Chapitre 2 : Nutrition et organisation des plantes - Pavot

Chapitre 2 : Nutrition et organisation des plantes
I – Fonction de nutrition chez les plantes :
II2 – Activité 1
Nutrition, stockage et organisation des plantes
Problème
Comment fonctionnent et se nourrissent les plantes ?
Compétences
Relier les besoins des cellules d’une plante chlorophyllienne, les lieux
Co.3 de production ou de prélèvement de matière et de stockage et les
systèmes de transport au sein de la plante.
La.1 – La.6 – Dé.2 – Dé.3 – Dé.4 – Dé.5
Correction :
1 – On peut supposer plusieurs idées :
- qu'une plante a un système équivalent à la respiration, donc un organe où à lieu des échanges
gazeux.
- qu'une plante a un système équivalent à digestion qui permet d'absorber et de digérer les
aliments.
- qu'une plante a un système équivalent à la circulation sanguine à travers les racines et les
tiges.
- qu'une plante a un système équivalent à l'appareil excréteur pour rejeter les déchets produits
par la plante.
2 – Atelier 1 : On constate qu'une plante a besoin d'énergie comme un animal. Dans les cellules
végétales, il y a des réactions chimiques qui se produisent à partir de matière organique et du
dioxygène pour donner de l'énergie et des déchets. Cette énergie va permettre aux cellules de
fonctionner et à la plante de croître et de se développer. Cette matière organique à l'origine de
l'énergie de la plante, provient d'un stockage d'un sucre appelé l'amidon qu'on peut retrouver dans
certaines structure de réserves comme les tubercules de pomme de terre (voir photo au microscope).
Par exemple, lors de la mauvaise saison, les tubercules se forment dans la terre et l'amidon est stocké.
Ainsi au printemps, l'amidon va pouvoir être utilisé pour que la plante se remettre à croître et à se
développer.
Atelier 2 : On observe que les feuilles de pélargonium sont teintées différemment suivants qu'elles
aient eu de la lumière ou pas. Effectivement, les parties vertes de la plante se colorent avec l'eau iodée
en violet foncé, signe que l'amidon est fabriqué dans les feuilles seulement en présence de lumière. De
plus, on constate aussi qu'en présence de lumière, l'élodée (une autre plante verte) produit du CO 2 et
rejette de l'O2 mais qu'à l'obscurité, elle rejette du CO 2 et produit de l'O2. De plus, on découvre que sur
les feuilles, il existe des structures appelées stomates (voir photo au microscope) qui semblent jouer un
rôle dans les entrées et les sorties des gaz (O2 et CO2) dans la feuille. Enfin, on apprend que le CO2 qui
passe par les stomates est utilisé dans un processus, appelé photosynthèse, qui permet, présence de
lumière de produire de la matière organique (comme l'amidon) et cela dans les chloroplastes grâce à la
chlorophylle.
Remarque : D'après les données de l'atelier 1, lors de l'obscurité, les feuilles produisent de l'énergie à
partir de matière organique et de O2 et ne font de photosynthèse.
Atelier 3 : On remarque que les racines sont très importantes pour la survie de la plante. Lorsqu'une
racine n'est pas en contact avec l'eau (mais avec l'huile), la plante fane. Ainsi, on peut en déduire que
les racines permettent d'absorber l'eau ainsi que les sels minéraux contenues dedans. De plus, les
racines sont une surface d'échange comme les villosités intestinales chez l'intestin humain.
Effectivement, les racines grâce aux poils absorbants sont capable de se déployer dans le sol et fournir
un surface d'échange équivalent à 2 terrains de tennis. Ainsi la plante est capable d'absorber de grande
quantité d'eau et de sels minéraux grâce aux poils présents au niveau des racines (voir schéma).
Atelier 4 : On observe que la plante est constitué de 2 types de sèves : la sève élaborée (qui peut
nourrir les pucerons) et de la sève brute. On constate aussi que la sève brute est constituée de 10 %
d'eau en plus que la sève élaborée avec quelques sels minéraux. Alors que la sève élaborée, est
constituée d'un peu plus de sels minéraux mais surtout de matière organique. Et lorsqu'on regarde des
feuilles de céleri plongées dans un colorant bleu (bleu de méthylène), le colorant est passé par ce qui
ressemble à des vaisseaux conducteurs de sève. Et lorsqu'on regarde en détail, on constate qu'il existe
2 types de vaisseaux transportant de la sève élaborée (appelée phloème) et des vaisseaux transportant
de la sève brute (appelée xylème). On peut en déduire que les vaisseaux du xylème transportent les sels
minéraux et l'eau des racines aux organes aériens de la plantes. Alors que les vaisseaux du phloème
transportent les sels minéraux et surtout la matière organique à toutes les parties de la plante et
notamment les racines.
Remarque : Cette matière organique présente dans la sève élaborée provient des feuilles et
notamment de la photosynthèse (voir atelier 2).
3 – Voir en dernière page.
Bilan 1 : Les plantes possèdent une structure complexe qui leur permettent d'absorber dans son
milieu les nutriments et la matière minérale dont elles ont besoin et de rejeter ces déchets. Les
racines grâce aux poils absorbants sont capables d'absorber une grande quantité d'eau et de sels
minéraux du sol (on parle de surface d'échange). Ces sels minéraux et l'eau vont circuler dans des
tissus composées de cellules spécialisées et va former la sève brute (on parle de vaisseaux de
xylème).
La sève brute va jusqu'aux organes aériens comme les feuilles.
Les feuilles jouent un rôle important dans la photosynthèse : en présence de lumière et de dioxyde
de carbone (CO2), les feuilles (au niveau des chloroplastes) grâce à la chlorophylle, vont produire de
la matière organique (par exemple sous forme d'amidon) et du dioxygène (O2), un déchet. Ces gaz
sont échangés entre l'air et l'intérieur des feuilles grâce à des structures appelées stomates.
Une partie de la matière organique va être distribuer aux autres organes de la plantes et former de
la sève élaborée grâce à d'autres tissus et cellules spécialisées (on parle de vaisseaux de phloème).
Par exemple, une partie de la matière organique va être stockée dans des organes spécifiques,
appelés organes de réserves (exemple : les tubercules de pomme de terre dans le sol et sous forme
d'amidon).
II – Nutrition des plantes et micro-organismes :
II2 – Activité 2
Des exemples de micro-organismes dans la nutrition des plantes
Problème
Comment expliquer le rôle qu’ont les micro-organismes dans la nutrition des
végétaux ?
Compétences
Co.3
Notion de nutrition et d’interaction entre les micro-organismes et les
végétaux.
La.1 – La.6
Correction : On constate qu’avec la présence de Rhizobium dans une parcelle de lupin permet, sans
engrais, d’avoir un plus grand nombre de graines de lupins (1,6 kg par hectare). Avec de l’engrais, on
obtient 1,5 kg par hectare et 0,5 kg par hectare. On remarque donc que Rhizobium permet une
meilleure production de graine et cela sans engrais azoté.
On observe que Rhizobium forme des nodosités au niveau des racines de la plante. Donc on peut en
déduire qu’à ce niveau, il y a une symbiose qui permet à la plante de produire plus de matière
organique et donc plus de graines au final grâce aux prélèvement accrus d’azote dans le milieu.
Pour les mycorhizes, on a le même type de relation. On observe que des sapins mycorhizés produisent
plus de masse et donc plus de matière organique, que les sapins auxquels on a donné une bonne
quantité d’engrais (on a une différence de 300 mg). Comme pour les nodosités, les champignons
forment des filaments au niveau des racines des plantes et vont prélever plus de nutriments que
pourraient le faire les racines de la plante. On a donc une symbiose et chacun profite de l’autre pour
produire de la matière organique et se développer.
Donc on en conclut qu’utiliser des plantes mycorhizées ou avec des nodosités pourraient aider à limiter
les engrais.
Bilan 2 : Les micro-organismes (comme les bactéries ou les champignons) peuvent être importants
voir essentiels pour la nutrition des végétaux. Ainsi des coopérations comme des symbioses
peuvent se mettre en place entre un végétal et un micro-organisme. Cela va permettre de prélever
des molécules dans le milieu plus facilement ou plus efficacement.
Absorption de
nutriments
Micro-organisme
Schéma simplifié du fonctionnement et de la nutrition d'une plante