Fiche de révision : Fécondation et classification du vivant

📋 Plan du Cours

1. Pollinisation et germination du pollen
2. Double fécondation chez les angiospermes
3. Embryogenèse des angiospermes
4. Formation et types de graines
5. Formation et diversité des fruits
6. Dissémination des semences
7. Dormance et germination des graines
8. Fécondation chez les animaux
9. Embryogenèse des mammifères
10. Classification du vivant et nomenclature binomiale des espèces
11. Critères de classification végétale
12. Critères de classification animale

📖 1. Pollinisation et germination du pollen

🔑 Notions clés & Définitions

• Pollinisation : Transport du pollen de l’étamine au pistil.

★ À maîtriser

📌 L’autogamie, ou autopollinisation, relie le pollen et le stigmate d’une même fleur, tandis que l’allogamie, ou pollinisation croisée, relie le pollen et le stigmate de deux fleurs distinctes et est dominante.

• 🔄 La germination du pollen suit ces étapes :
  1. Le pollen est reconnu puis accepté au stigmate.
  2. Une différence de potentiel osmotique entraîne son hydratation.
  3. La cellule végétative émet un tube pollinique qui achemine la cellule génératrice vers l’ovule.

Compléments

• Les agents de pollinisation comprennent : le vent (anémophilie), l’eau (hydrophilie), les animaux (zoophilie), notamment les insectes, les oiseaux et les araignées

• La cellule génératrice subit une mitose et donne deux gamètes mâles, les spermatozoïdes.

📖 2. Double fécondation chez les angiospermes

🔑 Notions clés & Définitions

• Double fécondation : Mode de fécondation propre aux angiospermes dans lequel un gamétophyte femelle s’unit à deux gamètes mâles.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le tube pollinique rejoint le sac embryonnaire et libère les gamètes :

  1. Il traverse le nucelle.
  2. Il pénètre dans l’ovule par le micropyle.
  3. Il entre dans le sac embryonnaire en écartant les synergides.
  4. Son extrémité se lyse et libère deux spermatozoïdes.

• Le premier spermatozoïde féconde l’oosphère et forme le zygote principal diploïde, à l’origine de l’embryon.

• Le second spermatozoïde féconde la cellule centrale et forme le zygote accessoire triploïde, à l’origine de l’albumen.

📖 3. Embryogenèse des angiospermes

★ À maîtriser

• Quelques jours après la fécondation, le zygote principal se divise en une cellule basale, qui forme par divisions transversales le suspenseur d’ancrage et de nutrition, et une cellule apicale, qui se divise dans plusieurs plans pour former le proembryon globuleux.

📌 Chez les dicotylédones, le proembryon forme deux lobes cotylédonaires et acquiert une symétrie bilatérale au stade cordiforme, avec les méristèmes caulinaire et radiculaire entre les lobes ; chez les monocotylédones, un seul lobe se développe en cotylédon, sans stade cordiforme, et les deux méristèmes sont unilatéraux.

• L’embryon définitif comprend : deux cotylédons chez les dicotylédones ou un chez les monocotylédones, une gemmule formée par le méristème caulinaire, une radicule formée par le méristème radiculaire, un hypocotyle constituant la tigelle de la jeune plantule

Compléments

• À mesure que l’embryon et ses cotylédons grossissent, ils sont comprimés et se plient dans la graine ; le développement embryonnaire est ensuite suspendu et ne reprend qu’à la germination.

• Le zygote accessoire subit de nombreuses mitoses et forme l’albumen, tissu nourricier de l’embryon qui remplace progressivement le sac embryonnaire.

💡 Astuce mémo

Dicotylédone : deux lobes cordiformes ; monocotylédone : un seul lobe, sans stade cordiforme.

📖 4. Formation et types de graines

★ À maîtriser

• Après la fécondation, les ovules se transforment en graines et leurs téguments s’épaississent et se lignifient plus ou moins pour assurer la protection.

• Les graines se répartissent en trois catégories selon la présence ou l’absence d’albumen :
  • Les graines à périsperme ont un albumen peu développé et des réserves constituées par le périsperme
  • Les graines albuminées ont un nucelle digéré, des cotylédons minces et un albumen développé qui sert de réserve.
  • Les graines exalbuminées ont un albumen ensuite digéré, les réserves étant contenues dans l’embryon et les cotylédons.

Compléments

• Les réserves des graines sont assurées par le nucelle, l’albumen ou les cotylédons selon le type de graine.

• Les exemples cités sont :

  • Le poivre noir pour les graines à périsperme
  • Les céréales pour les graines albuminées
  • Le pois, le haricot et le tournesol pour les graines exalbuminées

📖 5. Formation et diversité des fruits

🔑 Notions clés & Définitions

• Fruit : Structure dérivée de la transformation de l’ovaire et renfermant une ou plusieurs graines ; cette transformation s’accompagne du flétrissement, voire de la chute ou de la disparition, des sépales, pétales, étamines, du style et des stigmates.
• Péricarpe : Paroi du fruit issue de la transformation de la paroi de l’ovaire et composée de l’épicarpe, du mésocarpe et de l’endocarpe.

★ À maîtriser

📌 Les fruits charnus ont un parenchyme abondant généralement riche en eau ; une baie possède un endocarpe mince et membraneux, tandis qu’une drupe possède un endocarpe épais, dur et sclérifié.

📌 Les fruits secs résultent de la sclérification et/ou de la lignification de l’ensemble du péricarpe ; les fruits secs indéhiscents ne s’ouvrent pas spontanément à maturité, tandis que les fruits secs déhiscents s’ouvrent à maturité selon un mécanisme précis.

Compléments

• L’épicarpe est la couche externe du péricarpe, dérivée de l’épiderme externe de la paroi ovarienne.

• Le mésocarpe est la couche moyenne du péricarpe, dérivée du parenchyme de la paroi ovarienne.

• L’endocarpe est la couche interne du péricarpe, dérivée de l’épiderme interne de la paroi ovarienne.

• Les exemples cités sont :

  • La tomate comme baie
  • La pêche comme drupe
  • Le gland de chêne et le caryopse de maïs comme fruits secs indéhiscents
  • La gousse de petit pois comme fruit sec déhiscent

📖 6. Dissémination des semences

🔑 Notions clés & Définitions

• Semence : Ensemble du fruit et des graines qui constitue la structure permettant la dissémination de l’espèce.
• Dissémination : Processus de dispersion des semences qui augmente l’espace occupé par une espèce dans un milieu ; elle concerne le fruit entier ou les graines seules, mais seules les graines donnent naissance à de nouveaux individus.

★ À maîtriser

• Les principaux modes de dissémination sont : l’anémochorie par le vent, la barochorie par la chute des semences sous leur propre poids, la zoochorie par les animaux, notamment l’entomochorie par les insectes et l’ornithochorie par les oiseaux

Compléments

• L’anémochorie et la zoochorie peuvent disperser les semences sur de grandes distances, tandis que la barochorie les disperse sur de faibles distances.

📖 7. Dormance et germination des graines

🔑 Notions clés & Définitions

• Vie latente : Réduction du fonctionnement physiologique d’un organisme ou d’une structure biologique pendant une période défavorable.

★ À maîtriser

📌 La quiescence dépend seulement des conditions extérieures, tandis que la dormance dépend aussi de facteurs internes.

• La levée d’une dormance tégumentaire peut être obtenue en retirant ou en abîmant le tégument ; d’autres dormances nécessitent des mécanismes moléculaires endogènes dépendant souvent de la détection de la lumière ou du froid.

• La germination de la graine commence par la réhydratation des tissus (imbibition), suivie de la reprise du métabolisme, qui se traduit par le retour et l’augmentation de l’activité respiratoire.

Compléments

• En climat tempéré, l’automne et l’hiver sont défavorables à l’activité végétale, tandis que le printemps et l’été lui sont favorables.

• La dormance des graines en hiver est favorisée par la déshydratation des tissus jusqu’à 10 % et par une forte baisse de l’activité métabolique, notamment enzymatique.

📌 Chez les semences photolabiles, la levée de dormance est initiée par une augmentation de la photopériode, tandis que chez les semences psychrolabiles elle est initiée par le froid, traitement appelé stratification froide et fréquent en climat tempéré.

💡 Astuce mémo

Retour des conditions favorables → levée de dormance → réhydratation et reprise métabolique.

📖 8. Fécondation chez les animaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Fécondation : Fusion de deux gamètes, mâle et femelle, qui forme un zygote.

★ À maîtriser

📌 La fécondation externe a lieu dans le milieu aquatique après libération synchronisée des gamètes, tandis que la fécondation interne se déroule dans les voies génitales femelles après accouplement et dépôt des spermatozoïdes.

• La fécondation comprend la reconnaissance du spermatozoïde par la zone pellucide, la réaction acrosomiale, la fusion des membranes gamétiques avec blocage de la polyspermie, l’achèvement de la méiose II, le rapprochement des noyaux avec réplication, puis l’amphimixie des génomes.

• L’activation de l’ovocyte après l’entrée du spermatozoïde comprend la réaction corticale qui forme la membrane de fécondation et empêche la polyspermie, ainsi que la réaction nucléaire qui achève la maturation de l’ovocyte II en ovotide.

Compléments

• La fécondation externe est illustrée par l’oursin et la truite, tandis que la fécondation interne caractérise les animaux terrestres, notamment les insectes, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.

• Le contact entre les gamètes est favorisé par : le grand nombre et la forte agitation des spermatozoïdes, la grande taille des gamètes femelles, des mécanismes chimiques comme la chimiotaxie

📌 L’amphimixie correspond à la mise en commun des deux génomes, tandis que la caryogamie désigne la fusion des noyaux.

💡 Astuce mémo

Reconnaissance → acrosome → fusion → noyaux → amphimixie

📖 9. Embryogenèse des mammifères

🔑 Notions clés & Définitions

• Embryogenèse : Genèse progressive d’un être depuis le zygote jusqu’à la vie libre.

• Nidation : Implantation du blastocyste dans l’endomètre utérin, qui établit le contact de l’embryon avec l’organisme maternel nécessaire à son développement chez les mammifères.

★ À maîtriser

• L’embryogenèse comprend trois phases :

  • la segmentation
  • la gastrulation
  • l’organogenèse

• Pendant la segmentation, le zygote se divise par mitoses en blastomères de plus en plus petits sans grandir initialement, puis forme une morula avant qu’une cavité, le blastocœle, apparaisse et donne le stade blastocyste.

📌 Les ovipares pondent à l’extérieur des œufs fécondés ou vierges dont le développement utilise le vitellus, tandis que les ovovivipares développent leurs œufs dans les voies génitales femelles sans échanges avec le corps maternel et que les vivipares ont des échanges entre l’embryon et le corps maternel.

• La gastrulation transforme le disque embryonnaire didermique en disque tridermique par mise en place de la vésicule vitelline définitive, apparition de la ligne primitive, formation de l’endoderme définitif à partir de l’épiblaste et invagination du mésoderme entre l’épiblaste et l’endoderme primaire.

• L’organogenèse comprend la délimitation, qui sépare l’embryon de ses annexes et lui donne une forme un peu cylindrique, puis la neurulation, qui met en place le tube neural, et la différenciation des trois feuillets en tissus et organes.

Compléments

• La première division du zygote survient 30 h après la fécondation et donne deux blastomères de taille inégale.

• Au stade morula, les micromères se trouvent à la périphérie et les macromères au centre.

• À J5, du liquide commence à s’accumuler à l’intérieur de la morula pour former le blastocœle.

• À J7-J8, les cellules du bouton embryonnaire s’organisent en épiblaste et hypoblaste, séparés par une lame basale, formant un disque embryonnaire didermique.

• Le blastocyste comprend un trophoblaste périphérique formé de cellules aplaties et un bouton embryonnaire constitué de cellules polyédriques ou sphériques accolées au trophoblaste.

• Au cours de la gastrulation, l’épiblaste reste collé à l’endoderme dans la membrane pharyngienne, future cavité buccale, et dans la membrane cloacale, futur anus.

• La corde est le premier axe longitudinal médian autour duquel les corps vertébraux s’organisent.

💡 Astuce mémo

Segmentation → gastrulation → organogenèse

📖 10. Classification du vivant et nomenclature binomiale des espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Taxonomie : Science qui dispose les individus vivants en une hiérarchie de classes et qui vise à les dénommer, décrire leurs ressemblances et parentés, inventorier et classer.

• Taxons : Groupes systématiques fondés sur le partage de caractères communs entre êtres vivants et organisés en système pyramidal constituant la classification du vivant.

★ À maîtriser

📌 Dans la nomenclature binomiale, le nom d’une espèce comporte deux mots en italique ou soulignés : le nom du genre commence par une majuscule et celui de l’espèce par une minuscule.

• L’espèce est l’unité de base de la hiérarchie du vivant.

Compléments

• Le binôme latin est souvent suivi du nom complet ou abrégé du premier descripteur et éventuellement de la date de description.

• Le chêne-liège est nommé Quercus suber L. (Linnaeus) 1753 et le léopard Panthera pardus L. (Linnaeus) 1758.

• Un troisième nom peut compléter le binôme latin pour indiquer une variété ou une sous-espèce, comme dans Apis mellifera ssp mellifera.

💡 Astuce mémo

Genre en majuscule, espèce en minuscule

📖 11. Critères de classification végétale

★ À maîtriser

• Les critères de classification végétale comprennent :
  • le type d’appareil végétatif
  • la vascularisation
  • l’appareil reproducteur
  • la nature de la graine
  • le nombre de cotylédons

📌 Les Gymnospermes ont des graines nues, tandis que chez les Angiospermes les graines sont contenues dans l’ovaire.

Compléments

• Les Phycophytes ont un thalle, tandis que les autres groupes végétaux évoqués sont caractérisés par un cormus.

• Les Bryophytes sont avasculaires, tandis que les végétaux vasculaires possèdent une vascularisation.

• Les Phanérogames possèdent des fleurs et des graines, tandis que les Cryptogames, notamment les Ptéridophytes, sont dépourvus de fleurs et de graines.

• Le nombre de cotylédons distingue les Monocotylédones des Dicotylédones.

💡 Astuce mémo

Graine nue chez les Gymnospermes, enfermée dans l’ovaire chez les Angiospermes

📖 12. Critères de classification animale

★ À maîtriser

• Les critères de classification animale comprennent : la présence ou l’absence de tissus, le nombre de feuillets embryonnaires, la présence et la nature des cavités corporelles, le devenir du blastopore, la disposition du système nerveux

📌 Les Acœlomates n’ont que le tube digestif comme cavité, les Pseudocœlomates conservent un blastocœle entre le tube digestif et la paroi corporelle, et les Cœlomates possèdent un cœlome formé par des cavités closes dans le mésoderme.

📌 Chez les Protostomiens, le blastopore donne la bouche, tandis que chez les Deutérostomiens il donne l’anus.

Compléments

📌 Les animaux diploblastiques possèdent deux feuillets embryonnaires, l’ectoblaste et l’endoblaste, tandis que les triploblastiques possèdent en plus un mésoblaste.

📌 Les Hyponeuriens ont le système nerveux sous le tube digestif, les Épithélioneuriens ont un système nerveux épithélial ou sous-épithélial et les Épineuriens ont un système nerveux au-dessus du tube digestif.

💡 Astuce mémo

Protostomiens : bouche ; Deutérostomiens : anus

📊 Tableaux de synthèse

Catégories de fruits