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Université Hassiba Benbouali-Chlef
Département des Sciences Agronomiques et Biotechnologie
Niveau : 2ème année SNV
Module : Botanique
Enseignant : Mme Medjahed.K
Généralités
a-Notion de classification :
La classification C’est l’identification des êtres vivants et
leur classification dans un ordre
rationnel.
Le système de classification
C’est un système hiérarchique, actuellement à huit (8)
catégories principales; ces mêmes
catégories peuvent être subdivisées en sous- catégories:
sous-embranchement, sous-
classe…………sous espèce.
L'espèce est l'unité de base de la hiérarchie du vivant
La nomenclature binomiale d’une plante (ou un animal) est
identifiée en biologie par deux
noms latins: Le nom du genre: écriture de l’initial en majuscule
.Le nom de l’espèce: écriture
de l’initial en minuscule. Ces noms sont écrits en italique ou
en soulignés,
Exemple: Pinus halepensis ou Pinus halepensis
Classification de Linné
• Base de la classification = Espèce
• Espèces → Genres
• Genres → Familles
• Familles → Ordres
• Ordres → Classes
• Classes → Embranchements
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• Embranchements → Règnes
b-Division du monde vivant :
Il existe 3 domaines de la vie: Archée, Eubactérie,
Eucaryotes.Grâce aux progrès de la
biochimie et la biologie moléculaire, Whittaker etMargulis 1978
ont proposés une
nouvelle classification qui subdivise le monde vivant en cinq
(5)règnes:
-Règne Animalia
Règne Plantae
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-Règne Protista
-Règne Procaryotae
-Règne Fungi
c-Principaux critères de classification du monde végétal
Critères cytologiques
D’après la structure du noyau de la cellule on a :
Les procaryotes : se sont les végétaux les plus primitifs dont
les cellules sont dépourvues de
noyau typique (appareil nucléaire composé de 1 à 2 chromosomes
qui baignent dans le
cytoplasme) .Exemple : les Cyanophytes (les algues bleues).
Les eucaryotes : se sont les végétaux qui possèdent un vrai
noyau avec une membrane
nucléaire, de chromatine et du nucléole. Exemple : les
Spermaphytes (les plantes à graine)
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Organisation de l’appareil végétatif
Les Thallophytes : (végétaux inférieurs) : la structure d’un
végétal est simple, elle n’a aucun
organe comparable aux racines, tiges ou feuilles des végétaux
supérieurs ; le corps végétal est
un thalle qui est uni ou pluricellulaire. Exemple : les
algues.
Thalle unicellulaire( Chlamydomonas)
Les Cormophytes :(les végétaux supérieurs) : l’appareil
végétatif est nommé un cormus. il est
composé d’une tige, des feuilles et des racines. Exemple : les
Spermaphytes
Critères anatomiques :
Les végétaux avasculaires : se sont les végétaux qui ne
possèdent pas d’éléments
conducteurs et l’absorption de l’eau et des sels minéraux
s’effectue par capillarité. Exemple :
les Bryophytes
Les végétaux vasculaires : se sont les végétaux qui possèdent
des vaisseaux conducteurs qui
transportent la sève. Exemple : les Ptéridophytes
Structure de l’appareil reproducteur :
Les Cryptogames : se sont les végétaux dont l’appareil
reproducteur est absent ou peu visible.
Exemple : les Bryophytes
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Les Phanérogames : se sont les végétaux qui possèdent un
appareil reproducteur visible.
Exemple : les Spermaphytes
Partie1 : Les Thallophytes :
Les plus simples et les plus primitifs des végétaux.
- Le thalle n’est pas différencié en tige, racine ou feuille.
C’est des Végétaux cryptogames
uni ou pluricellulaires, dépourvus des racines et d’appareil
conducteur de la sève, ils se
nourrissent par imbibition ou osmose.
Chap .1 : Les algues
Les Algues sont présentes dans le monde entier et se développent
dans toutes les étendues
d'eau ou dans tout milieu terrestre où le taux d'humidité reste
élevé. Elles vivent aussi en
symbiose avec d'autres organismes. Certaines espèces peuvent
même survivre sur la neige ou
la glace des régions polaires ou montagneuses, ou supporter les
températures élevées des
sources d'eau chaude.
Les Algues sont des thallophytes autotrophes photosynthétiques
d’organisation simple,
formant un groupe extrêmement hétérogène du point de vue de leur
origine évolutive.
1.1.Organisation de l’appareil végétatif
L’appareil végétatif des algues est nommé un thalle qui est
formé d’une ou de quelques
cellules. Il existe deux formes :
*Le thalle simple :
a- L’archéthalle : Thalle unicellulaire soit solitaire (une
seule cellule) soit en ceonobe
(colonie des cellules)
thalle unicellulaire
-
ceonobe
b-Le thalle filamenteux : c’est un thalle pluricellulaire
simple.
c- Le Protothalle ou Nématothalle : Thalle avec spécialisation
dont la zone de croissance.
C’est un thalle formé de deux parties : partie prostrée et
partie erectée
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d- le cladomothalle : Thalle avec 1 axe préférentiel de
croissance : le cladome primaire. Le
thalle à cladome est formé d’un axe engendré par 1 cellule
initiale apicale à croissance
indéfinie : c’est l’axe principal sur lequel se forment des
rameaux latéraux : les pleuridies
avec formation possible de cladome secondaire et tertiaire au
niveau des nœuds.
e- le thalle réduit en sporocyste : (cas particulier des
Cyanophytes) : dans ce cas, l’algue est
réduite en un sporocyste qui va donner soit un thalle arrondi et
unicellulaire (le coccoïde) soit
un thalle filamenteux pluricellulaire (le trichome). D’autre
part, les spores peuvent être
unicellulaires (coccospores) ou pluricelllaires(hormospores)
.
*Le thalle massif :
Il est formé d’un amas de plusieurs thalles généralement des
nématothalles et des thalles à
cladomes. On a deux types : le thalle parenchymateux ou le
thalle va subir plusieurs divisions
et forme un thalle massif et le thalle pseudo parenchymateux,
dans ce cas plusieurs thalles
viennent s’adhérer les uns aux autres pour former un thalle
massif.
On a plusieurs formes de thalle massif :
Le thalle foliacé
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Ulva lactuca
Le thalle en tube
Enteromorpha
Le thalle fucoïde
Laminaria
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1.2.Reproduction :
Les Algues peuvent se reproduire par voie asexuée (végétative)
et par voie sexuée.
a- Reproduction asexuée :
* par bipartition (divisions mitotiques) chez les espèces
unicellulaires.
* par fragmentation du thalle (thalle à 2n se divise en
fragments et chaque fragment va
régénérer un thalle complet) :
- soit une cellule s’enkyste (akinète ou acinète) et se détache
du thalle parental pour donner un
nouveau thalle
-soit une grande cellule (hétérocyste) se détache du thalle
parental et donne un nouveau thalle
-Soit un amas de cellules (ceonobe) se détache du thalle
parental et donne un nouveau thalle
* par des spores (2n) qui se trouvent au niveau des sporocystes
qui germent pour donner des
individus identiques aux premiers
b-Reproduction sexuée :
Selon la taille, la structure et la mobilité des gamètes, on
peut distinguer plusieurs types de
gamie :
- Isogamie : les 2 gamètes sont mobiles grâce aux flagelles et
sont identiques
morphologiquement.
- Anisogamie : les 2 gamètes sont de tailles inégales, mais
mobiles. Les gamètes mâles sont
petits et les gamètes femelles sont volumineux. Ils sont donc
morphologiquement différents.
- Oogamie : les gamètes mâles sont petits et mobiles et les
gamètes femelles sont volumineux
et immobiles.
Planogamie (au moins un des gamètes qui est mobile) : isogamie –
anisogamie – oogamie.
Aplanogamie : Lorsque les 2 gamètes sont immobiles et que leur
rencontre se fait
passivement (grâce à des courants d’eau).
La planogamie et l’aplanogamie sont des formes bien adaptées au
milieu aqueux.
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1.3.Cycle de vie
Le cycle de vie ou cycle de développement est la période de
temps pendant laquelle se
déroule la vie complète d’un organisme par reproduction. Les
cycles de vie des algues sont
caractérisés par une double alternance ; une alternance de
phases et une alternance de
générations. Les phases et les générations ne sont pas
liées.
Il existe deux types de phases : haploïde (haplophase) et
diploïde (diplophase)
-Un cycle qui comporte une haplophase et une diplophase est
appelé : haplodiplophasique
-un cycle dont la diplophase n’existe pas est appelé :
haplophasique
-un cycle dont l’haplophase n’existe pas est nommé :
diplophasique
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Concernant les générations on a deux types : gamétophyte
(génération qui donne des gamètes)
et sporophyte ( génération qui donne des spores) :
-un cycle qui possède une génération est nommé :
monogénétique
-un cycle qui possède deux générations est nommé :
digénétique
-un cycle qui comporte trois générations est nommé :
trigénétique (cas particulier des algues
rouges)
.
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1.4.Les Cyanophytes ( les algues procaryotes)
Les Algues bleues nommées, suivant les auteurs, Cyanophycées,
Schizophycées, Myxophycées ou Cyanobactéries forment avec les
Bactéries l'embranchement des Schizophytes. Trois caractères
donnent à cet embranchement son originalité : les cellules ne
présentent ni noyau véritable, ni plaste, il n'y a pas de
reproduction sexuée.
Les Cyanobactéries se distinguent des Bactéries par la présence
de chlorophylle A et de pigments accessoires hydrosolubles, les
phycobilines rouge (phycoérythrine) et bleue (phycocyanine). Elles
possèdent aussi des caroténoïdes : β-carotène, échinénone,
zéaxanthine, myxoxanthophylle, etc.
La présence simultanée de ces différents pigments – en
proportion variable – leur confère toutes les gammes possibles du
vert, du bleu, du rouge et du violet, le bleu « canard » restant
toutefois la couleur la plus fréquente. Certaines espèces
présentent une adaptation chromatique à la vie en eau profonde
grâce à des variations du rapport phycoérythrine :
phycocyanine.
Les Cyanobactéries accumulent des corps gras et des
polyglucosides voisins du glycogène.
1.4.1. Morphologie des Cyanophytes
- unicellulaires solitaires (coccoide)
- unicellulaire coloniales informe
-filamenteux, le filament est appelé trichome qui peut être
simple, ramifié ou présentant des fausses ramifications.
Autres structures présentes chez les Cyanophytes : Les
Hétérocystes ce sont des cellules
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Spécialisées dans la fixation de l’azote
1.4.2. Cytologie
a-Paroi : membrane cellulaire complexe, composée d’une couche de
peptidoglycane ou muréine (paroi des bactéries à Gram négatif) qui
tapisse le cytoplasme et d’une épaisse couche externe mucilagineuse
faite d’acides pectiques et de polysaccharides.
b-Cytoplasme : nommé protoplasme et qui présente deux parties
distinctes :
- Une partie centrale ou centroplasme = appareil
chromatique.
- Une zone périphérique de la cellule = chromoplasme avec des
thyllacoïdes isolés, contenant
des pigments.
-Substances de réserves : Cyanophycine analogue à l’amidon, la
volutine, des globules lipidiques et lipoprotéiques.
-Equipement enzymatique spécial : il y’a présence de l’enzyme
Nitrogénase capable
d’utiliser l’azote atmosphérique pour le transformer en azote
organique.
c-Mobilité : Les Cyanophytes n’ont pas d’appareil locomoteur
mais certains possèdent la capacité de mouvement par reptation.
d-Autres caractéristiques structurales :
Une gaine gélatineuse enrobe de nombreuses cellules
individuelles, des colonies et des
filaments. Sa couleur dépend des conditions prédominantes du
milieu environnant (par
exemple, en milieu fortement acide la gaine est rouge , et en
milieu alcalin elle est bleue)
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1.4.3.Caractéristiques écologiques des Cyanobactéries :
- Les Cyanophytes sont très résistantes aux conditions extrêmes
de toxicité (sols
hypersalés et sulfureux) de température et ‘humidité (capacité
de reviviscence remarquable)
- Capable de se développer sur des milieux variés (sous forme
planctonique (libres) ou benthique (fixés) :
les roches humides, eau salée, douce, chaude, froide et même
thermale ( 90° c)
- Elles se développent particulièrement bien dans certains
milieux pollués par des activités
humaines (forme planctonique)
- Les Cyanobactéries peuvent être soit à l’état libre soit en
symbiose. Les formes dulçaquicoles et subaériennes sont les plus
importantes.
Cyanophytes libres
a- Espèces aquatiques ou hydrophytes : soit fixées (Spirulina,
Microcoleus ) ou
planctoniques (Aphanizomenon, Anabaena, Microcystis..)
b- Espèces aérophytes des terres humides et des rochers :
Pionniers des sols nus qu’elles
enrichissent en azote atmosphérique. Certaines sont très
tolérantes aux alternatives de
séchresse et humidité (Nostoc, Rivularia..)
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Cyanophytes symbiotiques :
Les Cyanophytes hétérocycstées peuvent réaliser des symbioses
avec de nombreux
organismes et notamment des fougères et les champignons ainsi
que certains végétaux supérieurs
1.4.5.Reproduction
a-Scissiparité : la division se fait par apparition d’une
membrane annulaire qui se développe
vers le centre, en provoquant une constriction puis une coupure
du réseau chromatique.
b- Fragmentation du thalle : Chez les espèces à trichomes.
c- Structures spécialisés : Coccospores ou des hormospores. Ces
structures sont importantes
sur le plan taxonomique.
1.4.6. Systématique des Cyanophytes
Embranchement : Cyanophytes (Cyanoschizophytes)
Dans cet embranchement il existe une seule classe : la classe
Cyanophycées qui est divisée en deux sous-classes :
Sous-classe 01 : Coccogonophycidae
Sous-classe 02 :Hormogonophycidae
Sous classe des Coccogonophycidae :
Elle regroupe tous les Cyanophytes ayant une forme solitaire,
coloniale ou parfois filamenteuse mais sans hormogonie :
Ordres :
1- Les Chroococcales : Cyanophycées unicellulaires ou groupées
en colonies de formes
variées (cubique, sphérique, tabulaire..) ou en archéthalles
(paquets de cellules sans
différenciation) .Ex : Microcystis aeruginosa, Chroococcus
minutus.
2- Les Pleurocapsales sont des Cyanophycées fixées sur les
rochers et formant des
prothalles à filaments rampants portant des filaments dressés
ramifiés. Ex : Genre :
Pleurocapsa.
3- Les Chamaesiphonales : comprennent des formes filamenteuses
simples et des formes unicellulaires présentant le plus souvent une
base fixée. Ex , Genre : Chamaesiphona.
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Sous classe des Hormogonophycidae :
Ce sont des Cyanophytes ayant généralement des formes
filamenteuses ; sont des trichomes
simples, ramifiés ou possédant des fausses ramifications. La
multiplication se fait par hormogonie. Dans cette classe, on
rencontre des espèces à hétérocystes
Ordres :
1- Les Stigonématales : des prothalles, comprenant un ensemble
de filaments
rampants et le plus souvent des filaments dressés croissant par
division végétative.
2-. Les Nostocales : Cyanophycées filamenteuses avec ou sans
hétérocystes.Cet ordre est représenté par quatre familles :
Nostocaceae, Oscillatoriaceae, Rivulariaceae et Scytonemaceae.
1.5..Les algues eucaryotes
La classification s’appuie principalement sur la nature des
pigments des algues. On distingue
les algues vertes, les algues brunes et les algues rouge.
Emb des Chlorophytes : chloroplastes
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Emb des Rhodophytes : rhodoplastes.
Emb des Chromophytes : pheoplastes , chromoplastes
1.5.1.Les Rhodophytes
a- Caractéristiques morphologiques :
Les algues rouges peuvent se présenter sous différents types
–unicellulaire- filamenteux
simples ou ramifiés. Thalle massif (en forme foliacée) – Cladome
uni ou pluri axial.
b-Caractéristiques cytologiques :
La paroi est de nature pectocellulosique en plus de la
cellulose, elle contient d’autres
polysaccharides notamment le xylomannane et le galactane.
Dans les parois de certaines algues rouges ont trouve des dépôts
de carbonate de calcium
qui joue un rôle important dans la construction des dépôts
coralliens.
Les rhodoplastes : contiennent des chlorophylles a et d, des
carotènes, des
xanthophylles et des phycobiliprotéines (Phycoérythrine et
Phycocyanine )
La sustance de réserve est l’amidon floridéen ou l’amylon.
c-Classification
Les Rhodophytes comprennent une seule classe, les Rhodophyceae
(la majorité des algues
marines macroscopiques) qui est divisée en deus sous-classes
:
1. Les Bangiophycidae :
- Un thalle unicellulaire ou filamenteux.
- Chloroplastes pariétaux en forme étoilée.
- Croissance linéaire de type intercalaire.
Cette classe contient deux ordres : Porphyridiales et
Bangiales.
2- Les Florideophycidae :
- Thalle de type : cladome uniaxial ou pluriaxial.
- Chloroplastes de type pariétaux.
- Présence de reproduction sexuée
-
- cycle de vie trigénétique.
Ordres :Nemaliales, Gelidiales, Corallinales et Gigartinales
Parmi les genres les plus importants : Asparagopsis, Gelidium,
Gellidela, Coralina, Chondrus et Gigartina.
1.5.2.Les Chromophytes :
Caractérises par des chromatophores bruns, jaunes ou
vert-jaunâtres renfermant des
chlorophylles a et c, du carotène et des xanthophylles.
Ils ne produisent jamais d’amidon, les matières de réserve
consistent en laminarine et en mannitol. Ce groupe se divise en
trois classes :
1-Les Chrysophycées :
Plastes jaune ou brunes
Sont des organismes unicellulaire ou coloniaux rarement
filamenteux
Se divisent par scissiparité
De nombreuses espèces sont capables de former des spores de
résistances capable de
former des coques siliceuses.
2-Les Phéophycées :
Filamenteuses ou thalloides.
Elles sont surtout marines.
Elles possèdent des plastes bruns contenant des pigments
(fucoxanthine et
diatoxanthine)
3- Les Diatomées ou Diatomophycées (ou Bacillariophyceae)
Particulièrement importantes dans les océans, elles contribuent
à 45% de la production primaire océanique totale.
Unicellulaire ou coloniales.
Parois cellulaires imprégnées de silice formant une logette (une
thèque) bivalve appelée
frustule (pennée ou centrique)
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1.5.3.Les Chlorophytes :
Un groupe très vaste et très hétérogène ; vit dans des habitats
diversifiés à l’état libre ou
en symbiose . Très peu d’espèces forment des fleurs d’eau :
parmi les genres représentatifs :
Spirogyra, Ulva, Entromorpha et Cladophora.
Les Chlorophytes possèdent des plastes à deux membranes
renfermant des thylacoïdes à
double paroi porteurs de pigments : des chlorophylles a et b
caroténoïdes (carotènes et
xanthylles).
La paroi cellulaire est riche en cellulose (polymère du
glucose).
Les réserves : amidon intraplastidial.
Les cellules sexuelles sont flagellées.
Les formes nageuses possèdent en général 2à 4 flagelles de même
taille
les Chloropytes groupent environ 600 genres et plus de 8000
espèces dont les 80% vivent
dans les eaux douces.les Chlorophytes sont divisés en trois
classes :
1- Les Chlorophyceae :
Ordres
:Volvocales,Chlorococcales,Zygnemetales,Oedogoniales,Chaeotophorales,
Cladophorales, Caulerpales et Ulvales ;
2 –Les Charophyceae
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Les Charophycées sont représentés par l’ordre des Charales, qui
possède un haut niveau d’organisation du thalle ; c’est un cladome
uni ou pluri axial avec la présence des nœuds et des
entre-nœuds
Genres representatifs : Chara et Nitella .
3.-Les Euglenophyceae
Des algues filamenteuses ou unicellulaires dépourvues de
cellules flagellées.se sont des espèces
plastidiées(autotrophes),non plastidiées (hétérotrophes) et
phagotrophes(peuvent ingérer des proies grâce à la présence du
péristome)
La reproduction asexuée est assurée par la bipartition
végétative et la reproduction sexuée semble tout à fait
occasionnelle :
-Euglenena : regroupe des espèces plastidiennes ou non
Genre : Euglena (euglène)
-Peranemina : regroupe des espèces à affinité animale avec la
présence d’un organe pharyngien (péristome)
1.4.2. Cytologiea-Scissiparité : la division se fait par
apparition d’une membrane annulaire qui se développe vers le
centre, en provoquant une constriction puis une coupure du réseau
chromatique.b- Fragmentation du thalle : Chez les espèces à
trichomes.c- Structures spécialisés : Coccospores ou des
hormospores. Ces structures sont importantes sur le plan
taxonomique.