestre.<br />
Seule leur reproduction s’opère encore dans l’eau. D’autres, appelées Ptéridospermés,<br />
« inventèrent » l’ovule ; ces dernières ne sont plus connues qu’à l’état de fossiles.<br />
Les Gymnospermes sont généralement des arbres dont les organes sexuels aériens<br />
préfigurent la fleur vraie. Ils apparurent à la fin du Carbonifère.<br />
C’est à la fin de l’ère Secondaire qu’apparurent les premières Angiospermes (ou plante à<br />
fleur). Leurs graines sont enfermées dans un organe clos (fruit). Les Angiospermes occupent<br />
avec succès des milieux écologiques très divers dont les Gymnospermes se trouvent exclus ;<br />
ces derniers subsistent dans les milieux souvent moins favorables comme les zones très<br />
froides (la taïga ou les montagnes).<br />
2. Objectifs<br />
Les cinq premières manipulations ont pour objectif d’illustrer l’évolution de la vie<br />
végétale. Nous n’avons malheureusement pas le temps d’aborder l’ensemble des phyla<br />
végétaux. Nous ne parlerons donc pas des Procaryotes photosynthétiques (Cyanobactérie) ou<br />
des Protistes photosynthétiques (algues sensu lato). Nous étudierons uniquement les végétaux<br />
« supérieurs » en commençant par les plus primitifs, les Bryophytes et les Ptéridophytes. La<br />
seconde séance sera consacrée au Gymnospermes. Les trois dernières séances permettront de<br />
caractériser les Angiospermes. Nous mettrons en évidence au cours de ces 5 séances les<br />
« sauts évolutifs » majeurs :<br />
- colonisation de la terre ferme ;<br />
- apparition des tissus vasculaires ;<br />
- indépendance vis à vis de l’eau ;<br />
- apparition de l’ovule et du grain de pollen ;<br />
- apparition de la fleur ;<br />
- apparition du fruit.<br />
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3. Procaryotes photosynthétiques (Cyanobactéries)<br />
Parmi les Procaryotes photo-autotrophes, les Cyanobactéries (ou « algues bleues »)<br />
forment une classe de +-3000 espèces, se distinguant par une photosynthèse oxygénique.<br />
Les Cyanobactéries ont largement contribué à l’enrichissement de l’atmosphère en<br />
oxygène durant l’ère Précambrienne où elles étaient les seuls organismes photosynthétiques.<br />
Beaucoup de Bactéries dont certaines Cyanobactéries sont capables de fixer l’azote<br />
moléculaire atmosphérique (N2). Cette fixation de N2 est exclusivement rencontrée chez les<br />
Monères. Chez certaines Cyanobactéries filamenteuses (ex : Nostoc sp.) l’assimilation d’N<br />
atmosphérique est réalisée par des cellules spécialisées, les hétérocystes. Ces bactéries à thalle<br />
présentent donc un début de différenciation cellulaire.<br />
D’un point de vue macroscopique, la majorité des Cyanobactéries vivent en suspension<br />
dans les eaux douces ou marines (plancton). Certaines « algues bleues » forment des<br />
« encroûtements » visibles notamment sur les rochers des côtes marines ou dans les flaques<br />
d’eau asséchées. Un cas particulier est l’accumulation de sédiments calcaires provenant<br />
d’algues bleues pour former des stromatolithes. L’étude de ces concrétions calcaires a<br />
contribué largement à la reconstitution de l’évolution des organismes vivants. D’autres<br />
cyanobactéries forment des associations symbiotiques notamment avec des champignons pour<br />
constituer des lichens.<br />
4. Protistes végétaux<br />
Ce sont les premiers eucaryotes photosynthétiques. Comme chez tout les eucaryotes, on<br />
observe un succession de phase haploïde (n chromosomes) et diploïde (2n chromosomes),<br />
suivant respectivement la méiose et la fécondation.<br />
Les protistes végétaux font partie du vaste groupe paraphylétique des thallophytes<br />
contenant notamment les algues et les champignons. La différenciation cellulaire est faible.<br />
Un grand nombre de thallophytes sont des unicellulaires.<br />
Les algues forment un groupe végétal extrêmement important (plus de 20.000 espèces)<br />
dans lequel on classe des individus de morphologie fort différente. Parmi celles-ci, les<br />
diatomées sont des cellules vivant isolées ou en colonies. Elles ont pour particularité de<br />
disposer d’une paroi (ou frustule) de silice formée de deux valves. Ces thèques sont de forme<br />
variable avec des ornementations diverses. Leur étude dans les milieux aquatiques présente un<br />
grand intérêt dans l’évaluation de la pollution d’eau.<br />
En simplifiant, les algues plus évoluées sont classées en fonction de la couleur des<br />
pigments : rouge (embranchement des Rhodophytes), brune (embranchement des Phéophytes)<br />
ou verte (embranchement des Chlorophytes). Ces couleurs sont le résultat de l’adaptation des<br />
algues à leur milieu. En effet, les pigments interviennent dans la capture de l’énergie<br />
lumineuse nécessaire pour la photosynthèse. Or, on sait que la lumière est constituée de<br />
différents rayons de longueur d’onde variable. Quant les rayons solaires atteignent la surface<br />
des mers, des lacs et des rivières, une partie est réfléchie, le reste pénètre dans l’eau. Alors<br />
que certains rayons sont rapidement absorbés, le vert et le bleu pénètrent profondément et<br />
déterminent la couleur des eaux. C’est ainsi que les algues vertes se développent dans les<br />
zones proches de la surface, tandis que les algues rouges et brunes partagent les eaux les plus<br />
profondes.<br />
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Fucus vesiculosus L. est une algue brune très abondante sur les côtes atlantiques. Elle<br />
constitue une part importante du goémon, utilisé comme engrais. Le cycle d’un autre Fucus,<br />
monoïque, est résumé ci-dessous. La phase diploïde est dominante pour cette espèce.<br />
5. Bryophytes<br />
5.1. Introduction<br />
Figure 1. Cycle d’un<br />
Fucus monoïque<br />
Caractéristiques<br />
L’embranchement des Bryophytes marque le début du Règne des Métaphytes, plantes qui<br />
progressivement se sont adaptées aux milieux terrestres. Les Mousses sont en effet les<br />
premiers végétaux à présenter un "Cormus" c'est-à-dire une organisation de l'organisme<br />
typique : racine, tige, feuille. Cet embranchement comprend deux classes principales : Les<br />
Hepatospida et les Bryopsida.<br />
Les Hépatiques sont couramment scindées en 2 groupes faciles à distinguer mais n’ayant<br />
pas de valeur taxonomique : les hépatiques à thalle et les hépatiques à feuille.<br />
Les Hépatiques à thalle possèdent un appareil végétatif formé d’une lame verte étalée sur<br />
le substrat. En général, le « thalle » possède une ramification dichotomique. La lame est fixée<br />
sur le substrat par des rhizoïdes et/ou des écailles. Certaines Hépatiques présentent un thalle<br />
très sophistiqué, c’est le cas de Marchantia polymorpha L. emend. Burgeff. Chez cette<br />
espèce, les cellules chlorophylliennes sont empilées en petites structures ramifiées au sein de<br />
chambres aérifères ; les gamétanges sont portés par des gamétophores et la reproduction<br />
asexuée se réalise par l’intermédiaire de propagules.<br />
22
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Les Hépatiques à feuilles ressemblent extérieurement aux Bryopsida. Elles s’en<br />
distinguent par quelques caractères macroscopique : sporophyte possédant une soie hyaline et<br />
une capsule sans péristome ni opercule, absence de coiffe, symétrie dorso-ventrale des tiges<br />
feuillées, parfois présence de petites feuilles spécialisées appelées amphigastres.<br />
Les Bryopsida se composent de deux ordres principaux : les Bryales et les Sphagnales.<br />
Les Bryales comprennent les vraies mousses. Le gamétophyte est formé principalement<br />
de tiges feuillées ancrées sur le substrat par l’intermédiaire de rhizoïdes. Chez certaines<br />
espèces évoluées, une ébauche de système conducteur est mise en place au centre de la tige.<br />
En fonction de la position du sporophytes sur la tige, deux groupes sont distingués : les<br />
mousses acrocarpes (figure A) et les mousses pleurocarpes (figure B). Les premières portent<br />
les sporophytes à l’extrémité des tiges, les secondes ont leurs sporophytes attachés<br />
latéralement sur les tiges.<br />
Les Sphagnales sont des Bryophytes quasi exclusivement inféodées aux sols acides et très<br />
humides, notamment dans les tourbières. Une adaptation remarquable est la présence de<br />
cellules spécialisées dans la rétention d’eau au sein de la feuille : les hydrocytes. Chaque<br />
hydrocyte possède une paroi présentant des pores, cette même paroi est invaginée au sein de<br />
la cellule (compartiment). Ces cellules sont vides de tout cytoplasme à l’état mature. Les<br />
cellules chlorophylliennes sont beaucoup plus petites que les hydrocytes et les entourent.<br />
A B<br />
5.2. Matériel<br />
- Matériel frais et en herbier de Bryophytes appartenant à des classes différentes.<br />
- Coupes histologiques<br />
5.3. Manipulation<br />
Figure 2. A. Mousse Bryale<br />
acrocarpe. B. Mousse Bryale<br />
pleurocarpe.<br />
Observation d'une hépatique à thalle : Marchantia polymorpha L. (Bryophytes,<br />
Hepaticopsida)<br />
• Observer le thalle foliacé appliqué sur le substrat, les rhizoïdes à la face inférieure, la<br />
division de la face supérieure en losanges munis d'un pore central.<br />
• Observer la présence de corbeilles à propagules.<br />
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Observation d'une coupe microscopique dans un anthéridiophore et un archégoniophore de<br />
Marchantia polymorpha L. (Bryophytes, Hepaticopsida)<br />
• Schématisez la structure générale de l’archégoniophore et de l’anthéridiophore. Dessinez<br />
une anthéridie et un archégone.<br />
Légende : anthéridie, anthérozoïde immature, archégone, oosphère, col, ventre<br />
Observation d’un sporophyte d’une mousse (Bryophyta, Bryopsida, Bryales, Polytrichaceae)<br />
• Observer un sporophyte : il est constitué d’un pied soudé au gamétophyte, d’une soie et<br />
d’une capsule (comprenant l’urne surmontée de l’opercule). Celle-ci est recouverte d’une<br />
coiffe, vestige de l’archégone. Sous la coiffe, se trouve l’opercule. Le retrait de l’opercule<br />
permet d’observer le péristome constitué de dents.<br />
• Schématiser le gamétophyte et le sporophyte.<br />
Légende : gamétophyte, sporophyte, soie, capsule, opercule, coiffe.<br />
• Dessiner le détail de la capsule montrant l’opercule, l’urne et les dents du péristome.<br />
Observation d'une sphaigne : Sphagnum sp. (Bryophyta, Bryopsida, Sphagnales)<br />
• Observer et dessiner l'organisation générale du gamétophyte formé d'une tige principale<br />
portant des rameaux feuillés fasciculés.<br />
Légende : tige feuillée, tige principale, feuille.<br />
• Monter une feuille dans une goutte d'eau entre lame et lamelle. Observer les chlorocytes<br />
formant un réseau autour des hydrocytes. Dessiner.<br />
6. Ptéridophytes<br />
6.1. Introduction<br />
Caractéristiques<br />
L’embranchement des Ptéridophytes se distingue notamment de celui des Bryophytes par<br />
deux caractères fondamentaux :<br />
- La dominance en taille et en durée de vie du sporophyte sur le gamétophyte.<br />
L’appareil végétatif est diploïde et le gamétophyte est limité à un prothalle<br />
microscopique souvent éphémère.<br />
- La présence d’un appareil végétatif plus différencié. Les Ptéridophytes<br />
possèdent les tissus vasculaires différenciés (xylème et phloème) réunis en stèle.<br />
Avec les tissus de soutien, ces structures permettent un port dressé et une taille<br />
supérieure à celle atteinte par les mousses. Comme chez les Spermatophytes, les<br />
Ptéridophytes (excepté les Psilotopsida) possèdent un appareil végétatif différencié<br />
en trois types d’organes : les tiges, les feuilles et les racines.<br />
La classe des Filicopsida comprend les fougères proprement dites. La fougère mâle<br />
(Dryopteris filix-mas (L.)Schott) est un exemple de Filicopsida. Atteignant 20 à 160 cm de<br />
haut, elle peut occuper de grande surface en sous-bois, sur des terrains à tendance acide. Elle<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
est vivace par sa tige souterraine, le rhizome. Les pousses qui émergent chaque année<br />
correspondent aux grandes feuilles ou frondes ou encore mégaphylles. D’abord repliées en<br />
forme de crosse, elles sont constituées d’un long pétiole et d’un limbe découpé. Les plus<br />
petites divisions du limbe s’appellent pinnules. Les sores sont localisées sur le bord de<br />
certaines pinnules. Ils présentent une membrane (indusie) qui recouvre les sporanges.<br />
La classe des Sphenopsida comprend les prêles, parfois appelées « queue de cheval » en<br />
raison de leurs denses ramifications en verticilles. Un aspect évolutif important rencontré chez<br />
les prêles est la spécialisation de certaines feuilles portant des sporanges. Ces feuilles sont<br />
réunies en un épi sporangifère (strobile). Les spores issues des sporanges sont<br />
morphologiquement semblables, mais certaines donneront des prothalles unisexués<br />
(contrairement aux prothalles toujours bisexués des Filicales).<br />
6.2. Matériel<br />
Equisetum sp. en herbier (+ strobiles en alcool)<br />
Filicales : frondes fertiles en herbier<br />
Filicales : coupes dans prothalle avec anthéridies et archégones<br />
Démonstration sur matériel d'herbier des principaux ordres de Filicales<br />
6.3. Manipulation<br />
Observation microscopique d'une coupe dans un prothalle de fougère (Filicopsida).<br />
• Dessiner une anthéridie et un archégone.<br />
Légende : anthérozoïde - anthérozoïde spiralé (mature), oosphère, ventre, col, cellule du<br />
canal du col.<br />
Observation de sores et sporanges de Dryopteris filix-mas (L.)Schott (Filicopsida)<br />
• Observer les sores à la face inférieure des pinnules d'une fronde (matériel en herbier).<br />
Dessinez.<br />
• En utilisant les coupes préparées, dessiner un sporange.<br />
Légende : spore, pédicelle, anneau mécanique.<br />
Observation d'un sporophyte d'Equisetum sp. (Sphenopsida).<br />
• Observer les deux types de tiges chez les Equisetum sp., des tiges fertiles portant un<br />
strobile terminal et des tiges stériles portant uniquement des verticilles de feuilles.<br />
Dessinez les deux tiges.<br />
Légende : strobile terminal, écusson à sporange, tige stérile, tige fertile, nœud, entrenœud,<br />
rameau verticillé, verticille de feuilles écailleuses.<br />
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7. Questions de synthèse de et de réflexion<br />
1. Déterminez les différences entre procaryotes et eucaryotes dans le tableau ci-dessous.<br />
Caractéristiques<br />
ADN<br />
Procaryotes Eucaryotes<br />
Reproduction<br />
Taille des cellules<br />
Organites<br />
2. Légendez le cycle du Bryophyte exposé ci-dessous avec les termes suivants : sporophyte,<br />
gamétophyte, anthéridie, archégone, anthérozoïde, oosphère, coiffe, capsule, spore,<br />
rhizoïde, soie, opercule. Indiquez à quel niveau se passe la méiose et la fécondation.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
3. Légendez le cycle du Ptéridophyte exposé ci-dessous avec les termes suivants :<br />
sporophyte, gamétophyte, anthéridie, archégone, anthérozoïde, oosphère, sore, sporange,<br />
fronde, zygote, indusie. Indiquez à quel niveau se passe la méiose et la fécondation.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1. Introduction<br />
TP2 : Gymnospermes<br />
Trois embranchements sont considérés dans ce TP : les Cycadophytes, les Ginkgophytes<br />
et les Coniférophytes. D’emblée, il faut noter que le statut taxonomique de ces trois groupes<br />
n’est pas encore fixé. En effet, selon les auteurs, ils auront le statut d’embranchement, de<br />
sous-embranchement ou de classe. Dans le cadre des TP, nous suivrons l’option prise au cour<br />
théorique.<br />
Les Cycadophytes rappellent les palmiers et se rencontrent principalement dans les<br />
régions tropicales et subtropicales. Elles sont apparues il y a au moins 250 millions d’années,<br />
au permien. La plupart des Cycadales sont des plantes d’assez grande taille (jusque 18m de<br />
hauteur). Les structures reproductrices des cycadales sont des feuilles plus ou moins réduites<br />
portant des sporanges, lâchement ou étroitement réunies en sorte de cônes aux environs de<br />
l’apex de la plante. Avant la fécondation, la portion basale du gamétophyte mâle se dilate et<br />
s’allonge, amenant les anthérozoïdes au voisinage des oosphères. Cette portion se rompt<br />
ensuite et les anthérozoïdes multiciliés libérés nagent vers les oosphères.<br />
Ginkgo biloba est le seul représentant des Ginkgophytes. C’est l’unique survivant d’un<br />
genre qui a peu varié depuis 150 millions d’années. Les ovules du Ginkgo apparaissent par<br />
paires à l’extrémité de court pédoncule et produisent, en mûrissant des graines entourées<br />
d’une enveloppe charnue. La fécondation ne se réalise qu’après la chute des ovules.<br />
Les Coniférophytes sont toujours ligneuses, parfois de très grande taille (plus de 100m<br />
pour les Séquoias) et certaines d’entre elles sont âgées de plusieurs millénaires : 1500-2000<br />
ans pour le ifs européens, 2000-3000 ans pour les Séquoias, jusqu’à 5000 ans pour certains<br />
pins de Floride. Chez les Gymnospermes, la graine, composée du spermoderme, d’un<br />
embryon et de matière de réserve, a pris la place de la spore comme unité de dispersion. Cette<br />
« invention » a donné aux spermatophytes un énorme avantage sur les cryptogames<br />
vasculaires. Comme leur nom l’indique (le mot grec Gymnos signifie « nu » et sperma veut<br />
dire « graine »), les graines des gymnospermes ne profitent pas de la protection d’une<br />
enveloppe telle que la paroi du fruit qui entoure les graines des angiospermes (plantes à fleur).<br />
Un autre avantage majeur que possèdent les gymnospermes et les angiospermes est leur<br />
indépendance à l’égard de l’eau pour le transport de l’anthérozoïde vers l’oosphère. Chez les<br />
Gymnospermes, le gamétophyte mâle partiellement développé (le grain de pollen) est<br />
transporté mécaniquement au voisinage du gamétophyte femelle, à l’intérieur de l’ovule ; il<br />
produit ensuite un tube pollinique. Sans être à l’origine un organe transporteur<br />
d’anthérozoïdes, le tube pollinique a finalement évolué pour convoyer des anthérozoïdes non<br />
mobiles à l’intérieur de l’ovule jusqu’aux oosphères du gamétophyte femelle.<br />
2. Objectifs<br />
Présenter la diversité des Gymnospermes et les évolutions par rapport aux Ptéridophytes.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
3. Matériel<br />
Pinus sp. : coupes dans cône et ovule ; montage de grains de pollen par l'étudiant<br />
Matériel frais : les principaux genres de conifères présents dans nos région. Identification,<br />
notion de clef dichotomique.<br />
4. Manipulations<br />
Observation d'une coupe microscopique dans un ovule de Pinus sp. (Coniferopsida)<br />
• Réalisez un schéma général.<br />
Légende : Ecaille ovulifère, tégument, micropylle, nucelle, endosperme, archégone.<br />
Observation d'une coupe microscopique dans un cône mâle de Pinus sp.<br />
• Réalisez un schéma général de la coupe dans le cône.<br />
• Dessinez une écaille microsporangifère.<br />
Légende : microspores (= grain de pollen), écaille, axe du cône, microsporange.<br />
Montage et observation de grains de pollen de Pinus sylvestris L.<br />
• Observer les 2 couches de l'enveloppe du grain (intine et exine) et la présence de<br />
ballonnets aérifères. Dessiner.<br />
Légende : intine, exine, ballonnet aérifère, grain de pollen<br />
Description et reconnaissance des principaux genres de conifères (Coniferopsida) observables<br />
en Belgique.<br />
Ordre des Pinales<br />
• Pinaceae<br />
Picea ex: Picea abies L. (Karst.)<br />
Abies ex: Abies alba Mill.<br />
Pinus ex: Pinus sylvestris L.<br />
Pinus strobus L.<br />
Larix ex: Larix decidua Mill.<br />
Pseudotsuga ex: Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco<br />
Tsuga ex: Tsuga canadensis (L.) Carr.<br />
Cedrus ex: Cedrus libani A. Rich.<br />
• Cupressaceae<br />
Juniperus ex: Juniperus x media Van Melle<br />
Chamaecyparis ex: Chamaecyparis lawsoniana (A. Murray) Parl<br />
Thuja ex: Thuja plicata Donn ex D. Don<br />
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• Taxodiaceae<br />
Sequoiadendron ex: Sequoiadendron giganteum (Lindl.) Buchholz<br />
• Araucariaceae<br />
Araucaria ex : Araucaria araucana (Molina) K. Koch<br />
Ordre des Taxales<br />
• Taxaceae<br />
Taxus ex: Taxus baccata L.<br />
Déterminez l’ensemble du matériel fourni grâce à votre flore. Reconstituez ensuite une clé<br />
dichotomique avec vos propres critères d’identification pour déterminer les espèces<br />
présentées.<br />
Démonstration : autres classes de Gymnospermes et de pré-spermatophytes<br />
• Ginkgopsida : Ginkgo biloba L.<br />
• Cycadopsida : Cycas sp.<br />
• Gnetopsida : Ephedra sp.<br />
5. Questions de réflexion<br />
Pour chacun des différents groupes abordés au cours des deux derniers TP, définissez les<br />
avancées évolutives majeures.<br />
Cyanobactéries :<br />
Protistes végétaux :<br />
Bryophytes :<br />
Ptéridophytes :<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1. Introduction<br />
TP3 : Angiospermes, histologie<br />
Les Angiospermes comprennent environ 225000 espèces. Ils diffèrent des Gymnospermes<br />
par les principaux caractères suivants :<br />
- l’écaille ovulifère est devenue un carpelle qui entoure complètement les ovules.<br />
Les carpelles forment un ou plusieurs pistils qui, après fécondations, se<br />
transforment en fruit(s) ;<br />
- les organes reproducteurs se groupent en fleurs ;<br />
- il y a double fécondation.<br />
L’androcée est constitué d’une ou de plusieurs étamines(s). Les quatre sacs polliniques,<br />
groupés en deux thèques forment l’anthère qui est portée par un axe, le filet. Au sein des<br />
anthères, les cellules haploïdes (microspores) résultant de la méiose se développent chacune<br />
en un gamétophyte mâle immature, c’est-à-dire un grain de pollen.<br />
Le gynécée est constitué d’un ou de plusieurs pistils(s). Le ou les carpelles(s) constituant<br />
le ou les pistil(s) porte(nt) un ou plusieurs ovule(s). La méiose intervenant dans l’ovule est à<br />
l’origine d’un petit gamétophyte femelle qui y reste inclus. Le gamétophyte femelle se<br />
compose d’un groupe de cellules haploïdes constituant le sac embryonnaire, entouré de<br />
quelques cellules diploïdes maternelles.<br />
Figure 3. 1. C.T. dans gynécée à<br />
placentation axile. 2. C.T. dans<br />
gynécée à placentation pariétale.<br />
3. Pistil vu de profil.<br />
31
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
La placentation désigne la modalité d’association des carpelles formant l’ovaire,<br />
impliquant un mode d’insertion défini des ovules. L’identification du type de placentation est<br />
capitale pour la détermination des familles d’Angiospermes. Les placentations les plus<br />
fréquentes sont :<br />
La placentation marginale<br />
La placentation axile (fig. 3.1)<br />
La placentation centrale<br />
La placentation basale<br />
La placentation pariétale (fig. 3.2)<br />
2. Objectifs<br />
L’objectif est double. D’une part, on étudie la structure anatomique et histologique des<br />
organes sexuels d’Angiospermes. Ceci permet de noter les évolutions de ces structures par<br />
rapport aux taxons précédemment étudiés (Bryophytes, Ptéridophytes et Coniférophytes).<br />
D’autre part, on décrit brièvement l’organisation histologique des tissus vasculaires dans une<br />
tige de Dicotylédone.<br />
Deux types de représentations sont utilisés : le dessin et le schéma. Dans tous les cas, les<br />
représentations doivent être claires et suffisamment grandes (ne pas hésiter à utiliser une page<br />
entière). Pour les deux coupes de tiges, avant de commencer vos dessins, relisez attentivement<br />
les consignes qui ont été données pour les deux types de représentation.<br />
3. Matériel<br />
- Coupe transversale dans un sac embryonnaire.<br />
- Coupe transversale dans un anthère<br />
- Gynécée et androcée de tulipe<br />
- Pistil de coquelicot (Papaver sp.), de ficaire (Ranunculus ficaria) et de Lychnis (Lychnis<br />
sp.)<br />
- Coupe transversale dans une tige de Dicotylédone en structure primaire<br />
- Coupe transversale dans une tige de Dicotylédone en structure secondaire<br />
4. Manipulations<br />
4.1. Les organes sexuels<br />
Observation du gynécée d’une tulipe<br />
• Observez le pistil, il est constitué de trois carpelles soudés, formant trois loges<br />
(placentation axile).<br />
• Réalisez le dessin du pistil vu de profil.<br />
Légende : ovaire, style, stigmate, réceptacle.<br />
32
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
• Réalisez une coupe transversale et dessinez là.<br />
Légende : loge, ovule, funicule, paroi du carpelle<br />
Observation microscopique d’une coupe transversale dans un sac embryonnaire de Lilium sp.<br />
• Réalisez un dessin.<br />
Légende : antipodes, micropyle, noyaux polaires, nucelle, oosphère, paroi de l’ovule,<br />
paroi du carpelle, synergides, tégument.<br />
Etude des modes de placentations<br />
• Réalisez une C.T. dans les différents pistils distribués (4).<br />
• Déterminez le type de placentation.<br />
• Faites un schéma des coupes et indiquez les zones de soudures par une flèche.<br />
Légende : carpelle, zone de soudure, loge, ovule.<br />
Observation de l’androcée d’une tulipe<br />
• Observez une étamine.<br />
• Réalisez le dessin d’une étamine vue de profil.<br />
Légende : filet, anthère<br />
Observation microscopique d’une coupe transversale dans un anthère de Lilium sp.<br />
• Observez une anthère. Elle est constituée de deux loges ; les 4 sacs polliniques sont réunis<br />
et s’ouvrent par deux fentes de déhiscences longitudinales.<br />
• Réalisez un dessin.<br />
Légende : épiderme, assise mécanique, loge pollinique, grain de pollen, fente de<br />
déhiscence, sac pollinique.<br />
4.2. La tige<br />
Coupe transversale dans une tige de Teucrium scorodonia (Dicotylédone herbacée) en<br />
structure primaire (déjà en évolution vers la structure secondaire)<br />
Réalisez un schéma général<br />
Observez :<br />
- un épiderme + poils<br />
- des pôles de collenchyme, localisés dans les angles de la tige, sous l'épiderme<br />
- un parenchyme<br />
- du phloème<br />
- une zone cambiale (+ claire), formée de quelques assises de cellules disposées en<br />
files<br />
- du xylème, en files de petites cellules à parois épaissies<br />
33
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
- une moelle centrale, parfois dégradée<br />
Remarque : notez que l'organisation en faisceaux libero-ligneux des tissus conducteurs et du<br />
cambium passe à une organisation en cylindres concentriques en structure secondaire (les<br />
faisceaux se rejoignent)<br />
Coupe transversale dans une tige de Syringa sp. (Dicotylédone ligneuse) en structure<br />
secondaire<br />
Réalisez un schéma général<br />
Observez :<br />
- éventuellement un reste d’épiderme<br />
- le suber, formé de cellules à contour tortueux, à parois épaissies (subérine)<br />
- le phellogène et/ou le phelloderme sont difficiles à observer, très minces,<br />
représentés par quelques cellules, entre le suber et le collenchyme.<br />
- du collenchyme<br />
- du parenchyme<br />
- du sclérenchyme<br />
- le phloème secondaire<br />
- le xylème secondaire<br />
- la moelle centrale, parfois disparue<br />
5. Questions de réflexions<br />
1. Quel est l’intérêt d’une coupe longitudinale axiale dans un ovaire ?<br />
2. Quel est l’intérêt d’une coupe transversale dans un ovaire ?<br />
34
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
TP4 : Evolution de la vie végétale : Angiospermes, biologie florale<br />
1. Introduction<br />
Les plantes à fleur (= Angiospermes) constituent le groupe le plus évolué et le plus<br />
diversifié du règne végétal. En conséquence, nous nous attarderons plus longuement sur ses<br />
caractéristiques (3 séances).<br />
Taxons Nombre d’espèces décrites<br />
Angiospermes 270000<br />
Gymnospermes 700<br />
Ptéridophytes 10000<br />
Bryophytes 30000<br />
Algues 30000<br />
Champignons 100000<br />
Les organes reproducteurs sont des caractères d’organisation Ils sont mieux conservés que<br />
l’appareil végétatif qui lui, va d’adapter selon les conditions du milieu. La morphologie et<br />
l’organisation de l’appareil reproducteur seront donc des critères essentiels dans la<br />
classification des plantes. Il est donc crucial de pouvoir le décrire correctement.<br />
1.1. La fleur<br />
Chez les Angiospermes, l’appareil reproducteur est entièrement organisé au sein de la<br />
fleur. Celle-ci est portée sur un axe (sinon fleur sessile), formé du pédicelle et du réceptacle.<br />
De l’extérieur vers l’intérieur, on distingue :<br />
- calice (K) = sépales<br />
- corolle (C) = pétales<br />
- K + C = périanthe<br />
- androcée (A) = étamines<br />
- gynécée (G) = carpelles<br />
35
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Le schéma floral, la formule florale et le diagramme floral sont trois formes synthétiques<br />
de traduction des différentes particularités morphologiques d’une fleur. Leur construction<br />
repose sur une série de conventions et utilise un symbolisme approprié.<br />
1.1.1. Schéma floral<br />
On y représente une section longitudinale et axiale de la fleur (plan de section passant<br />
par le centre). Les pièces sont dessinées sur le réceptacle. Trois verticilles indiqueront une<br />
infinité.<br />
1.1.2. La formule florale<br />
Exemple : CL d’une fleur d’Apiaceae<br />
La formule florale est une représentation chiffrée de la composition d’une fleur. Elle<br />
précise :<br />
- la symétrie de la fleur<br />
- la nature des pièces florales<br />
- le nombre de pièces florales<br />
- les soudures éventuelles entre pièces florales<br />
36
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Par convention, la formule florale débute par un symbole traduisant la symétrie de la<br />
fleur auquel succède une série de sigles représentant les différentes pièces florales rencontrées<br />
partant de l’extérieur (base de la fleur) vers l’intérieur (sommet ou centre de la fleur).<br />
1<br />
Ex : Brassicaceae : X K4 C4 A2+4 G(2)<br />
n<br />
1.1.3. Le diagramme floral<br />
Le diagramme floral est un schéma rendant compte de l’architecture florale. Il<br />
précise :<br />
- la disposition relative de l’ensemble des pièces florales (préfloraison, alternance ou<br />
opposition entre pièces florales de cycles adjacents, …) ;<br />
- les soudures éventuelles entre pièces florales ;<br />
- la structure interne de l’ovaire.<br />
Construire un diagramme floral revient à projeter les différentes pièces florales<br />
(représentées par des symboles et de couleurs appropriés) sur un plan perpendiculaire à l’axe<br />
de la fleur.<br />
Organe Observation Symbole Couleur<br />
Axe du rameau Section transversale Cercle plein noir<br />
Bractée Section transversale dans Arc de cercle (croissant plein) avec noir<br />
la partie la plus large éventuellement la nervure principale<br />
en carène<br />
Calice (sépales) Section transversale dans<br />
la partie la plus large<br />
idem vert<br />
Corolle (pétales) Section transversale dans<br />
la partie la plus large<br />
idem bleu<br />
Périgone Section transversale dans idem violet<br />
(tépales) la partie la plus large<br />
Androcée Section transversale dans Cercle plein ou forme précise de la jaune<br />
(étamines) l’anthère<br />
coupe transversale (osselet, rein, …)<br />
Gynécée (pistil) Section transversale dans Symboliser la ou les feuilles rouge<br />
l’ovaire<br />
carpellaires et le nombre d’ovules<br />
par niveau d’insertion<br />
Le diagramme floral doit être orienté vis-à-vis de l’axe du rameau portant la fleur et de<br />
la bractée sous-tendant le pédicelle floral. Par convention, l’axe du rameau sera placé en haut<br />
du diagramme floral, la bractée en bas (voir ci-dessous).<br />
37
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Les pièces florales se disposent le plus souvent selon une série de cercles<br />
concentriques, plus rarement selon des spirales ou selon une combinaison de cercles<br />
concentriques et de spirales.<br />
1.1.4. Symbolisme utilisé<br />
Organes ne faisant pas partiede la fleur<br />
Formule florale Diagramme floral<br />
Axe du rameau Non représenté de couleur noire<br />
Bractée sous-tendant la fleur Non représenté<br />
Autres bractées B ou non représenté si la ou<br />
les bractées entourent<br />
plusieurs fleurs<br />
Symétrie de la fleur<br />
de couleur noire<br />
de couleur noire<br />
Fleur à symétrie spiralée « » Disposition des pièces florales<br />
selon des spirales<br />
Fleur à symétrie radiaire « X » Disposition des pièces florales<br />
selon des cercles concentriques<br />
Fleur à symétrie bilatérale « % » Disposition des pièces florales<br />
selon des cercles concentriques<br />
avec mentions du plan de<br />
symétrie par un trait<br />
interrompu passant par l’axe du<br />
rameau et la bractée soustendant<br />
le pédicelle floral<br />
38
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Fleur sans symétrie Pas de symbole Disposition des pièces florales<br />
selon des cercles concentriques<br />
Organes faisant partie de la fleur<br />
Calicule « k »<br />
de couleur verte<br />
Calice « K »<br />
de couleur verte<br />
Corolle « C »<br />
de couleur bleue<br />
Pracorolle « c »<br />
de couleur bleue<br />
Périgone « P »<br />
de couleur violette<br />
Androcée<br />
Etamine introrse<br />
« A » de couleur jaune<br />
Etamine extrorse<br />
introrse extrorse<br />
Gynécée<br />
« G »<br />
Symboliser la ou les feuilles<br />
Soudure vis-à-vis du<br />
carpellaires et le nombre<br />
réceptacle<br />
d’ovules par niveau<br />
Ovaire supère<br />
« G »<br />
d’insertion, en tenant comte de<br />
Ovaire semi-infère<br />
« G » la placentation.<br />
Ovaire infère<br />
« G » Couleur rouge<br />
Divers<br />
Nombre de carpelles<br />
Nombre de loges<br />
Nombre d’ovules par<br />
loge<br />
Fleur hermaphrodite<br />
Fleur unisexuée mâle<br />
Fleur unisexuée femelle<br />
A la suite de la lettre G<br />
A la suite du nombre de<br />
carpelles et en exposant<br />
A la suite du nombre de<br />
carpelles et en indice<br />
♂<br />
♂<br />
♀<br />
Nombre de pièces florales A la suite des lettres K, C, A,<br />
G, …<br />
Soudure entre pièces florales « ( ) »<br />
si imbrication de soudure :<br />
« [ ( ) ] »<br />
Représenter le gynécée et<br />
l’androcée<br />
Représenter uniquement<br />
l’androcée<br />
Représenter uniquement le<br />
gynécée<br />
Représenter autant de symboles<br />
Joindre les éléments soudés<br />
entre eux par un trait droit ou<br />
brisé<br />
39
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Existence de plusieurs cycles<br />
de sépales, pétales ou<br />
étamines<br />
Pièces florales en nombre<br />
variable (d’une fleur à l’autre<br />
Pièces florales en nombre<br />
élevés<br />
autre possibilité : une flèche<br />
joignant les éléments<br />
soudés :<br />
« »<br />
Séparer les cycles par un<br />
« + »<br />
Si < 10 : choisir le nombre<br />
plus fréquent ou indiquer le<br />
nombre minimal et maximal<br />
de pièce<br />
Si > 10 : n ou ∞<br />
Si > 10 mais toujours<br />
aisément dénombrables : n<br />
Si > 10 mais difficilement<br />
dénombrable : ∞<br />
Staminode « St » (suit la mention du<br />
nombre de pièces)<br />
Nectaire « Nect » (suit la mention du<br />
nombre de pièces<br />
Représenter plusieurs cercles<br />
concentriques<br />
la couleur est<br />
fonction de l’organe dont est<br />
issu le staminode<br />
la couleur est fonction<br />
de l’organe dont est issu le<br />
nectaire.<br />
Disque nectarifère « D » Deux cercles concentriques<br />
noirs que l’on remplit de<br />
Sépales, pétales ou étamines<br />
d’aspect différent (forme,<br />
couleur, …) ou soudés<br />
partiellement entre eux<br />
Pièces florales ayant disparu<br />
suite à une réduction du<br />
nombre lors des processus<br />
évolutifs<br />
Exemples<br />
Séparer les éléments ou<br />
groupe d’éléments différents<br />
par une « , »<br />
hachures rayonnantes<br />
Si la forme est différentes,<br />
schématiser plus ou moins<br />
fidèlement un coupe<br />
transversale dans l’organe en<br />
question<br />
Non représenté « x » à l’emplacement<br />
théorique<br />
K5 : Calice à sépales libres<br />
K(5) : Calice à sépales soudés<br />
C (3,2) : Corolle à pétales soudés formant deux lèvres (une lèvre à 3 pétales et l’autre à<br />
2 pétales)<br />
P3 : Périgone à 3 tépales<br />
P0 : Périgone nul<br />
A5 : Androcée formé par un cycle de 5 étamines<br />
A3+3 : Androcée formé par deux cycles de 3 étamines<br />
40
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
A (9), 1 : Androcée formé d’un cycle de 10 étamines dont 9 sont soudées entre elles et un<br />
libre<br />
A5st+5 : Androcée formé par deux cycles de 5 étamines, les 5 étamines externes<br />
transformées en staminodes<br />
A∞ : Androcée formé par une multitude d’étamines (il est quasiment impossible de<br />
les compter)<br />
A1,4nect : Androcée formé d’un cycle de 5 étamines dont 4 transformées en nectaires<br />
3<br />
G(3) : Ovaire infère formé de 3 carpelle soudés, 3 loges (1 par carpelle) et 2 ovules<br />
2 par loge<br />
1<br />
X K4 C4 A2+4 G(2) : fleur à symétrie radiaire, 4 sépales libres, 4 pétales libres,<br />
n androcée formé par un cycle externe de 2 étamines et un cycle<br />
interne de 4 étamines, ovaire supère formé de 2 carpelles soudés<br />
délimitant une seule loge contenant un nombre élevé d’ovule mais<br />
dénombrable.<br />
n<br />
K3 C6-12 An G n<br />
1<br />
Toutes les pièces florales sont libres et disposées sur<br />
des spirales. Le nombre de pétales varie entre 6 et 12.<br />
La placentation est marginale<br />
X K5 C5 A5+5 G 5<br />
5<br />
n<br />
Fleur actinomorphe pentamère dont toutes les pièces<br />
sont libres. Il y a 2 cycles d’étamines. Le gynécée est<br />
formé de 5 carpelles libres. La placentation est<br />
marginale.<br />
41
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
8-15<br />
X K5 C5 A(2),(2),(3),(4) D G (8-15)<br />
n<br />
Androcée formé de groupes de 2 à 4 étamines<br />
soudées. Présence d'un disque nectarifère entre<br />
l’androcée et le gynécée. La placentation est axile.<br />
n<br />
X [k3 K(5)] C5 A(∞) G (n)<br />
1<br />
Présence d’un calicule formé d’éléments soudés au<br />
calice gamosépale. Etamines très nombreuses et<br />
soudées entre elles. Le gynécée est formé de<br />
plusieurs carpelles soudés. La placentation est axile.<br />
1<br />
% B2 P5 A3 G (3)<br />
3<br />
La fleur est entourée de 2 bractées. Le périgone est<br />
formé de 5 tépales soudés en un tube présentant une<br />
échancrure prononcée. L’androcée est composée de 3<br />
étamines disposées en face (en opposition) des<br />
tépales ; 2 sites potentiels sont inoccupés. La<br />
placentation est centrale<br />
42
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1.2. L’inflorescence<br />
Plusieurs fleurs peuvent s’associer sur un même rameau, on parle alors d’inflorescence. Il<br />
existe de nombreuses modalités de groupement de fleur. Les principales inflorescences sont :<br />
La grappe<br />
L’épis<br />
La corymbe<br />
Le chaton<br />
La cyme<br />
L’ombelle<br />
Le spadice<br />
Le glomerule<br />
2. Objectifs<br />
Etablir la formule florale et construire le diagramme floral de trois familles différentes<br />
A l’aide de la flore, vérifier les familles et identifier l’espèce<br />
Observer et schématiser les différents types d’inflorescences<br />
3. Matériel<br />
Quelques fleurs<br />
Matériel de dissection florale<br />
Crayons de couleur<br />
Binoculaire<br />
Loupe de terrain<br />
2<br />
% P0 A0 G (2)<br />
1<br />
Fleurs unisexuées femelles groupées par 2 à l’aisselle<br />
des bractées. 2 bractéoles accompagnent chaque fleur<br />
femelle. Celles-ci sont réduites à un gynécée formé<br />
de 2 carpelles soudés. L’ovaire est infère. La<br />
placentation est axile.<br />
43
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
4. Manipulation<br />
4.1. Description de l’anatomie florale<br />
Observer le matériel distribué et isoler une fleur<br />
Effectuer une dissection florale<br />
Repérer les pièces formant le périanthe de la fleur<br />
Déterminer le nombre de verticilles<br />
Compter le nombre d’éléments par verticille, leur soudure éventuelle et leur disposition<br />
vis-à-vis des éléments de verticille adjacents (en opposition, en alternance, …)<br />
Observer l’androcée (nombre d’étamines, forme, taille, disposition, emplacement des<br />
anthères vis-à-vis du filet, …)<br />
Observer le gynécée, distinguer le ou les pistils et ses trois composantes : ovaire (partie<br />
basale renflée), style (partie effilée surmontant l’ovaire) et stigmate (partie globuleuse<br />
coiffant le style)<br />
Compter le nombre de carpelles en coupant l’ovaire. Dans quel sens faut-il pratiquer cette<br />
coupe ?<br />
Compter le nombre de loge et le nombre d’ovules par loge (attention à la présence<br />
possible de fausses cloisons)<br />
Noter la présence éventuelle de nectaires ou encore d’expansions ou enveloppes<br />
supplémentaires tels que éperon, calicule, paracorolle, …<br />
Etablir la formule florale<br />
Construire le diagramme floral<br />
A l’aide des clefs de détermination, procéder à l’identification des végétaux..<br />
Plante 1<br />
Famille :<br />
Genre :<br />
Espèce :<br />
Plante 2<br />
Famille :<br />
Genre :<br />
Espèce :<br />
Plante 3<br />
Famille :<br />
Genre :<br />
Espèce :<br />
Lors de la recherche du nom de l’espèce, noter le ou les caractères qui vous semblent<br />
essentiels (distinguer les caractères de famille, de genre et d’espèce)<br />
44
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
4.2. Description d’inflorescence<br />
Décriver brièvement la position relative des fleurs pour chacune des inflorescences<br />
distribuées.<br />
Schématiser.<br />
5. Questions et réflexions<br />
1. Annotez les schémas ci-dessous.<br />
45
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
2. Décrivez la fleur présentant le diagramme floral et la formule florale suivante.<br />
2<br />
% K(5) [C(2,3) A2,2] G (2)<br />
n<br />
46
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
TP5 : Evolution de la vie végétale : Angiospermes, fruits et graines<br />
1. Introduction<br />
Après fécondation, l’ovule évolue en graine et l’ovaire en fruit. En fonction de leur<br />
origine, on distingue les types de fruits suivants :<br />
Le fruit simple<br />
Le fruit multiple<br />
Le faux-fruit<br />
Le fruit composé ou infrutescence.<br />
Les plantes ont développés plusieurs adaptations morphologiques pour pallier à leur<br />
immobilité et se disséminer. C’est principalement au stade de la graine, via le transport du<br />
fruit, que la plante peut conquérir de nouveaux espaces. Selon l’agent de dissémination, on<br />
distingue :<br />
Zoochorie (epizoochorie, endozoochorie, myrmécochorie, anthropochorie)<br />
Anémochorie<br />
Hydrochorie<br />
Barochorie<br />
Autochorie<br />
2. Objectifs<br />
Décrire le gynécée au moyen des symboles utilisés pour l’établissement de la formule<br />
florale et la construction du diagramme floral<br />
Identifier différents fruits mûrs en utilisant une clé de détermination (clé dichotomique)<br />
Etablir le type de dissémination<br />
3. Matériel<br />
Quelques jeunes fruits et fruits mûrs (frais ou conservés dans l’alcool)<br />
Matériel de dissection et crayons de couleur<br />
4. Description de la manipulation<br />
Observer les « restes » du périanthe et de l’androcée. Si ceux-ci ont disparu, observer les<br />
cicatrices de ces éléments, en déduire la position et la soudure de l’ovaire vis-à-vis du<br />
réceptacle et retrouver l’architecture de la fleur ou des fleurs qui ont donné naissance à<br />
cette « fructification ».<br />
Observer les « restes » du ou des styles et stigmates.<br />
Effectuer une coupe transversale dans le fruit ; l’examen de la coupe sous binoculaire<br />
permet de déterminer le type de placentation, le nombre de carpelles et le nombre de<br />
47
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
loges. Une coupe longitudinale axiale est réalisée en vue de déterminer le nombre<br />
d’ovules par loge.<br />
Décrire le gynécée à l’aide des symboles de la formule florale et construire le<br />
diagramme correspondant. Lorsque l’ovaire est composé de plusieurs carpelles soudés,<br />
une série de pointillés parquera l’emplacement du carpelle.<br />
Identifier et indiquer le type de placentation<br />
Déterminer le type de déhiscence (si elle existe) et indiquer l’emplacement de la ou des<br />
fentes de déhiscence sur la représentation par une flèche.<br />
Identifier le type de fruit à l’aide de la clé de détermination (voir annexe).<br />
Consignez vos observations dans un tableau similaire à celui présenté ci-après.<br />
Nom de<br />
la plante<br />
Famille<br />
de la<br />
plante<br />
5. Questions et réflexions<br />
Type de fruit Type de<br />
dissémination<br />
Formule<br />
florale du<br />
gynécée<br />
Diagramme<br />
floral<br />
1. Quels sont les types de placentation générant un ovaire monoloculaire ?<br />
2. Déterminez le type de placentation.<br />
Type de<br />
placentation<br />
48
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
3. Déterminez le type de fruit.<br />
1 2 3 4 5<br />
6 7 8<br />
1. Brassicaceae. 2. Plantaginaceae. 3. Rosaceae. 4. Magnoliaceae. 5. Asteraceae. 6.<br />
Papaveraceae. 7.Fabaceae. 8. Amygdalaceae<br />
4. Déterminez l’agent de dissémination des fruits suivants.<br />
1 2 3 4 5<br />
1.Oleaceae. 2. Apiaceae. 3. Rosaceae. 4. Ranunculaceae. 5. Betulaceae<br />
49
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
Annexe : clé dichotomique des principaux types de fruits<br />
1. fruits compact formé par l’agglomérat d’un ensemble de fruits issus de la transformation<br />
d’une inflorescence.<br />
Exemple : figue (ficus carica L., Moraceae), ananas (Ananas comosus (L.) Merr.,<br />
Bromeliaceae).<br />
Infrutescence ou fruit composé<br />
♦ fruit issu de la transformation d’une fleur.<br />
2<br />
2. fruit formé de manière prépondérante par le développement du réceptacle ou encore<br />
d’autres organes.<br />
Exemple : fraise (Fragaria vesca L., Rosaceae), pomme (Malus sylvestris (L.) Mill.,<br />
Rosaceae)<br />
Faux-fruit<br />
♦ Fruit formé de manière prépondérante par le développement de ou des ovaire(s),<br />
accompagné parfois du développement restreint du ou d’une partie du réceptacle.<br />
3 (vrai fruit)<br />
3. fruit issu de la transformation des nombreux ovaires d’une fleur (fleur à gynécée<br />
dialycarpellaire), chaque ovaire fournissant un fruit élémentaire.<br />
Exemple : clématite des haies (Clematis vitalba L., Ranunculaceae), hellébore vert<br />
(Helleborus viridis L., Ranunculaceae), framboisier (Rubus idaeus L., Rosaceae)<br />
Fruit multiple<br />
♦ Fruit issu de la transformation de l’unique ovaire d’une fleur (fleur à gynécée<br />
monocarpellaire ou gamocarpellaire).<br />
4 (Fruit simple)<br />
4. péricarpe totalement induré.<br />
5 (Fruit sec)<br />
♦ Au moins une partie du péricarpe se tubérise (devient charnue).<br />
19 (Fruit charnu)<br />
5. fruit sec s’ouvrant à maturité et libérant les graines.<br />
6 (Fruit sec déhiscent)<br />
♦ Fruit sec ne s’ouvrant pas à maturité ou fruit sec se fragmentant en éléments n’ayant pas<br />
valeur de graines.<br />
15 (Fruit sec indéhiscent)<br />
6. fruit issu d’un ovaire constitué d’un seul carpelle.<br />
7<br />
♦ Fruit issu d’un ovaire constitué de plusieurs carpelles.<br />
8<br />
7. fruit présentant une seule ligne de déhiscence correspondant à la ligne de soudure des<br />
bords carpellaires (ligne suturale).<br />
Exemple : populage des marais (Caltha palustris L., Ranunculaceae)<br />
Follicule<br />
50
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
♦ Fruit possédant deux ligne de déhiscence, l’une suturale, l’autre selon la nervure du<br />
carpelle.<br />
Exemple : fruit des Fabaceae<br />
Gousse<br />
8. fruit à déhiscence longitudinale.<br />
9<br />
♦ Fruit présentant un autre type de déhiscence.<br />
13<br />
9. fruit issu d’un ovaire comprenant deux carpelles, avec une placentation pariétale et une<br />
fausse-cloison (replum).<br />
Exemple : fruit de Brassicaceae<br />
10<br />
♦ Fruit issu d’un ovaire ne combinant pas les caractéristiques énoncées ci-dessus.<br />
11 (Capsule)<br />
10. fruit au moins trois fois aussi long que large.<br />
Silique<br />
♦ Fruit moins de trois aussi long que large.<br />
Silicule<br />
11. fruit issu d’un ovaire à placentation pariétale et carpelles s’ouvrant de part et d’autre du<br />
placenta (déhiscence septifrage ou paraplacentaire).<br />
Exemple : fruit des Orchidaceae<br />
Capsule à déhiscence septifrage<br />
♦ Fruit issu d’un ovaire ne combinant pas les caractéristiques énoncées ci-dessus.<br />
12<br />
12. chaque carpelle s’ouvre suivant la ligne de suture.<br />
Exemple : tabac (Nicotiana tabacum L., Solanaceae), gentianes (Gentiana sp.,<br />
Gentianaceae)<br />
Capsule à déhiscence septicide<br />
♦ Chaque carpelle souvre suivant la nervure principale.<br />
Exemple : violette (viola sp., Violaceae)<br />
Capsule à déhiscence loculicide<br />
13. fruit dont la valve unique s’ouvre comme un couvercle.<br />
Exemple : plantain lancéolé (Plantago lanceolata L., Plantaginaceae)<br />
Capsule à déhiscence transversale ou pixide<br />
♦ Fruit à déhiscence non transversale.<br />
14<br />
14. fruit dont les valves uniques sont réduites à des dents situées au sommet de la capsule.<br />
Exemple : compagnon rouge (Silene dioica (L.) Clairv., Caryophyllaceae)<br />
Capsule à déhiscence denticide<br />
♦ Fruit d’ouvrant par des pores<br />
Exemple : coquelicot (Papaver rhoeas L., Papaveraceae)<br />
Capsule à déhiscence poricide<br />
51
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
15. fruit issu d’un ovaire à placentation axile se fragmentant à maturité en éléments<br />
(méricarpes) n’ayant pas valeur de graine, les méricarpes dont les plus souvent des akènes.<br />
Exemple : Diakène d’Apiaceae, tétrakène des Liamiaceae<br />
Schizocarpe<br />
♦ Fruit ne se fragmentant pas à maturité et ne contenant qu’une seule graine<br />
16<br />
16. Fruit dont le péricarpe est intimement soudé à la graine.<br />
Exemple : fruit de Poaceae<br />
Caryopse<br />
♦ Fruit dont le péricarpe n’est pas intimement soudé à la graine.<br />
17<br />
17. Fruit possédant une ou plusieurs ailes(s).<br />
Exemple : orme (Ulmus sp., Ulmaceae), frêne commun (Fraxinus excelsior L., Olaceae)<br />
Samare<br />
♦ Fruit non ailé.<br />
18<br />
18. Fruit à péricarpe membraneux, plus ou moins indurés.<br />
Exemple : le pissenlit (Taraxacum sp., Asteraceae)<br />
Akène<br />
♦ Fruit à péricarpe fibreux ou ligneux. Ce fruit est souvent accompagné de bractée<br />
provenant de l’inflorescence.<br />
Exemple : le chêne (Quercus sp., Fagaceae), le coudrier (Corylus avellana L., Betulaceae)<br />
Nucule<br />
19. Fruit à endocarpe scléreux ou cartilagineux, renfermant un ou plusieurs noyaux, chaque<br />
noyau se compose de l’endocarpe et enferme une graine (amande).<br />
Exemple : cerisier (Prunus cerasus L., Rosaceae), noix de coco (Cocos nucifera,<br />
Arecaceae)<br />
Drupe<br />
♦ Fruit à endocarpe tubérisé.<br />
20 (Baie)<br />
20. Fruit à mésocarpe et endocarpe similaires. Les graines sont appelées pépins<br />
Exemple : vigne (Vitis vinifera L., Vitaceae), tomate (Solanum lycopersicum L.,<br />
Solanaceae), le groseillier épineux (Ribes uva-crispa L., Grossulariaceae)<br />
Baie typique<br />
♦ Fruit dont le péricarpe est formé de trois zones bien distinctes : un exocarpe épais et riche<br />
en poches à essence, un mésocarpe blanc et spongieux et un endocarpe membraneux<br />
formant des loges. Ces loges sont remplies de poils charnus comestibles provenant de<br />
l’endocarpe. Les graines dont appelées pépins.<br />
Exemple : fruit de la famille des Rutaceae (citron, orange, mandarine, …)<br />
Hespéride<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
1. Introduction<br />
TP6 : Systématique des Angiospermes, les Liliopsida<br />
1.1. Notion de taxonomie et de systématique<br />
La taxonomie est la science qui nomme et décrit les différents taxons qui sont de rang, de<br />
niveau quelconque dans une classification. Dans le cadre de la botanique, la taxonomie<br />
tâchera donc de classer les différents organismes végétaux. Si on prend comme exemples<br />
l’ortie (Urtica dioica L.) et le Lys (Lilium martagon L.), ces espèces appartiennent à plusieurs<br />
taxons allant de l’espèce à l’embranchement. Chacun de ces taxons est caractérisé par<br />
plusieurs traits morphologiques, écologique ou physiologique diagnostiques.<br />
RANGS TAXONOMIQUES DESINENCE Exemples<br />
Embranchement -phyta Spermatophyta Spermatophyta<br />
Sous-embranchement -phytina<br />
Spermatophytina<br />
(= Angiospermes)<br />
Spermatophytina<br />
(= Angiospermes)<br />
Classe -opsida<br />
Magnoliopsida<br />
(= Dicotylédones)<br />
Liliopsida<br />
(= Monocotylédones)<br />
Sous-classe -idae Hamamelidae Liliidae<br />
Super-ordre -anae<br />
Ordre -ales Urticales Liliales<br />
Sous-ordre -inae<br />
Super-famille -ariae<br />
Famille -aceae Urticaceae Liliaceae<br />
Sous-famille -oideae<br />
Tribu -eae<br />
Sous-tribu -inae<br />
Genre Urtica L. Lilium L.<br />
Espèce Urtica dioica L. Lilium martagon L.<br />
1.2. Systématique des Angiospermes<br />
La systématique va plus loin en se concentrant sur la généalogie (la phylogénie) des<br />
taxons. Elle a donc pour objectif de hiérarchiser les différents taxons et de regrouper dans un<br />
même taxon les groupes qui possèdent un lien de parenté étroit (cf. cours de complément de<br />
botanique, 2 de candidature biologie). Ainsi, si on reprend l’exemple des deux espèces<br />
précédentes, le Lys et l’Ortie appartiennent tout deux au groupe des Angiospermes. Ils sont<br />
donc plus proches l’un de l’autre que d’un résineux quelconque appartenant au sousembranchement<br />
des Gymnospermes.<br />
Dans la systématique traditionnelle, les Angiospermes sont divisés en deux classes :<br />
les Magnoliopsida et les Liliopsida.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
La classe des Liliopsida (Monocotylédones) regroupe environ 55.000 espèces<br />
réparties en 61 familles et 5 sous-classes : Alismatidae, Commelinidae, Zingiberidae,<br />
Arecidae et Liliidae (Cronquist, 1988). Il est généralement admis que les Liliopsida dérivent<br />
de Magnoliospida aquatiques primitives (carpelles libres entre eux, pollen monoaperturé,<br />
inactivité ou absence de cambium vasculaire, trimèrie, origine de l’assise pilifère, …).<br />
La sous-classe des Alismatidae (16 familles, 500 espèces) comprend des plantes<br />
herbacées, souvent aquatiques, présentant un ensemble de caractères qui en font un phylum<br />
primitif, à savoir des carpelles libres entre eux et un nombre important d’étamines.<br />
La sous-classe des Commelinidae (16 familles, 15000 espèces) comprend des plantes<br />
herbacées souvent graminoïdes présentant une adaptation progressive à la pollinisation par le<br />
vent (absence de nectaire, réduction du périanthe devenant scarieux, tendance vers le<br />
regroupement des fleurs en inflorescences compactes). Tendance à l’ovaire supère.<br />
Figure 4. Dessin d’une<br />
Poaceae<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
La sous-classe des Zingiberidae (9 familles, 3800 espèces) comprend des plantes<br />
herbacées parfois arborescentes adaptées à la pollinisation par les insectes (inflorescence<br />
spectaculaire et vivement colorée, présence de nectaire). Tendance à l’ovaire infère. Familles<br />
importantes : Bromeliaceae, Musaceae, Zingiberaceae.<br />
La sous-classe des Arecidae (5 familles et 5600 espèces) comprend des plantes<br />
herbacées ou arborescentes. Les fleurs sont agrégées en une inflorescence très condensée (=<br />
spadice) sous tendue par une spathe. Par ailleurs, chaque fleur est unisexuée. Tendance à<br />
l’ovaire supère. Familles importantes : Arecaceae, Araceae.<br />
La sous-classe des Liliidae (15 familles et 30000 espèces) comprend des plantes<br />
herbacées adaptées à la pollinisation par les insectes (périanthe spectaculaire, vivement<br />
coloré, nectaire). Les feuilles sont souvent étroites et à nervation strictement parallèle.<br />
Familles importantes : Liliaceae, Iridaceae, Orchidaceae, Agavaceae.<br />
2. Objectifs<br />
Rechercher, identifier et schématiser les différentes pièces constitutives de l’épillet<br />
Etablir la formule florale et construire le diagramme floral d’une Poaceae<br />
Etablir la formule florale et construire le diagramme floral d’une Juncaceae<br />
Etablir la formule florale et construire le diagramme floral d’une Liliaceae<br />
Comparaison morphologique des Dicotylédones et des Monocotylédones<br />
3. Description de la manipulation<br />
3.1. Etude d’une Poaceae<br />
Isoler un épillet<br />
Dégager les différentes pièces constitutives<br />
Construire un schéma général de l’épillet<br />
Etablir la formule florale<br />
Construire le diagramme floral<br />
Déterminer la Poaceae au moyen de la flore de référence<br />
3.2. Etude des autres familles de Liliopsida<br />
Observer le matériel distribué et isoler une fleur<br />
Effectuer une dissection florale<br />
Etablir la formule florale<br />
Construire le diagramme floral<br />
Déterminez les différentes espèces au moyen de la flore de référence<br />
55
TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
3.3. Comparaison Magnoliopsida - Liliopsida<br />
Compléter le tableau ci-dessous en comparant, au choix, une Monocotylédone déterminée<br />
aux points 3.1. ou 3.2., avec la dicotylédone distribuée. Les caractères ne sont pas<br />
nécessairement visibles directement à partir du matériel distribué. Tenez des caractères mis en<br />
évidence notamment au cours du TP3.<br />
Monocotylédone<br />
Espèce :<br />
4. Questions de réflexion<br />
Caractères<br />
Nervation des feuilles<br />
Pétiole des feuilles<br />
Nombre des pièces formant<br />
les verticilles des fleurs<br />
Cotylédons<br />
Croissance secondaire<br />
Anneau de cambium<br />
Dicotylédone<br />
Espèce :<br />
a) Citez et donnez les grandes caractéristiques des 3 embranchements des Métaphytes.<br />
Bryophytes :<br />
Ptéridophytes :<br />
Spermatophytes :<br />
b) Citez 4 espèces de Poaceae cultivées<br />
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1. Introduction<br />
TP7 : Systématique des Angiospermes, les Magnoliopsida<br />
La classe des Magnoliopsida regroupe environ 170.000 espèces répartie en 6 sous-classe :<br />
les Magnoliidae, les Hamamelidae, les Caryophyllidae, les Dilleniidae, les Rosidae et les<br />
Asteridae.<br />
La sous-classe des Magnoliidae regroupe des familles caractérisées par des états de<br />
caractères primitifs. Cette sous-classe est probablement à l’origine des 5 autres sous-classes.<br />
Les Hamamelidae forment un phyllum montrant une tendance progressive à la<br />
pollinisation par le vent combinée à la simplification, voire à la disparition du périanthe. Les<br />
représentant de cette sous-classe sont essentiellement des plantes ligneuses. Familles<br />
importantes : Hamamelidaceae, Urticaceae, Juglandaceae, Fagaceae, Betulaceae.<br />
Les Caryophyllidae se distinguent par la présence de bétalaïnes (pigment colorant les<br />
fleurs et les fruits). La placentation est généralement centrale ou basale. Familles<br />
importantes : Polygonaceae, Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Cactaceae, Plumbaginaceae.<br />
Les Dilleniidae et les Rosidae forment deux phylums difficiles à distinguer. Le premier<br />
taxon à d’ailleurs été complètement revus par la nouvelle systématique biomoléculaire. Ils se<br />
caractérisent par des évolutions semblables mais à des fréquences différentes. Familles<br />
importantes des Dilleniiidae : Salicaceae, Papaveraceae, Hypericaceae, Brassicaceae,<br />
Violaceae, Malvaceae, Ericaceae, Primulaceae, Cucurbitaceae. Familles importantes des<br />
Rosidae : Rosaceae, Amygdalaceae, Crassulaceae, Malaceae, Apiaceae, Geraniaceae,<br />
Euphorbiaceae, Myrtaceae, Fabaceae.<br />
Dilleniidae Caractères distinctifs Rosidae<br />
Rares Feuilles composées de<br />
folioles articulées<br />
Fréquentes<br />
Peu fréquents Disques nectarifères fréquents<br />
Parfois nulle, dialypétales<br />
chez la majorité des espèces,<br />
gamopétales chez quelques<br />
familles<br />
Corolle Presque toujours dialypétales<br />
Rare Réceptacle concave Fréquent<br />
Ordinairement à maturation<br />
Etamines Ordinairement à maturation<br />
centrifuge<br />
centripète<br />
Répandue Placentation pariétale Peu répandue<br />
Rare Nombre d’ovules par loge<br />
réduit<br />
Fréquent<br />
La sixième sous-classe, les Asteridae, est sans conteste la plus évoluée. Ce phylum dérive<br />
des Rosidae et se distingue aisément des autres sous-classe par des fleurs gamopétales, un<br />
androcée à un seul cycle d’étamines (jamais en opposition vis-à-vis des pétales), une<br />
réduction importante du nombre des pièces du gynécée et des substances répulsives<br />
sophistiquées (alcaloïdes mixtes, résines, polyacétyléniques, …). Familles importantes :<br />
Oleaceae, Solanaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Plantaginaceae, Caprifoliaceae,<br />
Rubiaceae, Asteraceae, Campanulaceae.<br />
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TP de biologie végétale et animale – 1 er bachelier en Sciences pharmaceutiques D. Michez<br />
2. Objectifs<br />
Etablir la formule florale et le diagramme floral de plusieurs familles de Magnoliopsida<br />
3. Matériel<br />
Le matériel distribué sera fonction de l’état d’avancement de la végétation<br />
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