Reproduction des plantes à fleurs

De la fleur au fruit : pollinisation, double fécondation et formation de la graine chez les angiospermes.

1 L'idée

Les angiospermes (plantes à fleurs) sont les végétaux dont les ovules sont enfermés dans un ovaire. Leur reproduction sexuée repose sur trois étapes : la gamétogenèse (formation des gamètes dans la fleur), la pollinisation (transport du pollen vers le pistil) et la double fécondation, exclusive aux angiospermes, qui produit à la fois un embryon et un tissu nourricier, l'albumen.

2 Structure de la fleur, gamétogenèse et pollinisation

Une fleur hermaphrodite comprend quatre verticilles :

Sépales (calice) : protection du bouton floral.
Pétales (corolle) : attraction des pollinisateurs.
Étamines (androcée) : filet + anthère. Les anthères produisent les grains de pollen, gamétophytes mâles contenant deux gamètes haploïdes ($n$).
Pistil (gynécée) : stigmate + style + ovaire. L'ovaire contient les ovules, dans lesquels se différencie le sac embryonnaire : oosphère ($n$) et cellule centrale ($2n$, issue de la fusion de deux noyaux polaires haploïdes).

La pollinisation est le dépôt du pollen sur le stigmate. Elle est entomophile (insectes : fleurs colorées, odorantes, nectarifères) ou anémophile (vent : fleurs discrètes, pollen léger et abondant). La pollinisation croisée favorise la diversité génétique ; l'autopollinisation est limitée par la dichogamie ou l'auto-incompatibilité.

3 Niveaux de ploïdie

Gamète mâle / Oosphère

$n \text{ (haploïde)}$

Cellule centrale

$2n \text{ (diploïde, 2 noyaux polaires)}$

Zygote — Embryon

$n + n = 2n \text{ (diploïde)}$

Albumen

$n + 2n = 3n \text{ (triploïde)}$

4 La double fécondation

Chez le Lys — étapes

Le grain de pollen germe sur le stigmate et émet un tube pollinique qui progresse dans le style jusqu'à l'ovule.

Le tube pollinique libère deux gamètes mâles ($n$) dans le sac embryonnaire.

1re fécondation : gamète mâle 1 ($n$) + oosphère ($n$) $\rightarrow$ zygote ($2n$) $\rightarrow$ embryon.

2e fécondation : gamète mâle 2 ($n$) + cellule centrale ($2n$) $\rightarrow$ cellule-mère de l'albumen ($3n$) $\rightarrow$ albumen (tissu nourricier).

Bilan : ovule $\rightarrow$ graine (embryon + albumen + téguments) ; ovaire $\rightarrow$ fruit (péricarpe).

Méthode — Analyser un schéma de double fécondation

Repérer le grain de pollen sur le stigmate et le tube pollinique dans le style.
Identifier les deux gamètes mâles et leurs cibles : gamète 1 → oosphère ; gamète 2 → cellule centrale.
Calculer la ploïdie : $n + n = 2n$ (embryon) ; $n + 2n = 3n$ (albumen).
Conclure : ovule → graine ; ovaire → fruit.
Préciser le rôle de l'albumen : réserves énergétiques mobilisées lors de la germination.

Erreurs fréquentes

Confondre pollinisation (dépôt du pollen sur le stigmate) et fécondation (fusion des gamètes dans l'ovule).
Attribuer $2n$ à l'albumen : il est $3n$ car la cellule centrale est déjà diploïde ($2n$).
Confondre graine et fruit : l'ovule → graine ; l'ovaire → fruit.
Oublier qu'il y a deux fécondations distinctes (double fécondation) et non une seule.