Activité par les élèves – Expérience sur des stomates de feuille

SNC2D Fonctions et systèmes animaux et végétaux Activité par les élèves – Expérience sur des stomates de feuille Sujets Durée cellules végétales et animales, organites
préparation : 5 min
activité : 15 min
Attentes particulières SNC2D A1.3 Planifier une expérience (p. ex., concevoir ou adapter un protocole expérimental,
sélectionner le matériel et les instruments de mesure), élaborer une stratégie de recherche ou
adopter une stratégie de résolution de problèmes.
A1.5 Effectuer une expérience en laboratoire ou sur le terrain, exécuter une recherche ou
appliquer une stratégie de résolution de problèmes pour répondre à une question de nature
scientifique.
A1.10 Tirer une conclusion et la justifier.
B2.2 Vérifier la différenciation cellulaire en examinant différents types de cellules animales et
végétales au microscope et illustrer ses observations à l'aide de dessins biologiques. [ER, AI]
Introduction Dans cette courte activité, les élèves ont la possibilité de préparer une lame de microscope et de
s’exercer à utiliser un microscope. L’activité développe leur capacité de repérer et d’examiner un
échantillon au microscope, d’abord à basse intensité puis en augmentant le grossissement.
Les stomates sont des orifices de très petite taille présents dans l’épiderme des végétaux. Ils sont
constitués de deux cellules jumelles, appelées cellules de garde, disposées symétriquement de
part et d’autre d’une paroi mitoyenne qui s’ouvre en fente. Les stomates ont donc une forme
relativement distinctive et facile à reconnaître au microscope. Ils s’ouvrent (en réponse à la
lumière du soleil) pour permettre les échanges gazeux et se referment pour les empêcher. Les
échanges gazeux (en particulier la vapeur d’eau, l’oxygène et le dioxyde de carbone) sont
nécessaires pour qu’il y ait photosynthèse. La transpiration correspond à la perte d’eau par les
stomates ouverts des feuilles.
Matériel feuilles d’une plante (p. ex., Spathiphyllum, ou
lys de la paix)
bouteille de vernis à ongles transparent
ruban adhésif transparent (ou ruban
d’emballage transparent)
lames de microscope
ciseaux
microscope
Consignes de sécurité •
Le vernis à ongles doit être utilisé dans un endroit bien aéré.
Marche à suivre Formez des équipes de 2 ou 3 élèves (selon le nombre de microscopes disponibles). Les
instructions qui suivent sont les consignes de l’activité pour les élèves.
1.
Sur la surface inférieure de la feuille examinée, applique une couche épaisse de vernis à
ongles sur un carré de 1 cm2 (ou plus grand). Laisse le temps au vernis de sécher
complètement.
2.
Une fois que le vernis est sec, colle un morceau de ruban adhésif sur le carré que tu as
peint sur la feuille.
3.
Tire avec soin sur un coin du ruban et décolle doucement le vernis de la feuille. La couche
de cellules collées au vernis est ce que tu observeras au microscope.
4.
Colle le vernis avec sa couche de cellules sur une lame de microscope propre. À l’aide des
ciseaux, taille l’excédent de ruban.
5.
Prédire / Expliquer
Quels sont les divers types de cellules que tu vois? Comment trouveras-tu les stomates?
6.
Observer
Mets la lame sur la platine porte-objet. En utilisant la plus faible intensité, parcours la lame
jusqu’à ce que tu vois les stomates. Chaque stomate est bordé par deux cellules en forme
de saucisse, appelées cellules de garde, qui sont habituellement plus petites que les cellules
épidermiques. Contrairement aux autres cellules de l’épiderme, les cellules de garde
contiennent des chloroplastes.
7.
Dessine ce que tu observes au microscope, en identifiant le stomate, les cellules de garde,
les cellules épidermiques et les chloroplastes. Compte le nombre de stomates dans ton
champ de vision, puis estime le nombre de stomates que contient l’échantillon examiné.
8.
Expliquer
Comment as-tu distingué les différentes parties de l’échantillon? Comment peux-tu estimer
le nombre total de stomates dans l’échantillon examiné?
Nettoyage Si les feuilles ont été retirées de la plante, elles peuvent être jetées avec les déchets organiques (si
votre municipalité offre ce service). Utilisez les méthodes d’élimination conformes au protocole
du conseil scolaire et aux règles de votre municipalité.
Qu’est-­‐ce qui se produit? En séchant, le vernis à ongles colle à la couche externe de l’épiderme de la feuille. En retirant la
couche de vernis avec le ruban adhésif, on retire en même temps la couche de cellules de surface.
Ce sont les cellules qui seront placées sur la lame et observées au microscope.
Comment ça fonctionne? On retrouve habituellement les stomates sur l’épiderme des feuilles et d’autres parties aériennes
des végétaux. Ils ont pour principale fonction de permettre une migration rapide (entrée/sortie)
du dioxyde de carbone, de l’oxygène et de la vapeur d’eau. Ces gaz sont nécessaires aux
processus de photosynthèse et de respiration ou en sont les produits.
énergie lumineuse
6 CO2(g) + 6 H2O(l)
→
chlorophylle
C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
La taille, la forme et la densité des stomates dépendent des espèces végétales et des conditions
environnementales.
Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant 1.
2.
3.
Le vernis à ongles doit être parfaitement transparent pour que les cellules soient visibles au
microscope.
Le Spathiphyllum représente un bon choix de plante parce qu’il a des feuilles épaisses qui
seront peu endommagées par l’enlèvement d’une petite couche de cellules.
Si les feuilles utilisées ne sont pas retirées de la plante vivante, ne prélevez qu’un seul
échantillon par feuille individuelle.
Prochaines étapes Les élèves pourraient comparer les stomates (taille, nombre) de feuilles provenant de différentes
espèces végétales.
Ils pourraient aussi examiner les différents stades de la mitose au microscope, puisqu’ils auront
maintenant les habiletés nécessaires.
Ressources supplémentaires Site contenant des images et de plus amples informations sur les stomates :
http://www.eoearth.org/article/Stomata (en anglais seulement)