★ À maîtriser
📌 Le phytoplancton regroupe les algues flottantes ou nageant en pleine eau, généralement microscopiques, tandis que le phytobenthos regroupe les algues fixées au substrat du fond.
Compléments
Les algues sont généralement aquatiques, présentes en eaux douces et plus rarement en milieu aérien ; certaines espèces sont parasites ou symbiotes.
La photosynthèse limite généralement les algues aquatiques à une zone superficielle ne dépassant pas 40 à 60 m de profondeur, car la lumière diminue avec la profondeur.
Les trois grandes lignées d’algues sont :
Plancton flottant : phytoplancton ; végétation fixée au fond : phytobenthos.
★ À maîtriser
L’endosymbiose primaire se produit lorsqu’une cellule hétérotrophe non photosynthétique, possédant un noyau et une mitochondrie, ingère un procaryote photosynthétique, qui devient un plaste entouré de deux membranes.
L’endosymbiose secondaire se produit lorsqu’une cellule hétérotrophe ingère une algue possédant déjà un chloroplaste à deux membranes ; l’algue est en grande partie digérée et le plaste persiste, entouré de trois ou quatre membranes.
Chez les algues rouges et vertes, les chloroplastes possèdent deux membranes : une membrane interne issue du procaryote photosynthétique et une membrane externe dérivée de la cellule hétérotrophe qui l’a ingéré.
Compléments
Chez les euglénoïdes et les dinoflagellés, les chloroplastes sont entourés de trois membranes, la membrane supplémentaire provenant de la membrane vacuolaire de la cellule hétérotrophe.
Les chloroplastes des algues brunes sont entourés de quatre membranes, associées dans le cours à un troisième événement endosymbiotique.
L’espace entre la deuxième membrane chloroplastique et le réticulum endoplasmique chloroplastique est décrit comme acide et riche en dioxyde de carbone dissous, ce qui pourrait accroître l’activité du cycle de Calvin et la production de glucose.
Primaire : procaryote ingéré ; secondaire : algue déjà chloroplastique ingérée.
★ À maîtriser
Compléments
Les Volvocales sont des algues vertes mobiles grâce à deux flagelles antérieurs égaux et possèdent des vacuoles pulsatiles ainsi qu’un stigma sensible à la lumière.
Les colonies de Volvocales comprennent généralement 4 à 16 cellules chez le goniome, 8 à 32 chez la pandorina, 16 à 64 chez l’eudorina et 500 à 40 000 chez le volvox.
Les TétrasporaIes regroupent environ une centaine d’espèces, surtout d’eau douce, dont les cellules immobiles sont incluses dans des gelées coloniales ; leurs gamètes sexués sont mobiles.
Les Zygnématales sont représentées par des cellules comportant deux valves ornementées séparées par un étranglement.
Les nématothalles peuvent présenter un aspect foliacé constitué d’une ou de deux couches de cellules.
★ À maîtriser
📌 Les Prymnesiophycées, proches des Chrysophycées, s’en distinguent par un haptonème, appendice fin semblable à un flagelle qui s’enroule et permet une fixation temporaire.
Compléments
Les valves des Zygnématales sont microscopiques et perforées, et le mucus qu’elles laissent échapper assure leur déplacement.
Les Chrysophycées peuvent former des spores de résistance entourées d’une coque siliceuse.
Les Prymnesiophycées constituent un des éléments majeurs du plancton marin et beaucoup peuvent pratiquer la phagocytose.
Les Coccolithophoridés des mers chaudes tropicales portent des écailles calcaires appelées coccolites.
Les Xanthophycées, jaunes ou vertes, sont surtout des algues d’eau douce pouvant être flagellées, amiboïdes, isolées, coloniales et gélatineuses, ou filamenteuses.
📌 Les Eustigmatophycées, proches des Xanthophycées, s’en distinguent par un très gros stigma situé hors du plaste, près du flagelle antérieur.
Les diatomées sont très abondantes dans le plancton marin et se rencontrent aussi en eau douce.
Presque toutes les diatomées se déplacent en émettant du mucus à travers les pores de leur frustule.
★ À maîtriser
Les algues rouges unicellulaires possèdent les pigments accessoires phycoérythrine, rouge, et phycocyanine, bleue ; ces pigments, regroupés parmi les phycobilines, leur permettent de vivre jusqu’à 100 m et plus de profondeur.
Les Euglénophy cées vivent dans les eaux stagnantes, souvent riches en matière organique, mais se rencontrent aussi en eaux saumâtres et marines.
Les Dinophycées vivent en eaux douces, mais surtout en eaux saumâtres et marines tempérées ou chaudes, et leur thèque cellulosique comporte deux valves séparées par un cingulum transversal où s’insère un flagelle.
Compléments
Les algues rouges unicellulaires colonisent les eaux d’imprégnation des sols ou des murs arrosés d’urine, les eaux douces et les eaux marines.
Les algues rouges unicellulaires peuvent être indépendantes, réunies en colonies par une gelée ou organisées en cordon, et chaque cellule possède un seul grand plaste.
La paroi des Euglénophy cées est constituée de plaques protéiques situées sous la membrane plasmique, et certaines espèces dépourvues de chlorophylle peuvent être confondues avec des animaux.
En conditions difficiles, certaines euglènes perdent leur flagelle, accumulent des réserves, s’arrondissent et s’entourent d’une enveloppe protectrice pour attendre des conditions meilleures.
Les battements du flagelle inséré dans le cingulum entraînent les Dinophycées dans un mouvement rotatif.
Les Dinophycées sont brunes, appartiennent au phytoplancton et peuvent être responsables des eaux rouges.
Quand il fait très chaud et que l’oxygène manque, les Dinophycées se développent et deviennent toxiques, pouvant tuer les plantes et les poissons.
Chez Noctiluca, la bioluminescence résulte de l’oxydation de la luciférine par une enzyme appelée luciférase.
Certaines Dinophycées sont toxiques et rendent impropre à la consommation humaine la chair des moules et autres mollusques bivalves filtreurs.
Certaines espèces de Dinophycées provoquent des marées rouges toxiques ou des intoxications mortelles.
Les Dinophycées possèdent des trichocystes, filaments rigides dévaginables dont le rôle pourrait relever de l’attaque, de la défense ou de la fixation.
★ À maîtriser
Compléments
La paroi algale, plus ou moins épaisse, joue un rôle de protection.
La membrane cytoplasmique semi-perméable permet les échanges entre la cellule et son milieu.
Le noyau des algues est entouré d’une membrane et contient l’ADN.
Le réticulum endoplasmique est responsable de la synthèse des protéines, tandis que le dictyosome intervient dans leur fabrication et notamment leur finition.
Les grains d’amidon, parfois situés hors du chloroplaste, constituent des réserves de la cellule.
La vacuole contribue au maintien du milieu intérieur et à la gestion de l’eau, des sels minéraux et de certains déchets.
Le stigma détecte la lumière et informe la cellule de la possibilité de mettre en route la photosynthèse.
Le cytoplasme est une sorte de gelée où se déroulent les réactions métaboliques ; le plasmalemme désigne la membrane cytoplasmique.
Le pyrénoïde, dépourvu de membrane et absent de certaines cellules algales, peut contenir de l’amidon ou des polyosides solubles, mais son rôle reste mal défini.
★ À maîtriser
📌 La Pandorine forme un groupe lâche de cellules Chlamydomonas maintenues dans une gelée commune, mais ses cellules ont un fonctionnement solitaire et sont des clones issus par mitose d’une même cellule originelle.
📌 Chez Volvox, des ponts cytoplasmiques relient les cellules, permettent des échanges et synchronisent les battements des flagelles ; certaines cellules assurent la vie de la colonie et d’autres sa reproduction.
📌 Chez Pandorina morum, les cellules sont toutes flagellées et photosynthétiques ; il n’existe pas de spécialisation entre cellules externes mobiles et cellules centrales dépourvues de flagelles.
Compléments
Les algues unicellulaires peuvent se reproduire de façon végétative, donc asexuée, ou de façon sexuée, selon des modalités variables d’une espèce à l’autre.
Chez Volvox, les cellules reproductrices forment de nouvelles sphères à l’intérieur de la colonie mère ; lorsque les colonies filles atteignent une certaine taille, la mère meurt et les libère.
Volvox n’est pas encore pluricellulaire et représente un intermédiaire entre les organismes unicellulaires et les végétaux pluricellulaires.
📌 Chez Gonium, les cellules sont associées par une gelée extracellulaire amorphe, tandis que chez Synura, les colonies plus cohésives relient directement les cellules entre elles.
★ À maîtriser
Chez les Phéophycées, les caroténoïdes et la fucoxanthine présents dans les plastes donnent une couleur brune ou olivâtre.
Le thalle des Phéophycées comprend un appareil fixateur, un stipe et des lames.
Les Rhodophycées peuvent vivre librement, en épiphytes ou en parasites, et leurs phycobilines et caroténoïdes leur donnent une couleur allant du rose au rouge.
Les Chlorophycées comptent 7 500 espèces et synthétisent les chlorophylles A et B.
Compléments
Les Phéophycées comptent environ 1 500 espèces, majoritairement marines, dont certaines sont géantes et d’autres minuscules.
Chez les Phéophycées, la photosynthèse ne produit pas d’amidon mais d’autres produits carbonés, comme des alcools ou des sucres.
Les Rhodophycées comptent 5 000 espèces connues, pour la plupart marines, et environ 100 espèces d’eau douce ; leurs thalles peuvent atteindre 30 cm.
Les algues rouges peuvent vivre à plus grande profondeur grâce à des pigments photosynthétiques sensibles à des longueurs d’onde décalées vers le bleu.
Certaines algues rouges fournissent des substances polysaccharidiques, dont l’agar-agar, utilisé comme gélifiant en microbiologie et dans l’alimentation sous le code E407.
Les Chlorophycées vivent en eaux salées ou douces, notamment dans des mares temporaires, et certaines sont utilisées comme indicateurs de pollution par les nitrates.
La plupart des Chlorophycées se rencontrent en eau douce ; certaines vivent en milieu océanique, où elles composent la végétation benthique ou le phytoplancton.
Les Chlorophycées peuvent aussi vivre en milieu terrestre humide, jusque dans la neige, et former des structures symbiotiques avec d’autres organismes.
Chez le thalle foliacé, certaines cellules se spécialisent dans la reproduction.
Le thalle à cladome est le type de thalle algal le plus évolué et peut ressembler à certaines cormophytes possédant de véritables organes différenciés.
★ À maîtriser
📌 Les thalles des macroalgues benthiques sont soit prostrés, sous forme de disques ou d’encroutements calcifiés ou non fixés au substrat, soit dressés.
📌 Un thalle dressé uniaxial croît à partir d’une seule cellule initiale autour d’un axe central, tandis qu’un thalle multiaxial croît à partir de plusieurs cellules initiales formant plusieurs axes centraux.
Compléments
📌 Les thalles dressés ont une allure filamenteuse ou massive.
Les ramifications des thalles dressés peuvent être :
Les formes massives comprennent des axes cylindriques ou cordons, dressés ou prostrés et aplatis ou non, ainsi que des vésicules creuses ou non, serrées les unes contre les autres, contenant une vacuole centrale et éclatant lorsqu’on les détache.
Les algues pluricellulaires peuvent être isolées, en touffes ou en tapis, et présenter des filaments plus ou moins ramifiés ou des lames plus ou moins larges.
Les algues pluricellulaires peuvent se fixer par :
Chez certaines espèces, des flotteurs ou vésicules remplis de gaz positionnent les lames en fonction de la lumière.
Lithophyllum incrustans est un exemple de thalle prostré encroûtant.
Les thalles dressés massifs peuvent être mous, coriaces ou rigides, et être imprégnés de calcaire ou non.
★ À maîtriser
L’eau de mer absorbe progressivement les radiations visibles selon leur longueur d’onde, des plus longues aux plus courtes, dans le spectre de 700 à 400 nm.
Du bas vers le haut du littoral, la zonation observée est celle des algues rouges, puis brunes, puis vertes.
Compléments
La zonation verticale des algues à marée basse résulte d’une compétition entre les groupes qui s’exerce depuis 500 à 600 millions d’années.
Les radiations rouges disparaissent complètement vers 10 m de profondeur, tandis que seules de faibles quantités de radiations vertes et bleues subsistent vers 75 à 100 m.
Toutes les algues possèdent des chloroplastes contenant de la chlorophylle A, qui permet la photosynthèse en absorbant dans le rouge et le bleu.
Les pigments accessoires des algues comprennent :
Les algues vertes sont présentées comme les ancêtres des végétaux terrestres, leur adaptation aux conditions défavorables des marées basses ayant pu faciliter la colonisation de la terre ferme.
La distribution des algues dépend aussi de :
★ À maîtriser
📌 La reproduction asexuée, fréquente, ne fait intervenir ni organes ni cellules sexuels et produit des individus génétiquement identiques à l’individu souche, tandis que la reproduction sexuée, moins fréquente et plus aléatoire, résulte de la fusion de gamètes mâle et femelle génétiquement distincts et produit des individus génétiquement uniques.
📌 La reproduction asexuée des algues se réalise par multiplication végétative ou par formation de cellules spécialisées appelées spores.
La multiplication végétative produit des individus-fils à partir d’une partie végétative de la plante mère, telle qu’une tige, une racine ou une feuille, et conserve le même génome chez tous les descendants, qui forment des clones.
Chez les algues rouges, vertes et brunes, un fragment de thalle emporté par les courants ou les vagues peut redonner un individu : cette fragmentation constitue un bouturage.
Compléments
La reproduction sexuée contribue au maintien de la biodiversité végétale.
Chez les espèces unicellulaires, la bipartition végétative est une division mitotique.
Chez les algues vertes, des territoires plurinucléés ou cystes se forment sur le côté d’une vésicule et bourgeonnent pour donner des thalles-fils.
Chez les algues brunes du genre Spacelaria, des propagules apparaissent sous forme de massifs cellulaires sur le thalle et donnent un nouvel individu après séparation de l’algue-mère.
Asexuée : clones ; sexuée : individus génétiquement uniques.
★ À maîtriser
📌 Les aplanospores ne sont pas flagellées et ne peuvent pas se déplacer par elles-mêmes, tandis que les zoospores sont flagellées et mobiles.
Compléments
📌 En eucarpie, une partie du thalle donne des sporanges ou sporocystes, tandis qu’en holocarpie, le thalle entier les forme.
Après l’ouverture des sporanges ou sporocystes, les spores sont libérées, dispersées, se déposent sur un substrat et germent pour former un nouvel individu.
Les zoospores hétérokontées possèdent deux flagelles inégaux et les zoospores pleurokontées portent leurs flagelles latéralement, sur un même côté ; ces types sont cités chez les algues brunes.
Les zoospores isokontées possèdent deux flagelles égaux et les zoospores acrokontées portent leurs flagelles à un pôle ; ces types sont cités chez les algues vertes.
Les zoospores stéphanokontées portent des touffes de flagelles à un seul pôle ; elles sont citées chez les Bryopsidales.
Aplanospore sans flagelle, zoospore mobile : l’absence ou la présence de flagelles les distingue.
★ À maîtriser
La reproduction sexuée associe la méiose, qui partage le stock chromosomique diploïde en deux stocks haploïdes qualitativement différents (2n → n + n), et la fécondation, qui unit deux gamètes haploïdes pour former un zygote diploïde (n → 2n).
Le patrimoine génétique du zygote résulte de la recombinaison aléatoire des deux génomes parentaux apportés par les gamètes.
📌 Chez les animaux, seuls les gamètes sont haploïdes, tandis que le zygote, l’embryon et l’adulte sont diploïdes ; le cycle ne comporte donc qu’une génération diploïde.
Compléments
📌 Les gamètes issus d’un gamétocyste peuvent être morphologiquement semblables dans une algue isogame ou différents dans une algue hétérogame.
📌 La planogamie est la fusion de gamètes mobiles, semblables en isogamie ou différents en hétérogamie, tandis que l’oogamie est la fusion d’un gamète femelle immobile et d’un gamète mâle flagellé.
Méiose puis fécondation → alternance des phases haploïde et diploïde.
★ À maîtriser
Le cycle haplodiplophasique comporte deux générations, gamétophytique et sporophytique, et deux phases équivalentes, haploïde et diploïde ; la laitue de mer en est un exemple.
🔄 Le cycle de la laitue de mer suit cette succession :
Les trois générations d’Antithamnion sont :
🔄 La phase diploïde d’Antithamnion se déroule ainsi :
Compléments
Chez la Spirogyre, la cystogamie implique deux filaments parallèles qui forment des tubes de conjugaison ; le contenu du gamétocyste mâle passe par un tube dans le gamétocyste femelle, puis le zygote diploïde formé produit des spores haploïdes par méiose.
Chez le Fucus vésiculeux, les réceptacles sexuels situés aux extrémités des thalles contiennent des conceptacles où se trouvent les gamétocystes.
Chez le Fucus vésiculeux, la méiose produit des spermatozoïdes dans les thalles mâles et des oosphères dans les thalles femelles ; la fécondation forme un zygote diploïde qui se développe par mitoses en un nouvel individu diploïde.
Chez Antithamnion, les tétrasporocystes du tétrasporophyte produisent par méiose des tétraspores haploïdes, qui redonnent des gamétophytes mâles et femelles.
Laitue de mer : deux phases équivalentes ; Spirogyre et Fucus : une phase prédominante.
Reproduction asexuée et sexuée
| Critère | Asexuée | Sexuée |
|---|---|---|
| Fréquence | La plus fréquente | Moins fréquente et plus aléatoire |
| Mécanisme | Sans organes ni cellules sexuels | Fusion de gamètes mâle et femelle |
| Descendants | Génétiquement identiques, en clones | Génétiquement différents et uniques |
| Rôle indiqué | Conserve le génotype | Maintient la biodiversité végétale |
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1. Concernant la définition des algues :
2. Une équipe observe des algues fixées au fond et d’autres nageant en pleine eau. Concernant leur classement écologique :
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Que sont les algues, ou phycophytes, par leur organisation générale ?
Des thallophytes chlorophylliens non vascularisés, sans fleurs ni véritables racines, tiges et feuilles, à appareil reproducteur caché.
Grâce à quel processus les algues sont-elles autotrophes ?
Grâce à la photosynthèse.
Quel rôle les algues jouent-elles au début des chaînes alimentaires marines ?
Elles en sont le premier maillon et produisent la matière organique des mers et des océans.
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