Botanique: Thallophytes et Métaphytes

Introduction à la Biologie Végétale

• Sujet : Introduction à la Biologie Végétale
• Enseignant : Pr. Bennis Soukaina
• Adresse email : [email protected]

Sommaire

• Généralités
• Intérêt du végétal
• Niveaux d'organisation des végétaux
  • Premier niveau : Les Thallophytes procaryotes
  • Deuxième niveau : Les Thallophytes eucaryotes
  • Troisième niveau : Les Cormophytes
• Comparaison entre Thallophytes et Cormophytes

Généralités

• Morphologie végétale : étude des formes externes des plantes

• Histologie et Anatomie végétale : étude des structures internes (cellules et tissus végétaux) et de la relation structure-fonction

• Reproduction des végétaux : étude des cycles biologiques et des modes de reproduction et de multiplication

• Physiologie végétale : étude du fonctionnement des organes et des tissus végétaux (photosynthèse, nutrition, respiration et échanges gazeux)

• Systématique végétale : étude de la classification des végétaux pour les décrire et les regrouper en taxons (familles, genres, espèces, etc.)

• Ecologie végétale : étude des interactions des végétaux avec les autres organismes et avec les facteurs de l'environnement

• Ethnobotanique : étude des relations entre les plantes et l'homme

• Définition du végétal :

  • Être vivant généralement chlorophyllien et fixé au sol.
  • Doué d'une sensibilité et d'une mobilité discrètes.
  • Capable de se nourrir principalement ou exclusivement de sels minéraux et de gaz carbonique.
  • Cellules limitées par des membranes squelettiques de nature cellulosique.

• Différences entre végétal et animal :

  • Organisation basée sur une structure élaborée à partir de cellules végétales
  • Croissance continue
  • Nutrition à partir d'éléments extérieurs
  • Un végétal se différencie d'un être vivant animal par quatre critères.

Intérêts des végétaux

• Intérêt environnemental et écologique : photosynthèse, producteurs primaires, production d'O2, absorption du CO2

• Intérêt alimentaire : plantes légumes, plantes oléagineuses

• Intérêt médicinal : plantes médicinales (médicaments, médecine traditionnelle, nouvelles molécules thérapeutiques), plantes aromatiques (huiles essentielles, essences)

• Intérêt économique et social: plantes industrielles (Bois, énergie, biocarburant, matériaux de construction, papiers, fibres textiles, latex, tanins,…)

Les niveaux d'organisation des végétaux

• Premier niveau : Les Thallophytes procaryotes

  • Cytologie : Les Thallophytes procaryotes sont les Cyanobactéries.
  • Apparition au Précambrien, il y a 3,8 milliards d'années
  • Organismes unicellulaires ou filamenteux microscopiques.
  • Forte capacité d'adaptation: colonisent la plupart des écosystèmes terrestres et aquatiques (eau douce et salée).
  • La cellule des Cyanobactéries possède la chlorophylle et réalise la photosynthèse.
    • Transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique.
    • Fixation du dioxyde de carbone et libération de l'oxygène.
  • Photosynthèse se produit dans le cytoplasme.
  • Structure: Des formes unicellulaires simples aux formes filamenteuses ramifiées complexes.
  • Groupées en amas pour former des colonies appelées cœnobes.
  • Formes de filaments: isolés ou agglomérés appelés trichomes. -Cellules spécialisées : telles que l'hétérocyste(impliqué dans la fixation de l'azote) et l'akinète (cellules de résistance).
  • Déplacement: planctoniques (en suspension) ou benthiques (attachées) ;certaines flottent grâce à des bulles.
  • Reproduction: uniquement asexuée par scissiparité (division binaire) ou multiplication végétative avec sporulation (sporocystes, endospores et exospores).
  • Intérêt thérapeutique : Parmi environ 1 500 espèces, 36 sont comestibles. Arthrospira platensis (Spiruline) est la principale espèce utilisée pour fabriquer des compléments alimentaires. Vive dans les eaux douces. Cette algue est constituée de nombreux oligo-éléments, comme le calcium, le phosphore, le magnésium, le fer, le zinc, le cuivre, le manganèse, le chrome, le sodium, le potassium et le sélénium. Elle renferme également des protéines et des vitamines (A, E, D, B1, B2, B3, B6, B7, B8 et K). Son pigment, la phycocyanine, a des propriétés immunostimulantes, anti-cancer, anti-vieillissement cellulaire, hépatoprotectrices et anti-inflammatoires.

• Deuxième niveau : Les Thallophytes eucaryotes : - Organismes formés de thalle dont la structure cellulaire est eucaryote pouvant se présenter sous forme de cellules unicellulaires ou pluricellulaires. - Organismes autotrophes (ex. algues) et aussi les champignons. - Comprend aussi les lichens (symbiose de champignons et d'algues ou cyanobactéries).

• Classification du règne végétal - Thallophytes non vascularisés (Cryptogames) - Phycophytes (algues) - Mycophytes (champignons) - Lichens - Cormophytes vascularisés (Phanérogames) - Bryophytes (mousses) - Ptéridophytes (fougères) - Spermaphytes (Plantes à graines) - Gymnospermes (ex. Pins, sapins, cyprès) - Angiospermes - Monocotylédones (ex. Maïs, blé, palmiers) - Dicotylédones (ex. Haricot, rosier, tournesol)

Les Cormophytes

• Troisème niveau d'organisation des végétaux, présentant des plantes avec appareil végétatif complexe (cormus). - Reproduction par des spores ou gamètes dans des organes appelés sporange (ou gamétange) entouré d'une paroi, pour assurer la protection.
  • Groupes importants: -Bryophytes : les premiers végétaux adaptés au milieu terrestre.
    • Ptéridophytes : Les plantes vasculaires
    • Spermaphytes : plantes à graines (ex. les gymnospermes et les angiospermes).
      • Angiospermes : -Monocotylédones: une seule feuille embryonnaire dans la graine. -Dicotylédones: deux feuilles embryonnaires dans la graine.

Appareil végétatif des Bryophytes

• Description de la tige, la feuille, le fonctionnement de la tige, et le développement, la structure et le cycle de vie du végétal.

Appareil végétatif des Ptéridophytes

• Description de la tige, la racine, la feuille, la croissance, l'anatomie et la structure, la morphologie et la phyllotaxie, le cycle de vie du végétal.

Appareil végétatif des Spermaphytes

• Description de la tige, la racine, le rôle de la racine, la morphologie et la phyllotaxie, les types, fonctions de la tige, et le cycle de vie du végétal.

Reproduction sexuée chez les algues

• Différents types de reproduction sexuée, comme la bipartition, la sporulation, et la fragmentation mécanique du thalle.
• Description des gamètes et de leurs différents types.
• Détails sur la fécondation et la méiose durant ce processus.
• Cycle de développement: gamétophyte (produit les gamètes) et sporophyte (produit des spores) et différents types de cycles comme les cycles digénétiques (alternance de deux générations) et les monogénétiques où on ne retrouve qu'une seule génération.

Intérêts et usages des algues

• Utilisation des algues en alimentation humaine et phytothérapie
• Utilisation des algues en engrais biologiques et en alimentation animale
• Utilisation des algues en usage industriel

Les Champignons

• Généralités : champignons ou mycophytes, étude de la mycologie.
• Caractéristiques : thallophytes cryptogames cellulaires, absence de chlorophylle.
• Diversité : environ 1 milliard d'espèces.
• Modes de vie et nutrition: saprophyte (se nourrissent de matières organiques mortes), parasite (s'accroissent aux dépens d'autres cellules vivantes), symbiotique (équilibre entre le champignon et une autre espèce : ex. lichen).
• Structure : unicellulaire (ex levures) ou pluricellulaire (mycélium siphonné ou cloisonné).
• Cytologie : différents types d'organisations nucléaires (haploïde, diploïde, dicaryotique).
• Composition chimique : riche en protéines, vitamines du groupe B, et minéraux. faiblement en glucides et lipides. Réserves : le glycogène.
• Reproduction : asexuée (simple fission, bourgeonnement, production de spores) et sexuée (fusion de deux noyaux).
• Conseils de consommation: les champignons doivent être généralement cuits. Certains sont toxiques crus. Il existe des associations contreindiquées avec la consommation de certains champignons (ex. alcool et coprins noirs).
• Conclusion : les champignons sont essentiels pour le recyclage de la matière et possèdent des propriétés immunostimulantes.

Les Lichens

• Définition: association permanente et stable entre un champignon (mycobionte) et une algue verte ou cyanobactérie (photobionte). Symbiose
• Ecologie et répartition : répandus dans presque toutes les régions du monde. Ils colonisent les roches et les sols.
• Morphologie et anatomie des thalles lichéniques : les 7 principaux types (crustacés, foliacés, fruticuleux et complexes, squamuleux, gélatineux, écailles).
• Constituants : Rôle du champignon dans la morphologie et la reproduction (production de spores) et rôle du photobionte (photosynthèse).
• Reproduction des lichens: asexuée (fragments, isidies, sorédies) et sexuée (ascomycètes, basidiomycètes).
• Échanges nutritionnels entre les partenaires : le mycobionte fournit structure/protection, le photobionte fournit la matière organique. Les algues vertes produisent des vitamines et des polyols, et les cyanobactéries du glucose. Les composés issus de la symbiose forment des substances lichéniques.
• Utilisations des lichens : alimentation humaine et phytothérapie, usage industriel (agar-agar), médicaments contre les empoisonnements (ex. au mercure), bio-indicateurs de pollution, pigments, et parfums.

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