Correction TP 7 : L`organisation de la plante et ses relations avec le

Correction TP 7 : L’organisation de la plante et ses relations avec le milieu
(TP multiposte : groupes de 4 élèves qui se répartissent sur les 4 postes – une fois chaque poste travaillé, un
bilan sera établi par poste puis restitué au groupe – Bilan global sous forme de schéma fonctionnel de la plante,
individuel ou par groupe, qui intègrera une comparaison des rapports poids/surfaces d’échange d’un animal et
d’une plante type)
Poste 1 : Relations plante/sol
Poste 2 : Relations plante/air
Poste 3 : tissus conducteurs
Poste 4 : mécanismes protecteurs
Chez un mammifère, les échanges de matière avec l’environnement se font principalement au niveau
des poumons (100 m2) et de la paroi intestinale (200 m2 : exemple d’un homme de 70 kg, 1m75).
Chez la plante, la vie fixée implique elle aussi des surfaces d’échanges et des adaptations.
Lesquelles ?
Rappel nutrition des plantes : la photosynthèse est réalisée dans les cellules chlorophylliennes à
partir du CO2 atmosphérique directement absorbé par les feuilles et de l’eau et des sels minéraux
apportés par la sève brute issue du sol via les racines. Elle conduit à la production de matière
organique redistribuée à tous les organes sous forme de sève élaborée.
Poste 1 : Relations plante/sol
Montrer comment l’organisation de l’appareil racinaire contribue à favoriser les échanges
plante-sol.
Au niveau des radicelles les plus fines, on observe une zone munie de poils, la zone pilifère.
1- Mesurer la masse de vos plantes. 8 grammes (benoite)
2- Afin de MEV le rôle des poils de la zone pilifère, exploiter l’expérience suivante (la
racine d’une plantule d’arabette est mise au contact d’un colorant rouge. a : 5
minutes après exposition, b : 30 minutes après exposition)
On voit que le rouge
neutre est d’abord
visible dans les poils
absorbants puis après
30 minutes, dans le
cylindre central de la
racine. La zone pilifère
a donc pour rôle
d’absorber la solution du sol.
3- Préparation et observation
microscopique d’un poil
absorbant : montrer que le poil
absorbant est issu d’une unique
cellule végétale (schéma
attendu)
4- Surface d’échange sol/plante :
A l’aide des données suivantes, estimer cette surface pour un plan de seigle. Les
résultats seront comparés à ceux de F. Hallé (extrait de son livre « Eloge de la
plante ») afin de les critiquer
Données (valeurs moyennes): poils absorbants = cellules de 0,7 mm de long et 13,5
m de diamètre.
Un plant de seigle (100 g) comporterait environ 1 milliards de ces poils.
Surface d’un cylindre = périmètre x hauteur soit pour 109 poils :
= pi x 13,5 x 10-6 x 7 x 10-4 m2
= 296,8 x 10-1 m2
= 29,7 m2
Résultat inférieur s d’un rapport 20 à celui de Hallé qui évoque la difficulté d’une telle
estimation.
Pour notre plante 10 fois moins massive que le plan de seigle, on peut estimer à 3 m 2 sa
surface d’échange avec le sol.
Poste 2 : Relations plante/air
Montrer comment l’organisation de l’appareil aérien favorise les échanges plante-air
1- Mesurer la masse de vos plantes. 8 grammes
2- Calcul de la surface foliaire
A l’aide du matériel disponible (caméra numérique, fiche méthodologique MESURIM)
mesurer la surface totale des feuilles de votre plante.
On compte environ 10 cm2 soit 10-3 m2
3- Estimation surface d’échange air/plante : en s’appuyant
sur l’extrait du livre de F. Hallé « Eloge de la plante », retrouver
le rapport qu’il estime entre la surface foliaire et la surface de
contact réelle air/plante.
Hallé estime que la surface réelle d’échange air/plante est 30
fois supérieure à la surface foliaire.
Justifier ce rapport en s’appuyant sur un schéma réalisé à partir de l’observation
microscopique d’une coupe de feuille (lame du commerce) (légendes : Nathan TS p
99) On voit que la feuille présente un tissus lacuneux, le parenchyme lacuneux ou
aérifère en relation avec l’atmosphère par des ouvertures, les stomates. C’est la
surface interne de ce tissus qui constitue la réelle surface d’échanges plante/air.
Parenchyme palissadique
Parenchyme lacuneux
Stomate
Cuticule
Estimez alors cette surface d’échange. 3.10-2 m2
Poste 3 : tissus conducteurs
Montrer comment l’organisation des tissus conducteurs (xylème et phloème) permet
l’approvisionnement des feuilles en sève brute et la redistribution de la sève élaborée par
celles-ci à toute la plante.
CT racine de polypode colorée au carmin aluné:
Xylème (vaisseaux
conducteurs de la sève
brute = parois lignifiées de
cellules mortes : coloration
bleue-verte)
+
Tubes criblés du phloème
(vaisseaux conducteurs de
la sève élaborée = cellules
vivantes à paroi purement
cellulosique : coloration
rose)
=faisceau conducteur
Vaisseaux des tiges :
Zoom d’un faisceau conducteur
Schéma d’interprétation :
1 : épiderme. 2 : phloème. 3 : xylème. 4 :
faisceau conducteur. 5 : écorce. 6 : moelle.
Tige de céleri branche trempée dans du bleu de méthylène :
… en coupe transversale (trempée dans du rouge neutre):
Vaisseaux du xylème
contenant le rouge
neutre
CT de tige de dicotylédone ligneuse (arbre : exemple du tilleul)
Les tissus conducteurs se différencient en tissus secondaires qui sont produits chaque année et
forment des cernes caractéristiques
CT de feuilles :
Les faisceaux conducteurs forment un système continu de transport des sèves des racines
jusqu’aux feuilles et inversement
Poste 4 : mécanismes protecteurs
Montrer comment les plantes se défendent contre les agressions du milieu
En s’appuyant sur le matériel disponible, sur les documents suivants et sur les
documents p 96-97, montrer différentes adaptations développées par les plantes
pour se protéger des agressions du milieu.
 Dissection bourgeon ou
bulbe : mise en évidence des
dispositifs de protection
(propolis, écailles, bourre …)
Observation de la
disposition des stomates (ouvertures contrôlant la communication entre air externe
et atmosphère interne des feuilles : comparaison face supérieure et inférieure de
l’épiderme de poireau)
Epiderme de la face inférieure d’une feuille de poireau
Ostiole
+
2 cellules de
garde
=
un stomate
Epiderme de la face supérieure d’une feuille de poireau
On observe moins de stomates
Observation de coupes de feuille d’oyat.
L’oyat est une des rares plantes à supporter la
sécheresse des dunes (photo ci-contre).
L’observation de coupes de ses feuilles révèle une
structure particulière qui change de forme selon
l’humidité :
Montrer comment la structure de la feuille d’oyat contribue à la résistance de la plante à la
sécheresse (observation, schéma, texte explicatif).
Epiderme interne
(présence de stomates
et de poils)
Epiderme externe
(dépourvu de
stomates)
L’absence de stomate sur l’épiderme externe oblige les échanges gazeux à passer par la
face interne qui en milieu sec est repliée sur elle-même. Ainsi, la perte d’eau est limitée.
Schéma fonctionnel montrant les adaptations de la plante à la vie fixée
source : banque de schémas, Académie de Dijon