Fiche de révision : Évolution et diversité des végétaux

📋 Plan du Cours

1. Définition et diversité des végétaux
2. Photosynthèse et constituants fondamentaux
3. Phylogénie et classification végétale
4. Cellule et cycles de vie
5. Groupes et définitions des angiospermes
6. Tige et architecture végétative
7. Racines et feuilles des angiospermes
8. Organisation de la fleur
9. Pollinisation et fécondation
10. Graines, fruits et germination

📖 1. Définition et diversité des végétaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Végétal : Organisme vivant capable de réaliser la photosynthèse, à l’exception des cyanobactéries selon le cours.
• Plante modèle : Végétal possédant des racines, une tige, des feuilles et parfois des fleurs, mais cette représentation exclut les organismes unicellulaires ou dépourvus de certains de ces organes.

📝 Points essentiels

• Les organismes ressemblant à des végétaux sont:
  • les cyanobactéries
  • les champignons de la famille des Fungi
  • les coraux
  • les anémones de mer

💡 Astuce mémo

Végétal ≠ plante modèle : le premier photosynthétise, la seconde possède racines, tige et feuilles.

📖 2. Photosynthèse et constituants fondamentaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Permet aux végétaux d’emmagasiner du dioxyde de carbone et de l’eau, puis de les transformer en dioxygène et en sucres.

★ À maîtriser

• La photosynthèse est rendue possible par des pigments chlorophylliens, dont la chlorophylle a est présente chez tous les végétaux.

Compléments

• Les caroténoïdes sont des pigments végétaux antioxydants, tandis que les phycobilines sont associées à des protéines appelées phycobiliprotéines.

• La phycoérythrine est un pigment rouge présent chez certaines cyanobactéries et chez la plupart des algues rouges.

💡 Astuce mémo

Pigments chlorophylliens → photosynthèse → sucres et dioxygène.

📖 3. Phylogénie et classification végétale

🔑 Notions clés & Définitions

• Phylogénie : Aussi appelée arbre phylogénétique ou cladogramme, représente les relations de descendance reliant les espèces actuelles aux espèces ancestrales.
• Taxonomie : Système d’ordre hiérarchique utilisé pour nommer et classer les espèces à partir de critères de ressemblance.

★ À maîtriser

• La classification actuelle de Woese, publiée en 1990, s’appuie sur le système binomial et les taxons de Linné, le regroupement de Whittaker en deux domaines et cinq règnes, la théorie de l’évolution de Darwin et les découvertes sur l’ADN.

Compléments

• Dans un arbre phylogénétique, plus un nœud est proche des feuilles, plus les espèces représentées par ces feuilles sont proches.

💡 Astuce mémo

Linné → Whittaker → Darwin → ADN.

📖 4. Cellule et cycles de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule végétale : Unité structurale et fonctionnelle des végétaux.
• Cycle digénétique : Comprend des phases haploïde et diploïde successives d’importance variable selon les taxons et les espèces.

📝 Points essentiels

• La cellule initiale, appelée œuf ou zygote, est formée lors de la reproduction, puis les autres cellules apparaissent par divisions cellulaires mitotiques.

• Une cellule assure les fonctions de relation avec l’extérieur, de nutrition par captation de matériaux ou d’énergie, et de reproduction par division ou fusion.

📌 La mitose divise une cellule mère en deux cellules filles génétiquement identiques, tandis que la méiose réduit de moitié le nombre de chromosomes au cours de la reproduction sexuée.

💡 Astuce mémo

Mitose : mêmes chromosomes ; méiose : nombre de chromosomes réduit de moitié.

📖 5. Groupes et définitions des angiospermes

🔑 Notions clés & Définitions

• Embryophytes : Groupe des plantes terrestres, aussi appelées Cormophytes, caractérisées par la présence d’un embryon végétal issu du zygote après fécondation.
• Trachéophytes : Plantes possédant des vaisseaux conducteurs de sève.
• Spermatophytes : Plantes à graines, aussi appelées phanérogames dans l’ancienne nomenclature.
• Angiospermes : Plantes à fleurs dont les structures reproductrices, notamment les ovules, sont protégées dans une structure appelée carpelle.

📝 Points essentiels

📌 Les Monocotylédones possèdent une seule feuille embryonnaire ou cotylédon, tandis que les (eu)Dicotylédones en possèdent deux.

💡 Astuce mémo

Gamétophyte haploïde issu d’une spore ; sporophyte diploïde issu d’un zygote.

📖 6. Tige et architecture végétative

🔑 Notions clés & Définitions

• Cormus : Ensemble formé par la tige, les feuilles et les racines des Angiospermes, qui sont ainsi appelées Cormophytes.
• Bourgeon apical : Situé au sommet de la tige, permet la croissance en hauteur et l’allongement de la tige.
• Croissance monopodiale : Repose sur un bourgeon apical qui produit chaque année une portion de tige dans le prolongement de la précédente et reste indéfinie.
• Croissance sympodiale : Intervient lorsque le bourgeon apical a une durée de vie limitée et que la tige se développe grâce à un ou plusieurs bourgeons axillaires, ce qui produit une croissance définie.

💡 Astuce mémo

Monopodiale : apex durable et croissance indéfinie ; sympodiale : apex limité et croissance définie.

📖 7. Racines et feuilles des angiospermes

🔑 Notions clés & Définitions

• Racine : Généralement souterraine, possède un gravitropisme positif, absorbe l’eau et les substances dissoutes et assure l’ancrage de la plante.

★ À maîtriser

📌 L’appareil radiculaire provient de la radicule de l’embryon, tandis que l’appareil racinaire adventif prend naissance directement sur la tige, notamment au niveau des nœuds ou des entre-nœuds.

📌 Une feuille simple possède un seul limbe, tandis qu’une feuille composée possède plusieurs folioles et se distingue en recherchant le bourgeon axillaire.

Compléments

• Les poils absorbants de la zone pilifère augmentent la capacité d’absorption des racines et peuvent atteindre 300 à 400 poils par cm².

📌 Les feuilles des Monocotylédones présentent généralement des nervures parallèles, tandis que celles des Dicotylédones présentent des nervures pennées, palmées, pédalées ou réticulées.

💡 Astuce mémo

Racine : absorption et ancrage ; feuille : photosynthèse et échanges.

📖 8. Organisation de la fleur

🔑 Notions clés & Définitions

• Fleur parfaite : Possède un calice, une corolle, un gynécée et un androcée, et elle est hermaphrodite.
• Androcée : Ensemble des étamines, chaque étamine étant constituée d’une anthère et d’un filet.
• Gynécée : Ou pistil, est l’ensemble des carpelles, chaque carpelle comprenant un ovaire contenant un ou plusieurs ovules, un style et un stigmate.

★ À maîtriser

📌 Un ovaire est supère lorsque le gynécée est inséré au-dessus des autres pièces florales sur le réceptacle, et infère lorsqu’il est inséré en dessous.

• Le calice est l’ensemble des sépales et protège souvent la fleur en bouton, tandis que la corolle est l’ensemble des pétales et attire généralement les insectes ou les oiseaux pollinisateurs.

Compléments

• Les fleurs hermaphrodites possèdent les organes reproducteurs mâles et femelles et représentent 90 % des Angiospermes.

💡 Astuce mémo

Calice → corolle → androcée → gynécée.

📖 9. Pollinisation et fécondation

🔑 Notions clés & Définitions

• Pollinisation : Transfert d’un grain de pollen de l’anthère vers le stigmate.
• Double fécondation : La double fécondation, spécifique des Angiospermes, associe un gamète mâle à l’oosphère pour former un zygote diploïde et l’autre gamète mâle aux deux noyaux polaires pour former un albumen triploïde.

📝 Points essentiels

📌 L’autopollinisation implique la même fleur ou deux fleurs du même individu, tandis que la pollinisation croisée implique deux individus différents d’une même espèce.

• La pollinisation croisée est assurée par des animaux dans 90 % des cas et par le vent dans 10 % des cas.

• Après dépôt sur le stigmate, le grain de pollen absorbe de l’eau, germe par ses pores germinatifs, forme un tube pollinique qui traverse le style et la paroi de l’ovaire, puis pénètre dans le sac embryonnaire par le micropyle.

💡 Astuce mémo

Pollen sur stigmate → tube pollinique → deux gamètes → double fécondation.

📖 10. Graines, fruits et germination

🔑 Notions clés & Définitions

• Dissémination : La dissémination des graines et des fruits assure la propagation des plantes par auto-dissémination ou grâce à des agents extérieurs comme le vent, l’eau, la gravité, les oiseaux, les mammifères et les insectes.

★ À maîtriser

📌 Chez les Angiospermes, le gamétophyte est haploïde et issu d’une spore, tandis que le sporophyte est diploïde et issu d’un zygote.

• Chez les Angiospermes, les gamétophytes sont très réduits et correspondent au sac embryonnaire et aux grains de pollen, tandis que le sporophyte correspond au reste de la plante, notamment aux feuilles, fleurs et fruits.

📌 Les graines à périsperme utilisent les réserves du nucelle, les graines albuminées celles de l’albumen, et les graines exalbuminées celles de gros cotylédons.

📌 Dans une baie, la graine est libre dans la chair du fruit, tandis que dans une drupe elle est enfermée dans un noyau issu de l’endocarpe.

• 🔄 La germination suit cette séquence:
  1. absorption d’eau
  2. activation des enzymes
  3. utilisation des réserves
  4. apparition des préfeuilles

Compléments

📌 La dormance peut être due à l’immaturité de l’embryon, à des téguments constituant une barrière mécanique ou à des inhibiteurs, et sa levée peut nécessiter la lumière, la vernalisation, l’eau ou des substances chimiques comme les hormones.

💡 Astuce mémo

Fécondation → graine et fruit → dissémination → germination.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des cycles cellulaires

Types de fruits charnus