Surfaces d'échanges chez la plante : Correction TP

TS th1A5 Plante fixée TP 21: LES SURFACES D'ECHANGES CHEZ LA PLANTE N. PIDANCIER
CORRECTION
PARTIE A : Interface plante/atmosphère
A1 Etude de la répartition des stomates
Un stomate est un ensemble de deux cellules de l'épiderme des feuilles ménageant un espace (=ostiole) entre elles par
lequel s'effectue les échanges gazeux entre la plante et l'atmosphère (respiration, transpiration, photosynthèse)
stomate vu de dessus au MEB http://pedagogie.ac-toulouse.fr/
Stomate en coupe transversale http://pedagogie.ac-toulouse.fr/
Réalisation d'empreintes des stomates sur la face supérieure et inférieure d'une feuille de Houx
photographie au microscope optique de l'empreinte d'une feuille de Houx (face inférieure)
(source http://cronodon.com/)
Face de la feuille Face supérieure Face inférieure
Densité de stomate (par surface
de feuille)
Nulle (aucun stomate) Très abondant

Répartition des stomates sur les deux faces d'une feuille de Houx
Les stomates sont absents de la face supérieure de la feuille de Houx et abondants sur la face inférieure de la feuille de
Houx. Or c'est la face supérieure qui est la plus exposée au soleil, la plus soumise à de fortes températures favorisant les
pertes en eau par transpiration.
On en déduit que la répartition des stomates sur la feuille de Houx permet de limiter les pertes en eau.
A2 Mesure de surface foliaire et comparaison avec des surfaces d'échanges chez l'Homme
Avec le logiciel Mesurim, estimation des surfaces des 8 feuilles scannées=36 cm2
masse des 8 feuilles de plantain = 2,8 g (c'était bien la bonne valeur, je m'excuse...)
Calculs en utilisant les valeurs du texte ressource
Mesure Espèce plantain violette
Masse (kg) 0,0028 0,01
Surface des parties chlorophylliennes (m2) 0,0036*2=
0,0072
0,03
Surface des parties chlorophylliennes /Masse (m2/kg) 0,0072/0,0028=
2,6
5,08
Estimation de la surface interne d'absorption des gaz (m2) 0,0072*30=
0,216
0,91
Estimation de la surface d'absorption des gaz/Masse (m2/kg) 0,216/0,0028=
77
152
Estimation de la surface racinaire (m2) 0,0072*130=
0,936
3,97
Estimation de la surface racinaire rapportée à la masse (m2/kg) 0,936/0,0028=
334
660
Le plantain étudié a une surface d'échange avec l'atmosphère (échanges gazeux) de l'ordre de 77m2/ kg contre
130/70=1,9 m2/kg chez l'Homme pour la surface respiratoire
Le plantain a une surface d'échange avec le sol de 334 m2/ kg (surface d'absorption de l'eau et des sels
minéraux) contre 200/70=2,9 m2/kg chez l'Homme
Pour comparaison 200m2 =un terrain de tennis
PARTIE B : Interface plante/sol
B1 :Observation d'une plantule de radis
La racine de la plantule présente un grand nombre de poils absorbants en arrière de la zone de croissance
schéma de la feuille à légender :

un poil absorbant est une cellule allongée
Absorption de l'eau et des ions par un poil absorbant et formation de la sève brute circulant dans les vaisseaux de xylèmr
B2 :Mesure de la longueur et du diamètre de poils absorbants avec le logiciel Mesurim
Longueur : plusieurs centaines de µm
diamètre : 10 à 15 µm
B3 Calcul de surface d'absorption racinaire pour le seigle
On considère qu'un poil absorbant est un cylindre dont la surface se calcule par la formule :
S = 3,14 x diamètre x longueur
Données pour un pied de seigle de 4 mois
Diamètre d'un poil 13,5µm=0,0135 mm
Longueur d'un poil 0,7 mm
surface d'un poil (mm2)2,9x10-2
nombre de poils 14 milliards
surface totale des poils (m2)415 m2
Soit plus de 2 terrains de tennis

BILAN :
Les surfaces d'échanges plante/atmosphère (échanges de gaz via les tomates et capture de la
lumière) sont de grandes dimensions. De même les surfaces d'échanges plante/sol (échange d'eau et
d'ions au niveau des poils absorbants) sont considérables.
Cela compense la faible disponibilité du CO2 dans l'atmosphère et de l'eau et sels minéraux dans le
sol.
Question 1 p. 105 (correspond au schéma fourni)
COUPE TRANSVERSALE DE FEUILLE
FACE SUPERIEURE
FACE INFERIEURE
•trajets de CO2 et H2Ogazeux
•trajet de la lumière
Question 2 p. 105
La cuticule présente sur la face supérieure est imperméable → elle limite les pertes d'eau par l'épiderme
Les stomates sont surtout localisés sur la face inférieure de la feuille → limitation des pertes en eau
Doc 3 p. 104 : Chez l'arbousier, l'ouverture des stomates est variable au cours de la journée en été. Les stomates se
referment aux heures les plus chaudes de la journée quand l'ensoleillement est maximal. Des pertes d'eau peuvent avoir
lieu au niveau des stomates qaund ils sont ouverts. Leur fermeture à la mi-journée limite les pertes en eau.
Les stomates sont fermés pendant la nuit (quand la photosynthèse est impossible).
Le % d'ouverture des stomates et la quantité de CO2 fixé dans la matière organique (par photosynthèse) sont deux
grandeurs corrélées. Les stomates permettent l'absorption de CO2 nécessaire à la photosynthèse. Ils permettent aussi les
échanges gazeux de la respiration (absorption de O2/rejet de CO2).
Analyse de l'expérience de Rosène : cette expérience montre que seule la partie de la racine recouverte de poils
absorbants permet l'absorption d'eau
Question 4 p. 105
Doc 5 p. 105 : Dans un milieu carencé en fer et phosphore, les poils absorbants de l'arabette sont plus longs et sont plus
nombreux qu'en milieu non carencé. Le nombre et la longueur des poils absorbants sont variables selon la composition
du sol
Doc 6 p. 105 : ce schéma montre qu'en cas de carence en azote, les racines secondaires de l'arabette se développent plus
qu'en milieu enrichi en azote.
La surface d'échange avec le sol est ainsi augmentée et pallie aux carences minérales de celui-ci.