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IL ÉTAIT UNE FOIS LA PLANTE…

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IL ÉTAIT UNE FOIS LA PLANTE…

MORPHOLOGIE ET ANATOMIE FONCTIONNELLES VEGETALES

Rolland DOUZET-rolland.douzet@ujf-grenoble.fr

(2)

La poule ou l’œuf ??

(3)

La plante ou la graine ??

(4)

Les réponses…

 Réponse philosophique : la poule. "le domaine du devenir s'oppose à celui de l'essence, car ce qui

est postérieur dans l'ordre de la génération est antérieur par nature, et ce qui est premier par

nature est dernier dans l'ordre de la génération."

(Aristote Parties des animaux II.1.646a24)

 Réponse génétique et évolutive : l’œuf. En effet,

selon la théorie de l’évolution, la première poule

est forcément sortie d’un œuf qui n’était pas de

poule, donc l’œuf précède la poule.

(5)

 Où commencer l’histoire ?

 La germination : le début de l’histoire.

 Les parties de la plante

 Quelques rappels et précisions

INTRODUCTION

(6)

Alors, plantons des haricots…

(7)

De la graine à la plante : la germination du haricot

Cotylédons

(= feuilles embryonnaires)

Embryon Plumule

Radicule

Hypocotyle

FEUILLE

RACINE

TIGE

Hypocotyle Epicotyle

Bourgeon apical

Téguments

(8)

Le cours donc…

 Questions :

• Quelles sont les parties de la plante ?

• Comment l’organisme végétal se construit-il ? est- il fonctionnellement organisé ?

• Comment et dans quelle mesure cette

organisation varie-t-elle ?

(9)

Organisation générale d’une angiosperme

 Les angiospermes sont des cormophytes, c’est-à- dire que leur appareil

végétatif est constitué de différents membres :

• La tige

• La racine

• La feuille

 Chacun de ces membres est formé à partir de

bourgeons où sont situés des méristèmes et est

constitué de différents tissus.

R. p. 732

(10)

Les grands groupes de plantes terrestres

(11)

Structure d’une cellule végétale

ribosome REG

REL dyctyosome

vésicule appareil de Golgi chloroplaste

lamelle moyenne

paroi plasmalemme

enveloppe nucléaire pore nucléaire

nucléole

filaments intermédiaires

noyau

microfilaments microtubule cytosquelette

peroxysome mitochondrie

vacuole

plasmodesme

cytosol

(12)

Schéma fonctionnel de la cellule végétale

CO

2

CO

2

O

2

O

2

Stockage

Exportation Exportation

Protéines + autres

Glucides

Eau, minéraux, acides aminés ADN

ARN

échanges gazeux flux de matière flux d’énergie

CHALEUR

(13)

Structure de la paroi primaire

(14)

Lamelle moyenne Plasmalemme Paroi secondaire Paroi primaire

Méat

Cellule 1

Cellule 2

La paroi : différenciation

La paroi secondaire se forme durant la différenciation cellulaire. Elle est

principalement composée de cellulose mais

peut aussi s’imprégner de composés polyphénoliques En particulier la lignine (rigide, imperméable et

Imputrescible) ou la subérine (imperméable et isolante)

(15)

Les plastes : diversité

(Pollen, graine, méristème)

(Fruits, fleurs) (Phloème, parenchymes de réserve, graines)

(Apex racinaire)

(16)

Les cellules s’organisent en tissus

Parenchyme chlorophyllien

(17)

Les différents types de tissus

 Les cellules sont regroupées en tissus.

 Les plantes possèdent trois systèmes de tissus.

Les tissus de revêtement.

• Épiderme, rhizoderme et leurs annexes (poils, cellules stomatiques, etc.)

Les tissus fondamentaux.

• Parenchymes divers, moelle

• Collenchyme

• Sclérenchyme

Les tissus conducteurs.

• Xylème

• Phloème

(18)

INTRODUCTION.

I. La tige.

II. La racine.

III. La feuille.

IV. Fleur graine et fruit.

PLAN GENERAL

(19)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(20)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(21)

La tige : définition

Tige (nf, lat. tibia) : Axe principal de la plante en général aérien (parfois souterrain ou

immergé) se développant à partir de la

plumule de l’embryon et portant des feuilles

et des bourgeons. L’appareil vasculaire des

tiges relie les feuilles aux racines en assurant

la conduction des sèves. Les tiges peuvent

être herbacées ou ligneuses.

(22)

Caractéristiques de la tige

 Se développe à partir de la plumule (une des deux extrémités de l’embryon)

 Les jeunes tiges sont chlorophylliennes

 Se décompose en nœuds et entrenœuds

 Porte des feuilles et des bourgeons (végétatifs ou floraux) aux nœuds

 Possède un phototropisme positif et un géotropisme négatif

 Les ramifications sont externes (par les

bourgeons axillaires)

(23)

Fonctions de la tige

Fonctions premières :

• Porte et supporte les feuilles les fleurs et les fruits.

• Conduit les sèves.

Fonctions secondaires :

• Stockage (troncs, tiges souterraines)

• Pérennité.

• Multiplication végétative.

• Photosynthèse.

• Défense de la plante (épines)

• Limitation des pertes d’eau

(24)

La tige : morphologie générale

R. p. 744

(25)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(26)

Les bourgeons : morphologie

(27)

Le méristème caulinaire

Le méristème apical est la zone de croissance de la tige. C’est aussi à ce niveau que se

forment les autres organes : bourgeons, feuilles, fleurs.

Cellules méristématiques en MET

Noter la petite taille, le volume important du noyau, les petites vacuoles, les proplastes et la paroi fine

R. p. 730

10 µm

(28)

Organisation fonctionnelle d’un méristème caulinaire

ZC ZP

ZM

- Selon le type de division cellulaire on a pu diviser le méristème en deux parties :

1°) La tunica correspondant aux couches L1 et L2 aux divisions anticlinales

2°) le corpus (L3) Sans direction de division particulière.

- Selon des critères cytologiques (taille des cellules, aspect du cytoplasme) on a défini 3 zones

Zone centrale (ZC) assurant le maintien du méristème.

Zone périphérique (ZP) qui initie les primordia des futures organes

Zone médullaire (ZM) qui produira les tissus internes de la tige.

(29)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(30)

Structure générale d’un axe primaire

Epiderme Parenchyme cortical

Endoderme

Péricycle Tissus

conducteurs

Parenchyme médullaire (moelle)

CORTEX

CYLINDRE CENTRAL (= STÈLE)

(31)

Anatomie de la tige : Exemple la ficaire

CT tige ficaire, colorée au carmino-vert

La ficaire (Ranunculus ficaria)

(32)

Anatomie de la tige de ficaire

Parenchyme médullaire (moelle) Epiderme

Collenchyme

Parenchyme cortical chlorophyllien Faisceau cribro-vasculaire

(33)

L’épiderme

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Tissus primaire de revêtement,

généralement formé d’une seule couche de cellule (la plus externe de l’organe) et recouvert d’une cuticule plus ou moins épaisse. Il assure la protection de la plante (déshydratation, excès de lumière) et assure les échanges gazeux grâce au stomates. Il peux posséder

différentes cellules spécialisées comme des trichomes ou des poils absorbants dans la racine (on

l’appelle aussi rhizoderme dans ce cas)

Avec cuticule épaisse

CL

Vue de dessus

(34)

Le trichome

Trichome d’un feuille de Cannabis sativa formé de poils pluricellulaires glanduleux

Poils pluricellulaires simples et glanduleux

d’épiderme de tomate (Lycopersicon esculentum)

Poils unicellulaire étoilé d’ Arabidopsis thaliana

(35)

Aiguillons de rose : des poils transformés

(36)

Le collenchyme

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Tissus de soutien, primaire , vivant.

Les cellules sont en général petites, à paroi secondaire cellulosique épaisse. Le collenchyme est un tissus formant en général des massifs ou des anneaux, très

périphériques (sous-épidermique en général) et souvent responsables de la forme des organes (tiges en

particulier).

+ + + +

+ + +

+ + + +

+ + +

(37)

Collenchyme et forme des tiges

Lamium maculatum

(38)

Sclérenchyme au niveau d’un faisceau

Sclérenchyme (fibres) Phloème primaire

Xylème primaire

(39)

Le sclérenchyme

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Tissu primaire de soutien ou de

protection, mort. Cellules de taille variables mais souvent assez petites, à paroi secondaire en général très épaisse, lignifiée, à lumière souvent réduite. Le sclérenchyme forme des fibres allongées, ou des anneaux, plus rarement de petits amas de cellules isodiamétriques (sclérites).

En général dans le cortex.

(40)

Le lin une fibre textile

(41)

Le jute, autre fibre textile

Corchorus capsularis

(42)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(43)

Détail d’un faisceau

Sclérenchyme (fibres) Phloème primaire

Xylème primaire

(44)

Le xylème primaire

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le xylème primaire est un tissu

conducteur présent dans la stèle. Il forme souvent des massifs (toujours associés à des massifs de phloème primaire. Il se forme à partir du procambium et est constitué de différents types cellulaires, le plus souvent lignifiés, morts ou vivants.

Son rôle est le transport de la sève brute.

(45)

Le xylème primaire : types cellulaires

 Les cellules du procambium vont donner différents types cellulaires :

• des éléments conducteurs morts : trachéides et/ou vaisseaux.

• Des cellules de contact (incl. cellules associées aux vaisseaux)

• Du parenchyme ligneux vertical

Des fibres plus rarement.

(46)

Les trachéides et les vaisseaux

 Ces cellules conductrices de la sève brute possèdent une paroi secondaire en général

lignifiée plus ou moins développée sauf au niveau de zones amincies de la paroi primaire : les

ponctuations.

 Dans les trachéides les parois terminales

subsistent et le passage d’une cellule à l’autre se fait par des ponctuations. Les vaisseaux sont

constituées de cellules appelées éléments de

vaisseau aux parois terminales entièrement ou

presque entièrement perforées. Les vaisseaux

communiquent entre eux par des ponctuations.

(47)

Trachéide (a)/Vaisseaux(b)

R. p. 737

(48)

Diversité des éléments conducteurs

 Parmi les trachéides et les vaisseaux on

distingues différents types cellulaires en fonction du niveau de lignification et de la forme des

ponctuations :

• Les éléments annelés et spiralés sont typiques du protoxylème.

• Les trachéides scalariformes et aréolées diffèrent par la forme de leurs ponctuations, les premières se

retrouvent chez les ptéridophytes, les secondes chez les gymnospermes

• Les vaisseaux rayés, réticulés ou ponctués que l’on

rencontre chez les angiospermes et les gnétophytes

(gymnospermes particulières)

(49)

Trachéides à ponctuations scalariformes

Ponctuations

Pteris cretica Trachéides de Pteris cretica

(50)

Trachéides à ponctuation aréolées de Pin (Pinus sp.)

Torus

Marge

Paroi primaire

Paroi secondaire

Paroi primaire Partiellement

hydrolysée

(51)

Vaisseaux du xylème d’angiosperme

Ponctuations Perforation

(52)

Organisation du xylème primaire

PROCAMBIUM

Phloème primaire

Xylème primaire

Métaxylème

Protoxylème

Vaisseau annelé ou spiralé

Vaisseau réticulé

Parenchyme

ligneux

(53)

CL Xylème primaire de tige de Bryone

Vaisseau annelé Vaisseaux spiralés

Vaisseau réticulé

Px Mx

(54)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(55)

Le phloème primaire

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le phloème primaire est un tissu

conducteur de la stèle. Il forme des massifs associés à ceux du xylème primaire. Il se forme à partir du procambium. Il est de nature cellulosique et est constitué de divers types cellulaires. Son rôle et la conduction de la sève élaborée.

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

(56)

Types cellulaires du phloème primaire.

 Les cellules du procambium vont donner différents types cellulaires.

• Les tubes et cellules criblées, vivantes mais énuclées.

• Les cellules compagnes. (cellules de contact chez les gymnospermes et ptéridophytes car ne

dérivant pas de la même initiale). Associées étroitement aux cellules et tubes criblés.

• Du parenchyme vertical

• Des fibres parfois. (cf. lin, jute etc…)

(57)

Phloème primaire

(58)

Les tubes criblés

Elément de tube criblé

Crible

Cellule compagne Plasmodesmes

Noyau CL Phloème de vigne (Vitis vinifera)

(59)

Formation des faisceaux vasculaires

Procambium

Protophloème Protoxylème

Protoxylème Métaphloème Métaxylème Multiplication ElongationDifférentiation

Méristème apical

(60)

Schéma général d’un faisceau cribro-vasculaire

p : parenchyme sc : sclérenchyme

Vs : vaisseaux annelés vr : vaisseaux spiralés tr : vaisseaux réticulé c : procambium

cc : cellules compagnes tc : tubes criblés

(61)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(62)

Variations morpho-anatomiques de la tige

 La tige est soumise à des variations importantes tant du point de vue morphologique qu’anatomique.

 Ces variations sont d’ordre phylogénétiques

(opposition monocotylédones/dicotylédones)

ou conditionnées par l’environnement (Tiges

souterraines, rôle de réserve…).

(63)

Diversité phylogénétique

 Le cas le plus connu est celui qui oppose l’organisation anatomique des tiges des dicotylédones et des monocotylédones.

Le petit-houx (Ruscus aculeatus)

(64)

CT Tige de petit-houx (Ruscus aculeatus)

(65)

Parenchyme Médullaire

lignifié

Epiderme

Collenchyme Parenchyme cortical chlorophyllien

Faisceau cribro-vasculaire

(66)

Détail d’un faisceau cribro-vasculaire

Sclérenchyme (fibres)

Phloème primaire Xylème primaire

Parenchyme Médullaire

lignifié

Px

Mx

Plasmodesmes

(67)

Tableau récapitulatif

Organe : Tige Dicotylédones Monocotylédones

Caractéristiques Xylème et phloème primaire superposés.

Implications systématiques

- Faisceaux peu nombreux disposés en cercle dans la stèle.

- Faisceaux nombreux dispersés dans la stèle.

(68)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(69)

Diversité morphologique des tiges chez les plantes terrestres

 Les tiges peuvent être :

Herbacées (elles restent vertes en général)

Ligneuses chez les espèces arbustives ou arborescentes (toutes les gymnospermes, certaines angiospermes dicotylédones)

• Certaines monocotylédones sont arborescentes ou arbustives (Palmiers, Dracaena) mais ne

possèdent pas de vraie tige ligneuse (pas de

xylème secondaire) on parle de Stipe.

(70)

Variation morpho-fonctionnelle de la tige

(71)

Variations morphologiques de la tige

Type de variation

Aérienne

Vrilles Epines

Phylloclade Cladode

Souterraine

Rhizome

Corme (= bulbe solide)

Bulbe

Tubercule Sub-aérienne

Tige volubile Stolon

Rejets

(72)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(73)

Les tiges souterraines

Rhizome : Tige épaisse, charnue à croissance horizontale (verticale) portant des cataphylles, des bourgeons axillaires et terminaux, des racines adventives. (gingembre, sceau de Salomon, primevère)

Corme : Tige épaisse, charnue, plus ou moins sphérique, à croissance verticale, portant des cataphylles, des

bourgeons axillaires et terminaux, des racines adventives.

(cyclamen, glaïeul, crocus)

Bulbe : Tige réduite discoïde (plateau) à entre nœuds très courts portant des feuilles charnues et sèches. Le bourgeon terminal donne le feuillage et/ou l’inflorescence. Porte des racines adventives. (Oignon, ail)

Tubercule : Extrémités renflée et charnues de tiges

souterraines. ) portant des cataphylles, des bourgeons

axillaires et terminaux (« yeux ») (pomme de terre)

(74)

Tiges souterraines : rhizome

Entrenœud

Cataphylles

(écailles) Nœud

Racines adventives Cataphylles

(écailles) Nœud

Rhizome de gingembre (Zingiber officinalis)

(75)

CT dans un rhizome de Muguet (Convallaria majalis)

(76)

Epiderme

Parenchyme cortical Moelle

Xylème primaire Phloème primaire

Endoderme

(77)

L’endoderme

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Tissus primaire, formé d’une couche

de cellule et munie d’un

épaississement secondaire lignifié d’une forme particulière : le cadre de Caspari. Il correspond à la limite interne du cortex. Chez les

angiospermes il joue un rôle important dans le transfert de la sève brute entre le cortex et la stèle dans la racine ou les tiges

souterraines.

(78)

Bourgeons Terminaux

« œil = Bourgeon axillaire

Cataphylle

Un tubercule : La pomme de terre

(Solanum tuberosum)

(79)

Le bulbe d’oignon

Jeune pousse issue d’un bourgeon axillaire

Feuilles mortes, écailleuses assurant la protection

Feuilles charnues (réserves)

Racines adventives Tige à

entrenoeuds très courts

= plateau

Un bulbe : L’oignon

(80)

Le corme ou bulbe solide du crocus (Crocus sativus)

Fleur Feuille

Futur Corme Corme de l’année Corme de l’année Précédente

Racines adventives Racines

contractiles

Racines contractiles

(81)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(82)

Stolon

(83)

Tiges volubiles

Convolvulus arvensis Cuscuta epithymum

(84)

Epines de Citrus hystrix

Rameaux axillaires

Transformés en épines

(85)

Rameaux épineux d’Euphorbia echinus

(86)

Vrilles de Vigne (Vitis vinifera)

(87)

Phylloclades et cladodes

Phylloclade : tige en général renflée et

charnue, chlorophyllienne en général à feuilles réduites ou nulles, parfois transformées en

épines. Assure la photosynthèse, et le stockage de l’eau.

Cladode : Phylloclade à croissance limitée (en général un ou deux entrenœuds d’un rameau court axillaire) prenant en général l’aspect

d’une feuille. Assure la photosynthèse.

(88)

Phylloclade d’Opuntia littoralis

(89)

Entrenœud

Arthrocnemum glaucum Pterospartum tridentatum subsp. lasianthum

(90)

Cladodes

Ruscus aculeatus Phyllocladus sp.

(91)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(92)

Cas particulier d’une tige ligneuse.

 Dans les plantes ligneuses (gymnospermes et angiospermes dicotylédones) une croissance secondaire en épaisseur se met en place. Elle s’accompagne de la formation très importante de bois.

 Cette croissance est rendue possible par la présence de deux méristèmes secondaires :

Le cambium

Le phellogène ou assise subéro-phellodermique.

(93)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(94)

Mise en place d’une croissance secondaire : le cas du sureau

(Sambucus nigra)

(95)

Phloème secondaire Phloème primaire

Fibres

Xylème secondaire

(96)

Le xylème secondaire (= bois)

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le xylème secondaire ou bois est

un tissu conducteur. Il forme en général des cernes concentriques. Il se forme à partir du cambium et est constitué de différents types

cellulaires, le plus souvent lignifiés, morts ou vivants. Son rôle est le transport de la sève brute.

(97)

Les types cellulaires du xylème secondaire

 Le cambium contient deux types de cellules méristématiques :

• Les initiales fusiformes qui donnent des trachéides et/ou des vaisseaux, des cellules de contact, du

parenchyme vertical et des fibres

• Les initiales radiales, isodiamétriques qui donnent

le parenchyme horizontal des rayons ligneux. Ce

parenchyme assure le transport latéral de la sève

brute.

(98)

Le phloème secondaire

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le phloème secondaire est un tissu

conducteur chez les plantes ligneuses. Il forme un anneau continu associé à celui du xylème secondaire. Il se forme à partir du cambium. Il est de nature

cellulosique et est constitué de divers types cellulaires. Son rôle et la conduction de la sève élaborée.

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

(99)

Les types cellulaires du phloème secondaire

 Le cambium contient deux types de cellules méristématiques :

• Les initiales fusiformes qui donnent des tubes

criblés et des cellules compagnes, du parenchyme vertical et des fibres

• Les initiales radiales qui donnent le parenchyme

horizontal. Ce parenchyme assure le transport

latéral de la sève élaborée.

(100)

Xylème primaire Xylème secondaire

Phloème primaire Phloème secondaire

Moelle Rayons ligneux

Parenchymle horizontal)

(101)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(102)

Mise en place du Phellogène

Phellogène

(103)

Suber ou liège

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le suber ou liège est un tissu

secondaire mort de revêtement et de protection provenant du

fonctionnement du phellogène. Il est caractéristique des

spermaphytes ligneuses. Il est formé de cellules rectangulaires, alignées à paroi secondaire assez fine imprégnée de subérine.

(104)

Le phelloderme

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le phelloderme est un tissus

secondaire vivant de la tige des

gymnospermes et des angiospermes ligneuses. Il provient du

fonctionnement du phellogène . Il est limité en général à une seule couche de cellules à paroi

secondaire peu épaisse et

cellulosique. Il n’a pas de fonction particulière.

(105)
(106)

Xylème primaire Suber

Lenticelle

(107)

Les lenticelles

Prunus sp. Frangula dodonaei Betula sp.

(108)

Résumons nous…

1°) Mise en place du cambium 2°) Fonctionnement du cambium Mise en place du phellogène

(109)

3°) Fonctionnement du cambium et du phellogène

(110)

Une petite animation pour bien comprendre…

 ..\..\Enseignement\Cours L1\tige.swf

(111)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédones

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(112)

Evolution de la tige ligneuse au cours du temps

 Le fonctionnement des deux méristèmes secondaires est très disproportionné :

• Le cambium donne quasi exclusivement du xylème secondaire.

• Le phellogène ne donne quasiment que du suber.

 De plus, sous nos climats, le fonctionnement de ces méristèmes est saisonnier.

 Il en résulte la formation du rameau ligneux

tel qu’on l’observe dans la nature

(113)

Une cerne = une année de croissance

(114)

 Le bois de cœur ou duramen est entièrement mort, de plus les cellules sont imprégnées de

tanins. C’est la partie du bois économiquement la plus intéressante.

 L’aubier correspond en partie à du bois vivant

(épaisseur variable selon les espèces) il assure le transport de la sève brute et le stockage de

réserves parfois. Les rayons ligneux assurent le transfert horizontal de la sève.

 L’écorce ou rhytidome comprend le phloème secondaire, le phellogène et le liège protecteur qui desquame régulièrement.

Structure d’un rameau ligneux d’angiosperme

(115)

Bois de cœur (Duramen) Cernes

annuels de croissance

(116)

 Sous nos climats le cambium a une activité saisonnière.

• Elle débute à la fin de l’hiver/début du printemps lors du débourrage des feuilles. Les besoins en eaux et en nutriments sont forts, le bois produit est le bois de printemps reconnaissable à ses vaisseaux de fort diamètre.

• Durant le printemps et l’été la gestion de l’eau est plus sévère, il se forme alors le bois d’été plus dense aux vaisseaux de plus faible diamètre.

• Après la chute des feuilles la production de bois cesse totalement, le cambium est au repos.

Fonctionnement saisonnier du cambium

(117)

Cernes, bois de printemps et bois d’été.

Une cerne = une année de croissance

Bois de printemps

Vaisseaux de fort diamètre

= début de la cerne

Bois d’été

Vaisseaux de faible diamètre

(118)

Les différents plans d’observation d’une tige ligneuse

(119)

Organisation tridimensionnelle du bois secondaire d’une angiosperme ligneuse.

rlg : rayon ligneux

la : limite de croissance annuelle

v : vaisseau c : cambium

cc : cellules compagnes tc : tube criblé

rlb : rayons libériens

(120)

CT tronc Noisetier (Corylus avellana)

Parenchyme ligneux vertical Vaisseaux

Rayons ligneux Limite de la cerne

Cambium

(121)

C rad. Tronc noiseier (Corylus avellana)

Rayons ligneux

Ponctuation Vaisseau Perforation

Parenchyme ligneux vertical

(122)

C tang. Tronc noisetier (Corylus avellana)

Vaisseau

Parenchyme ligneux vertical

Rayons ligneux

(123)

Section de tronc de pin maritime (Pinus maritima)

(124)

Organisation tridimensionnelle d’un tronc d’une gymnosperme

bi : bois de printemps

la : limite annuelle de croissance bf : bois d’été

pa : ponctuation aréolées Tt : trachéides transverses rm : rayon médullaires

(125)

CT bois secondaire de Pin (Pinus sp.)

Bois de printemps Bois d’été

Canaux résinifères

Rayons médullaires)

(Trachéides transverses et parenchyme horizontal)

(126)

CT Tronc de Pin (Pinus radiata)

Rayons médullaires Trachéides

(127)

CLR

Rayons médullaires Trachéides

(128)

CLT

Rayons médullaires Trachéides

(129)

Résumé : évolution du xylème chez les trachéophytes

CAV : cellules associées au vaisseaux

(130)

Résumé : évolution du phloème chez les trachéophytes

(131)

I. La Tige

A. Définitions

B. Origine de la tige, le méristème apical

C. Anatomie de la tige

1°) Le cortex

2°) La stèle

a. Le xylème primaire

b. le phloème primaire

D. Variations morpho-anatomiques de la tige

1°) Variations phylogénétiques : la tige des monocotylédone

2°) Variations adaptatives fonctionnelles

a. les tiges souterraines

b. les tiges aériennes

3°) Cas particulier d’une tige ligneuse : croissance et méristèmes secondaires

a. Le cambium

b. Le phellogène

c. Evolution et organisation d’une tige ligneuse

d. diversité des tiges ligneuses, utilisations

PLAN

(132)

Le bois d’ébène

Bois de cœur (Duramen)

Dyospiros senegalensis Meuble XVIIème en ébène (Louvres)

CLT bois ébène limite duramen aubier Section de tronc d’ébène

(133)

Le chêne liège (Quercus suber)

Ecorce du chêne liège avec suber surdéveloppé

Récolte du liège dans le var Chêne liège après récolte

(134)

Une liane de la forêt guyanaise : Bahaunia sp.

(135)

 Le caudex : Il correspond à un renflement

important de la tige (plantes pachycaules) ou d’une partie de la tige et/ou parfois d’une

partie de la racine pour former un organe de réserve situé au dessus du sol.

Caudex

(136)

Adenium obesum

(137)

Adansonia grandidieri

(138)

Myrmecodia : caudex, domatie et myrmécophilie…

(139)

Base des feuilles

Méristème apical

Base des feuilles

MEP

Cas particulier le stipe des palmiers

(140)

II. La racine

A. Définition, généralités

B. Origine de la racine : le méristème racinaire

C. Anatomie de la racine

1°) Dicotylédones

2°) Monocotylédones

D. Ramification des racines

E. Bilan : comparaison racine/tige

F. Variations morpho-anatomiques des racines

1°) Les types de racines

2°) Croissance secondaire des racines

3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.

4°) Les racines aériennes

5°) Racines et symbiose.

PLAN

(141)

II. La racine

A. Définition, généralités

B. Origine de la racine : le méristème racinaire

C. Anatomie de la racine

1°) Dicotylédones

2°) Monocotylédones

D. Ramification des racines

E. Bilan : comparaison racine/tige

F. Variations morpho-anatomiques des racines

1°) Les types de racines

2°) Croissance secondaire des racines

3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.

4°) Les racines aériennes

5°) Racines et symbiose.

PLAN

(142)

La Racine : définition

Racine : (n.f. lat. radix = racine) Partie

inférieure des axes de la plante, dérivant de la radicule de l’embryon, en général souterraine, servant à l’encrage de la plante au substrat, à l’absorption de l’eau et des minéraux et à la conduction des sèves. Elle est en général

dépourvue de chlorophylle et de bourgeons.

(143)

Les rôles de la racine

Rôles premiers :

• Encrage de la plante dans le sol

• Nutrition hydrominérale

• Conduction des sèves

Rôles secondaires :

• Stockage

• Encrage, accrochage en milieu instable

• Photosynthèse

• Échanges gazeux

(144)

II. La racine

A. Définition, généralités

B. Origine de la racine : le méristème racinaire

C. Anatomie de la racine

1°) Dicotylédones

2°) Monocotylédones

D. Ramification des racines

E. Bilan : comparaison racine/tige

F. Variations morpho-anatomiques des racines

1°) Les types de racines

2°) Croissance secondaire des racines

3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.

4°) Les racines aériennes

5°) Racines et symbiose.

PLAN

(145)

Le méristème apical racinaire

Protoderme

Procambium Méristème fondamental

Méristème apical Zone quiescente Méristème de la coiffe

Coiffe

(146)

Le méristème racinaire

R. p. 739

(147)

Croissance de la racine

(148)

II. La racine

A. Définition, généralités

B. Origine de la racine : le méristème racinaire

C. Anatomie de la racine

1°) Dicotylédones

2°) Monocotylédones

D. Ramification des racines

E. Bilan : comparaison racine/tige

F. Variations morpho-anatomiques des racines

1°) Les types de racines

2°) Croissance secondaire des racines

3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.

4°) Les racines aériennes

5°) Racines et symbiose.

PLAN

(149)

Zone pilifère et poils absorbants

Zone pilifère sur une germination de radis

Rhizoderme Poils absorbants

(= rhizoïdes)

(150)

CT racine de ficaire (Ranunculus ficaria)

(151)

Le subéroïde

Parenchyme cortical

Subéroïde

(152)

L’assise subéreuse ou subéroïde

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Le subéroïde ou assise subéreuse

est un tissu primaire présent en particulier au niveau des racines âgées, lorsque celles-ci n’ont plus d’assise pilifère. Les cellules ont une paroi imprégnée de subérine mais ne sont pas alignées et dérivent de la transformation des cellules du parenchyme cortical. Il a un rôle protecteur.

(153)

La stèle

Endoderme

Péricycle

Moelle Phloème primaire Xylème primaire

Px Mx

(154)

Le péricycle

Photo Description/reconnaissance Schéma

conventionnel Tissus primaire, formé d’une couche

de cellules cellulosiques. C’est la couche la plus périphérique de la stèle. Il joue un rôle important lors de la ramification des racines, de la croissance secondaire de ces

dernières.

(155)

II. La racine

A. Définition, généralités

B. Origine de la racine : le méristème racinaire

C. Anatomie de la racine

1°) Dicotylédones

2°) Monocotylédones

D. Ramification des racines

E. Bilan : comparaison racine/tige

F. Variations morpho-anatomiques des racines

1°) Les types de racines

2°) Croissance secondaire des racines

3°) Les racines à rôle de réserve, la tubérisation.

4°) Les racines aériennes

5°) Racines et symbiose.

PLAN

(156)

CT racine d’iris (Iris sp.)

(157)

La stèle

Endoderme

Péricycle

Moelle Phloème primaire Xylème primaire

Px

Mx

Références

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