Karamö, le prof virtuelLeçon 10 sur 13
Généralités sur les spermaphytes
Je sais définir les spermaphytes, les situer dans le règne végétal, distinguer gymnospermes et angiospermes, puis monocotylédones et dicotylédones, et décrire leur organisation et leur cycle.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 3 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Situer les spermaphytes dans la classification des végétaux
- Distinguer gymnospermes et angiospermes
- Distinguer monocotylédones et dicotylédones à partir de caractères observables
- Décrire l'organisation d'une plante à fleurs, d'une graine et le cycle de développement
Avant de commencer : Les chapitres sur la nutrition des végétaux (racine, tige, feuille, sèves) ; notions de classification des êtres vivants vues au collège.
1Je découvre
Pendant les vacances, Aïssatou accompagne sa tante au marché de Labé. Sur les étals, elle voit du fonio, du riz, du maïs, des arachides, des haricots, des oranges, des mangues, des tubercules d'igname et de patate douce. Sur le chemin du retour, elle traverse une plantation où sa tante lui montre de grands arbres aux feuilles en aiguilles, portant des « pommes » brunes et dures, sans aucune fleur colorée.
Le soir, elle réfléchit : « Toutes ces plantes du marché donnent des graines. Le riz, c'est une graine ; l'arachide aussi ; la mangue cache une grosse graine. Les arbres à aiguilles, eux, ont des graines entre les écailles de leurs "pommes". Mais les fougères du bord du ruisseau et la mousse sur les rochers n'en ont jamais. »
Son frère Lansana ajoute : « Et regarde : la feuille du maïs a des nervures toutes parallèles, celle de l'arachide a des nervures en réseau. Ce n'est sûrement pas un hasard. »
Que sont les plantes à graines, comment les classe-t-on, et comment sont-elles organisées ?
2Je comprends
1. Les spermaphytes dans le règne végétal
Le règne végétal est très varié. On distingue deux grands ensembles :
- les cryptogames, qui n'ont ni fleurs ni graines et se reproduisent par des spores : les algues, les mousses (bryophytes) et les fougères (ptéridophytes) ;
- les phanérogames ou spermaphytes, qui se reproduisent par des graines (du grec sperma, « graine », et phyton, « plante »). Ils portent des organes reproducteurs appelés fleurs (ou cônes).
Les spermaphytes sont aujourd'hui les plantes les plus nombreuses et les plus répandues sur les terres émergées. Presque toutes les plantes cultivées en Guinée en font partie.
- 1Règne végétal
- 2Cryptogames (sans graines, reproduction par spores) : algues, mousses, fougères
- 3Spermaphytes (plantes à graines) : gymnospermes et angiospermes
- 4Gymnospermes : ovules et graines nus (pin, cyprès, cycas)
- 5Angiospermes : ovules enfermés dans un ovaire, graines dans un fruit
- 6Angiospermes : monocotylédones (riz, maïs) et dicotylédones (arachide, manguier)
2. Gymnospermes et angiospermes
On divise les spermaphytes en deux groupes selon la position des ovules (les petits organes qui deviennent les graines après fécondation).
Les gymnospermes (du grec gymnos, « nu ») ont des ovules nus, posés à découvert sur des écailles groupées en cônes (les « pommes de pin »). Leurs graines ne sont donc pas enfermées dans un fruit. Ce sont presque toujours des arbres ou des arbustes, souvent à feuilles en aiguilles ou en écailles, toujours verts. Exemples : pins, cyprès, thuyas (arbres d'ornement et de reboisement), cycas (plante ornementale ressemblant à un petit palmier).
Les angiospermes (du grec angeion, « vase, récipient ») ont des ovules enfermés dans un ovaire. Après la fécondation, l'ovaire se transforme en fruit, qui contient et protège les graines. Ce sont les « plantes à fleurs » au sens courant : herbes, arbustes et arbres. Exemples : riz, manguier, oranger, arachide, néré, karité, fromager, bananier.
| Caractère | Gymnospermes | Angiospermes |
|---|---|---|
| Ovules | nus, sur des écailles | enfermés dans un ovaire |
| Organes reproducteurs | cônes (mâles et femelles) | fleurs vraies |
| Fruit | pas de vrai fruit | l'ovaire devient un fruit |
| Port | arbres, arbustes | herbes, arbustes, arbres |
| Exemples | pin, cyprès, cycas | riz, manguier, arachide |
3. Monocotylédones et dicotylédones
Les angiospermes se divisent en deux classes selon le nombre de cotylédons de l'embryon de la graine (les cotylédons sont les premières feuilles de l'embryon, souvent chargées de réserves).
- Monocotylédones : un seul cotylédon. Exemples : riz, maïs, fonio, mil, sorgho, canne à sucre, bananier, palmier à huile, cocotier, ananas, igname, oignon.
- Dicotylédones : deux cotylédons. Exemples : arachide, haricot, niébé, manioc, gombo, tomate, manguier, oranger, néré, karité, fromager, caféier.
Ouvre une graine d'arachide trempée : elle se sépare en deux moitiés : ce sont les deux cotylédons. Un grain de maïs, lui, ne se sépare pas en deux.
Ces deux classes se reconnaissent aussi par d'autres caractères, faciles à observer :
| Caractère | Monocotylédones | Dicotylédones |
|---|---|---|
| Nombre de cotylédons | 1 | 2 |
| Nervures des feuilles | parallèles | ramifiées, en réseau |
| Feuille | souvent allongée, engainante, sans pétiole | limbe + pétiole le plus souvent |
| Système racinaire | fasciculé (racines toutes semblables, en faisceau) | pivotant (une racine principale + racines secondaires) |
| Pièces florales | souvent par 3 ou multiples de 3 | souvent par 4 ou 5, ou multiples |
| Tige | pas de vrai bois secondaire (pas de cernes) | peut former du bois (arbres) |
- Maïs, riz, fonio, bananier, palmier
- Un cotylédon
- Nervures parallèles
- Racines fasciculées
- Fleurs à pièces par 3
- Arachide, haricot, manguier, néré
- Deux cotylédons
- Nervures en réseau
- Racine pivotante
- Fleurs à pièces par 4 ou 5
Exemple
Une plante a des feuilles à nervures en réseau, une racine principale bien développée et des fleurs à 5 pétales et 10 étamines. Classe-la.
Elle produit des fleurs : c'est une angiosperme (et donc une spermaphyte).
Nervures en réseau : caractère de dicotylédone.
Racine pivotante : caractère de dicotylédone.
Pièces florales par 5 (5 pétales, 10 = 2 × 5 étamines) : caractère de dicotylédone.
Conclusion : c'est une angiosperme dicotylédone (comme le haricot ou l'arachide).
Exemple
Un palmier à huile peut atteindre une grande hauteur. Pourtant, on le classe parmi les monocotylédones. Quels caractères permettent de le faire ?
Ses feuilles (palmes) ont des nervures parallèles ; ses racines sont fasciculées, toutes semblables, partant de la base du stipe ; ses fleurs ont des pièces par 3 ; son tronc (stipe) ne forme pas de bois secondaire à cernes.
La taille d'une plante ne suffit pas à la classer : il faut observer plusieurs caractères.
4. L'organisation d'une plante à fleurs
Une angiosperme comprend deux appareils :
L'appareil végétatif, qui assure la nutrition et la croissance (étudié dans les chapitres précédents) :
- la racine, qui fixe la plante et absorbe l'eau et les ions ;
- la tige, qui porte les feuilles et conduit les sèves ;
- les feuilles, siège de la photosynthèse, des échanges gazeux et de la transpiration.
L'appareil reproducteur : les fleurs, qui donnent les fruits et les graines. La fleur, que nous étudierons dans les leçons suivantes, contient les organes reproducteurs mâles (étamines) et femelles (pistil).
5. La graine
Une graine comprend :
- des téguments qui la protègent ;
- un embryon, qui est une plante en miniature : une radicule (future racine), une tigelle (future tige), une gemmule (futur bourgeon, qui donnera les premières feuilles) et un ou deux cotylédons ;
- des réserves nutritives (amidon, lipides, protéines), soit dans un tissu spécial, l'albumen (graine albuminée : maïs, riz, ricin), soit dans les cotylédons eux-mêmes (graine exalbuminée : haricot, arachide).
Les réserves nourrissent l'embryon pendant la germination, avant que la jeune plante ne devienne capable de faire sa propre photosynthèse.
6. Le cycle de développement d'un spermaphyte
La graine germe quand elle trouve de l'eau, de l'oxygène et une température favorable (en Guinée, au début de l'hivernage). La plantule grandit et devient une plante adulte. Celle-ci fleurit ; le pollen produit par les étamines est transporté jusqu'au pistil (pollinisation) ; une fécondation a lieu dans l'ovule. L'ovule devient graine, et l'ovaire devient fruit. Le fruit libère ou disperse les graines, et le cycle recommence.
Beaucoup de spermaphytes peuvent aussi se multiplier sans graines, par multiplication végétative : boutures de tige de manioc, rejets de bananier, morceaux de tubercule d'igname ou de patate douce. Les nouvelles plantes sont alors identiques à la plante mère. Mais seule la reproduction sexuée, par les fleurs et les graines, produit des individus nouveaux et variés.
Méthode
Pour classer une plante à graines :
- Je cherche où sont les ovules ou les graines : à nu sur des écailles de cônes (gymnosperme) ou enfermés dans un fruit (angiosperme).
- Pour une angiosperme, j'observe les nervures des feuilles : parallèles (monocotylédone) ou en réseau (dicotylédone).
- Je vérifie avec d'autres caractères : système racinaire, nombre de pièces florales, nombre de cotylédons de la graine.
- Je conclus en donnant l'embranchement et la classe, avec au moins deux caractères justificatifs.
3Je retiens
Je retiens
Spermaphytes (phanérogames) : plantes qui se reproduisent par des graines et portent des fleurs ou des cônes ; les cryptogames (algues, mousses, fougères) n'ont pas de graines.
Gymnospermes : ovules nus sur des écailles de cônes, pas de fruit (pin, cyprès, cycas).
Angiospermes : ovules enfermés dans un ovaire, qui devient le fruit (plantes à fleurs).
Monocotylédones : 1 cotylédon, nervures parallèles, racines fasciculées, pièces florales par 3 (riz, maïs, palmier).
Dicotylédones : 2 cotylédons, nervures en réseau, racine pivotante, pièces florales par 4 ou 5 (arachide, manguier).
Graine = téguments + embryon (radicule, tigelle, gemmule, cotylédons) + réserves (albumen ou cotylédons).
Cycle : graine → germination → plante adulte → fleur → pollinisation, fécondation → fruit et graines.
4Erreurs fréquentes
- Classer une plante d'après sa taille : le palmier à huile, très grand, est une monocotylédone ; le haricot, petit, est une dicotylédone.
- Confondre graine et fruit : le fruit provient de l'ovaire et contient les graines, qui proviennent des ovules (la mangue est un fruit, son noyau contient la graine).
- Croire que les gymnospermes ont des fruits : leurs « pommes » sont des cônes portant des graines nues entre les écailles.
- Penser que toutes les plantes se reproduisent par graines : les mousses et les fougères se reproduisent par spores.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis : spermaphyte, gymnosperme, angiosperme.
b) Cite les trois parties d'une graine et les quatre parties de l'embryon.
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a) Spermaphyte : plante qui se reproduit par des graines (phanérogame). Gymnosperme : spermaphyte dont les ovules, puis les graines, sont nus, portés sur des écailles de cônes. Angiosperme : spermaphyte dont les ovules sont enfermés dans un ovaire qui devient un fruit contenant les graines.
b) Graine : téguments, embryon, réserves (albumen ou cotylédons). Embryon : radicule, tigelle, gemmule, cotylédon(s).
2Exercice 2
Classe les plantes suivantes en monocotylédones et dicotylédones : riz, arachide, bananier, manguier, fonio, gombo, palmier à huile, néré, igname, tomate.
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Monocotylédones : riz, bananier, fonio, palmier à huile, igname. Dicotylédones : arachide, manguier, gombo, néré, tomate.
3Exercice 3
Recopie et complète le tableau pour comparer une feuille de maïs et une feuille de haricot : forme, nervures, pétiole, classe de la plante.
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| Caractère | Feuille de maïs | Feuille de haricot |
|---|---|---|
| Forme | longue et étroite, engainant la tige | limbe large (divisé en folioles) |
| Nervures | parallèles | ramifiées en réseau |
| Pétiole | absent (gaine) | présent |
| Classe | monocotylédone | dicotylédone |
4Exercice 4
Explique la différence entre une graine albuminée et une graine exalbuminée, en donnant un exemple de chaque cas cultivé en Guinée.
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Dans une graine albuminée, les réserves sont stockées dans un tissu spécial, l'albumen, distinct de l'embryon : exemple le grain de maïs ou de riz. Dans une graine exalbuminée, il n'y a pas (ou presque plus) d'albumen : les réserves sont stockées dans les cotylédons de l'embryon, qui sont épais : exemple la graine d'arachide ou de haricot.
5Exercice 5
(Type examen) Lors d'une sortie dans les environs de Dalaba, des élèves récoltent quatre échantillons :
- A : un rameau portant des aiguilles et un cône dont les écailles portent des graines nues ;
- B : une plante herbacée à racines fasciculées, feuilles longues à nervures parallèles, fleurs à 6 pièces colorées et 6 étamines ;
- C : une plante à racine pivotante, feuilles à nervures en réseau, fleurs à 5 sépales, 5 pétales ;
- D : une plante sans fleurs, aux grandes feuilles découpées portant sous leur face inférieure de petits amas bruns de spores.
a) Lequel de ces échantillons n'est pas un spermaphyte ? Justifie.
b) Classe les trois autres (embranchement et, si possible, classe), en justifiant par au moins deux caractères.
c) Si l'on fait germer une graine de l'échantillon C, combien de cotylédons observera-t-on ?
d) Parmi A, B et C, lesquels produisent de vrais fruits ? Explique.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) L'échantillon D : il n'a pas de fleurs et se reproduit par des spores (c'est une fougère, un cryptogame).
b) A : gymnosperme, car ses graines sont nues sur les écailles d'un cône et il n'a pas de fleurs vraies ni de fruits. B : angiosperme monocotylédone : fleurs vraies ; racines fasciculées, nervures parallèles, pièces florales par 3 (6 = 2 × 3). C : angiosperme dicotylédone : fleurs vraies ; racine pivotante, nervures en réseau, pièces florales par 5.
c) Deux cotylédons (dicotylédone).
d) B et C, qui sont des angiospermes : leurs ovules sont enfermés dans un ovaire qui, après la fécondation, devient un fruit. A (gymnosperme) n'a pas d'ovaire, donc pas de vrai fruit.
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6Je vérifie
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