Chapitre 2 - La reproduction des plantes à fleurs
domaine: Biologie
Introduction
La reproduction végétale, comme la reproduction animale, est sexuée ou asexuée. Au sens large, la reproduction sexuée recouvre, chez les plantes à fleurs et à fruits, l'étude des organes sexuels, la double fécondation et la formation des cellules oeufs.
1. La reproduction sexuée des plantes à fleurs
> Certains végétaux ont des fleurs (tulipe, coquelicot, chêne, maïs, cerisier, érable, fraisier, haricot, lierre, sapin), d'autres n'en ont pas (algue, mousse, fougère).
> Tous les végétaux qui ont des fleurs ont des graines:
-> certains ont des graines mais pas de fruits (sapin): l'ovule n'est pas dans un ovaire, il est nu: ce sont des gymnospermes.
-> d'autres ont des graines contenues dans un fruit (tulipe, coquelicot, chêne, maïs, cerisier, érable, fraisier, haricot, lierre): l'ovule est dans un ovaire, ce sont des angiospermes.
> Les végétaux qui n'ont pas de fleurs, n'ont ni graines, ni fruits (algue, mousse, fougère).
Définitions
> La fleur, c'est l'organe reproducteur; elle porte les organes sexuels de la plante.
> La graine (sauf chez les gymnospermes) est le produit de la double fécondation; c'est le point de départ d'un nouvel être vivant.
> Le fruit est issu du développement de l'ovaire après la double fécondation; il contient (et protège) la ou les graines. Il peut être sec (noisette, fraise) ou charnu (courgette, orange).
a/ De la fleur au fruit
exemple: la fleur de cerisier
> Les sépales (ici au nombre de 5) forment le calice; elles sont vertes. Il s'agit des parties qui enveloppaient la fleur avant qu'elle éclose.
> Les pétales (ici au nombre de 5) forment la corolle; elles sont libres.
> Les étamines (ici une 20aine) sont les organes mâles. Chaque étamine est constituée d'un filet se terminant par une anthère contenant des grains de pollen.
> Le pistill est l'organe femelle. Il comprend une partie renflée ou ovaire, surmontée par un style terminé par un stigmate.
> Le réceptacle porte l'ensemble (sépales, pétales, étamines, pistill) et est rattaché aupédoncule.
exemple: la naissance d'une cerise
La partie qui se transforme sur la cerise est l'ovaire, une partie charnue car formée par la paroi de l'ovaire.
-> Pour la 2ème étape du schéma, la fleur de cerisier est fanée. L'ovaire contient l'ovule. L'ovaire deviendra un fruit et l'ovule une graine. Ils augmentent tous les deux de volume.
-> La dernière étape montre le fruit. Sépales, pétales et étamines sont tombées. Le pédoncule de la fleur porte désormais un fruit charnu à l'extérieur, dur à l'intérieur, car il contient la graine.
b/ Des gamètes à la graine
La formation de la cerise nécessite deux étapes: la pollinisation et la fécondation.
> La pollinisation est le transport du pollen des étamines sur le stigmate du pistill. Elle assure le rapprochement des cellules sexuelles ou gamètes.
-> Différentes types de pollinisation:
-> Agents de transports du pollen:
. par les animaux / insectes commes les abeilles, qui visitent les fleurs pour puler le nectar, ils se poudrent de pollen et le transportent sur d'autres fleurs. Ces fleurs ont des pétales très colorés et le nectar (glandes sécrétant un liquide sucré) est odorant.
. par le vent, pour les fleurs apétales (sans pétales) ou avec des pétales non attractives pour les insectes. Leurs étamines sont longues et souples et sont agitées par le vent; les stigmates sont plumeux et récupèret le pollen libéré (exemple des graminées).
> La fécondation comprend plusieurs étapes:
-> Germination d'un grain de pollen: le grain de pollen germe sur le stigmate, il émet un tube pollinique qui pénètre dans le style puis dans l'ovaire jusqu'à l'ovule. A l'intérieur de ce tube, deux cellules sexuelles mâles (deux noyaux) ou spermatozoïdes se différencient.
-> Au niveau de l'ovule, un des deux spermatozoïdes fusionne avec la cellule femelle ou oosphère: c'est la fécondation principale qui conduit à la formation d'une cellule-oeuf à partir de laquelle l'embryon se développe. Le 2ème spermatozoïdes féconde un ensemble de 2 autres cellules (deux noyaux) de ce même ovule: il y a formation d'une deuxième cellule-oeuf qui évolue en substance de réserves.
-> L'embryon et les réserves d'une part, les téguments de l'ovule d'autre part, forment la graine.
> A la suite de cette double fécondation, la paroi de l'ovaire se développe en un fruit. Pour simplifier, la double fécondation est donc la rencontre de 2 noyaux qui va donner une double cellule oeuf.
Pour schématiser (où N = noyau)
N pollen + N oosphère => Embryon => CELLULE
N pollen + 2 N sac embryonnaire => Réserve => OEUF
(Embryon et Réserve forment La Graine).
c/ Différents types de fleurs et de fruits
>> Les fleurs
exemples:
frêne: fleur apétale (sans pétale), asépale (sans sépale), akène (fruit sec, à graine unique) au fruit indéhiscent (ne s'ouvre pas, difficile de le couper en 2).
pommier: fleur régulière (aux verticilles réguliers, c'est à dire en cercle autour d'un axe, disposé autour du centre de la plante et sensiblement égales entre elles)
marguerite: fleur composée (comme le tournesol, avec pétales insérés comme une spirale)
fraisier: fleur régulière au fruit indéhiscent; La fraise est en fait une hypertrophie du réceptable et la fraise contient pleins de petits fruits (les petites graines)
>> Les fruits
-> Classification possible: selon le nombre de graines, et la présence ou non de chair.
-> Le fruit contient les graines. Il comprend 3 parties (extérieur et intérieur): épicarpe, mésocarpe et endocarpe, correspondant aux 3 parties de l'ovaire dont il provient. Ces parties se développent différemment selon les espèces:
-> Un vrai fruit est issu de la paroi de l'ovaire;
-> Un faux fruit = fruit composite est l'évolution ( de l'ovaire et ) d'une autre partie de la fleur. Exemple: la fraise, la partie charnue comestible n'est pas un fruit ! Les fruits sont les petites graines (akènes) à la surface du réceptacle. La pomme est un fruit composite car constituée de l'ovaire, la base des pièces florales et le réceptacle, soudés.
>> La graine
-> Organisme déshydraté, en vie ralentie, qui contient une plantule (gemmule, radicule, tigelle), un ou deux cotylédons, enveloppés dans un tégument.
La germination de la graine concorde avec la reprise de l'activité respiratoire (énergie). Pour germer, il faut: une température adaptée, de l'eau, de l'oxygène.
2. La reproduction asexuée ou multiplication végétative des plantes à fleurs
Toutes les plantes à fleurs peuvent se reproduire grâce aux graines formées lors de la fécondation, mais certaines possèdent en plus un autre mode de reproduction et de multiplication de l'espèce sans intervention de graines ni de gamètes.
a/ La reproduction asexuée produit de nombreux individus, tous identiques entre eux, à partir de fragments d'un individu initial. Ces individus colonisent rapidement le milieu dans lequel ils sont produits. il existe une multiplication végétative naturelle:
> à partir de racines (exple: le framboisier).
> à partir de stolons -tiges aériennes rampantes qui au contact du sol, s'enracinent et donnent de nouveaux pieds- (exple: le fraisier).
> à partir de tubercules -tiges souterraines dont les nombreux bourgeons se développent et donnent plusieurs plantes aériennes-
> à partir de rhizomes -tiges souterraines rampantes- (exple: l'iris).
> à partir de bulbes -qui contient un bourgeon floral qui se développe en plante aérienne et fleurit: fabrication de la matière qui s'accumule dans un bourgeon bulbeux, parfois 2 ou 3, à l'origine du ou des bulbes de remplacement- (exple: ail, tulipe, oignon..).
a/ La connaissance de cette multiplication naturelle a perlis de développer des techniques de multiplication végétative artificielle:
> le bouturage consiste à enterrer en partie ou totalement un fragment d'organe végétal (souvent un morceau de rameau ou une tige jeune, parfois des feuilles). Ces boutures donnent une nouvelle plante. (exple: géranium).
Le greffage est un procédé utilisé pour multiplier les arbres fruitiers de qualité. C'est un bouturage particulier: la bouture (greffon) est placée sur un autre végétal, le porte-greffe.
> le marcottage consiste à enterrer une tige qui reste en liaison avec la plante mère. Des racines se développent sur la partie enterrée et on sépare alors la plante nouvelle de la plante mère (exple: fraisiers, vigne).
> l'éclatage consiste à fragmenter une plante en plusieurs parties et de les remettre en terre: chacune se développe et donne une nouvelle plante (exple: division des rhizomes d'iris, tubercules de dahlias).
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