Fiche de révision : Ptéridophytes et plantes à graines

📋 Plan du Cours

1. Ptéridophytes et innovations évolutives
2. Vascularisation des trachéophytes
3. Reproduction et types de spores
4. Spermatophytes et formation de la graine
5. Gymnospermes et reproduction des conifères
6. Monocotylédones et eudicotylédones
7. Fleur et organisation des inflorescences
8. Fécondation et devenir des graines
9. Pollinisation et multiplication végétative

📖 1. Ptéridophytes et innovations évolutives

🔑 Notions clés & Définitions

• Ptéridophytes : Les ptéridophytes regroupent les fougères et leurs alliés et constituent les premières plantes vasculaires.

★ À maîtriser

• Les innovations évolutives des ptéridophytes comprennent les tissus conducteurs lignifiés, l’apparition de vraies racines et feuilles, puis la dominance du sporophyte diploïde sur le gamétophyte haploïde.

Compléments

• Les fossiles de ptéridophytes sont datés d’environ 420 Ma, au Silurien, et leur essor au Carbonifère, entre 360 et 300 Ma, est associé à l’origine des gisements actuels de charbon.

💡 Astuce mémo

Conducteurs → racine et feuille → sporophyte dominant

📖 2. Vascularisation des trachéophytes

🔑 Notions clés & Définitions

• Xylème : Tissu conducteur dont les trachéides sont renforcées par de la lignine et qui transporte la sève brute, composée d’eau et de minéraux.

📝 Points essentiels

• La lignine apporte rigidité et étanchéité aux éléments conducteurs.

📖 3. Reproduction et types de spores

🔑 Notions clés & Définitions

• Hétérosporie : Production de microspores donnant des gamétophytes mâles et de mégaspores donnant des gamétophytes femelles.
• Endoprothallie : Développement du prothalle à l’intérieur de la spore, ce qui lui procure une protection accrue.

★ À maîtriser

• Chez les Filicophytes, les spores produites dans les sporanges des sores germent et donnent un prothalle, sur lequel la fécondation permet le développement du sporophyte.

Compléments

• Chez la Sélaginelle, les sporanges sont regroupés dans un épi sporifère, appelé aussi strobile.

• La tendance vers les plantes à graines comprend la séparation des voies mâle et femelle, le développement d’une seule mégaspore de grande taille par mégasporange et la réduction de la taille et de la complexité des gamétophytes.

💡 Astuce mémo

Polypode : spores semblables ; Sélaginelle : spores mâles et femelles

📖 4. Spermatophytes et formation de la graine

🔑 Notions clés & Définitions

• Spermatophyte : Groupe des plantes à graines.
• Ovule : Organe reproducteur femelle des spermatophytes, contenant le gamétophyte femelle.
• Graine : Résultat de la transformation d’un ovule fécondé, comprenant un embryon, une réserve nutritive et une enveloppe protectrice.

★ À maîtriser

📌 Les gymnospermes ont des graines nues, non enfermées dans un fruit, tandis que les angiospermes sont des plantes à fleurs et à fruits.

Compléments

• La transition évolutive vers les spermatophytes et leurs innovations est située entre la fin du Carbonifère et le début du Permien, entre 350 et 300 Ma.

• L’évolution vers l’ovule vrai passe par la microsporie, l’hétérosporie, le développement d’une seule macrospore, la rétention de cette macrospore dans le macrosporange, puis la formation d’un ovule vrai.

• La graine dormante permet la dissémination et suspend son développement jusqu’à ce que les conditions deviennent favorables.

📖 5. Gymnospermes et reproduction des conifères

★ À maîtriser

• Chez les conifères, la fécondation transforme l’ovule en graine, qui peut être entraînée par une excroissance appelée aile et ne constitue pas un fruit.

Compléments

• Les gymnospermes actuelles comptent environ 1 000 espèces réparties en quatre groupes: Cycadophytes, Ginkgophytes, Gnétophytes et Conifères.

• Le Ginkgo biloba est présenté comme un pré-spermatophyte ayant un gamétophyte très réduit et du pollen libre, tandis que le gamétophyte femelle reste dans l’ovule.

• Le Ginkgo biloba conserve la zoïdogamie, avec un gamète mâle nageur libéré par le grain de pollen, et un ovule disséminé avant fécondation et sans dormance.

📌 Le Pin maritime est monoïque, car ses organes mâles et femelles sont portés par le même individu, et son cycle reproducteur se déroule sur deux ans.

• Les gymnospermes ont un cycle digénétique diplo-haplophasique, une endoprothallie, une hétéroprothallie et de gros génomes de 10 à 35 GB.

• Les gymnospermes représentent environ 30 % des surfaces forestières mondiales et fournissent du bois de charpente, des produits chimiques comme la résine et l’essence, ainsi que des aliments comme les pignons de pin.

💡 Astuce mémo

Graine nue chez les gymnospermes, graine enfermée dans un fruit chez les angiospermes

📖 6. Monocotylédones et eudicotylédones

★ À maîtriser

📌 Les monocotylédones ont un embryon à un cotylédon et les eudicotylédones un embryon à deux cotylédons.

Compléments

📌 Les monocotylédones ont des nervures principales parallèles et pas de vrai bois, tandis que les eudicotylédones ont des nervures ramifiées et peuvent présenter du bois, des branches et un tronc.

• Les monocotylédones comprennent notamment les Poacées, comme le blé, le riz et le maïs, ainsi que les Asparges et les orchidées.

• Les eudicotylédones comprennent notamment les Fabacées, comme le pois et le haricot, les Rosacées, comme le pommier et le rosier, et les Brassicacées, comme le chou.

💡 Astuce mémo

Un cotylédon chez les monocotylédones, deux chez les eudicotylédones

📖 7. Fleur et organisation des inflorescences

🔑 Notions clés & Définitions

• Fleur : Organe reproducteur des angiospermes, organisé en verticilles comprenant le périanthe, les étamines et le pistil ou carpelle.
• Étamine : Organe reproducteur mâle de la fleur, composé d’un filet et d’une anthère contenant le pollen.
• Pistil : Organe reproducteur femelle composé du stigmate, du style et de l’ovaire contenant les ovules.

📝 Points essentiels

• Le périanthe est la partie stérile de la fleur et comprend le calice formé de sépales et la corolle formée de pétales ; lorsque sépales et pétales se ressemblent, on les appelle tépales.

• Une cyme est une inflorescence dont l’axe principal se termine par une fleur qui s’ouvre en premier et arrête la croissance de cet axe.

• Dans une ombelle, tous les pédicelles floraux partent du même point au sommet de la tige, tandis que dans un corymbe les fleurs atteignent à peu près le même niveau grâce aux pédicelles inférieurs plus longs.

• Un capitule rassemble de nombreuses petites fleurs serrées sur un réceptacle commun, ce qui donne l’illusion d’une seule grande fleur.

📖 8. Fécondation et devenir des graines

★ À maîtriser

• Chez les angiospermes, la méiose dans l’anthère produit des microspores qui donnent les grains de pollen, tandis que l’ovule forme le sac embryonnaire contenant l’oosphère et la cellule centrale.

• 🔄 Le transfert des gamètes mâles se déroule ainsi :

  1. Le pollen se dépose sur le stigmate.
  2. Le pollen germe.
  3. Un tube pollinique se forme.
  4. Le tube transporte les gamètes mâles jusqu’à l’ovule.

• La double fécondation, propre aux angiospermes, associe un spermatozoïde à l’oosphère pour former un zygote principal diploïde donnant l’embryon, et un autre spermatozoïde à la cellule centrale pour former un zygote secondaire triploïde donnant l’albumen.

• Après la fécondation, l’ovule devient une graine et l’ovaire devient un fruit dont les parois protègent les graines.

Compléments

📌 Dans une graine albuminée, les réserves restent dans l’albumen, tandis que dans une graine exalbuminée elles sont transférées dans les cotylédons de l’embryon.

💡 Astuce mémo

Pollen → tube pollinique → double fécondation → graine et fruit

📖 9. Pollinisation et multiplication végétative

🔑 Notions clés & Définitions

• Multiplication végétative : Reproduction sans fécondation qui produit des clones identiques à la plante mère.
• Dichogamie : Séparation temporelle de la maturité des organes mâles et femelles.

📝 Points essentiels

• La séparation spatiale des organes mâles et femelles entre plantes différentes contribue à éviter l’autofécondation et à favoriser le brassage génétique.

📌 La protandrie correspond à la maturité des anthères avant celle des stigmates, tandis que la protogynie correspond à la maturité des stigmates avant celle des anthères.

• La zoogamie utilise des animaux pollinisateurs et des récompenses comme le nectar ou le pollen pour attirer des insectes fidèles.

• Les organes cités sont :

  • Les stolons du fraisier.
  • Les tubercules d’oignon.
  • Les bulbes d’oignon.
  • Les rhizomes de gingembre.

💡 Astuce mémo

Reproduction sexuée : fécondation ; multiplication végétative : clones sans fécondation

📊 Tableaux de synthèse

Monocotylédones et eudicotylédones

Types de graines selon leurs réserves