Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure

Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure-fonction dans la vie fixée de la plante S.Dalaine
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ATELIER 1 : les racines de la plante
Compétences et attitudes
activité
Critères de réussite
COMMUNIQUER,
RAISONNER : Formuler
une hypothèse
L’objectif de cet atelier est de comprendre les adaptations morpho
anatomiques des racines en lien avec leur fonction : absorber la solution du
sol (eau et sels minéraux) et favoriser l’ancrage de la plante.
Formuler des hypothèses sur les particularités structurales des racines en lien
avec leur fonction.
Phrase affirmative et
cohérente, relation
structure fonction
envisagée
Elaborer un protocole
expérimental
Pour comprendre le rôle des racines, vous disposez du matériel suivant :
Oignon rouge avec racines développées ou graines germées
Loupe binoculaire, microscope optique.
Pinces fines, ciseaux, lame de rasoir ou scalpel
2 Verres de montre
Lames et lamelles
Colorant bleu de méthylène
Chronomètre
Eau distillée
A l’aide du matériel fourni, élaborer un protocole expérimental pour mettre en évidence le rôle
d’absorption des racines. Le colorant sert de traceur !
 On estime à 5 min le temps pour que le colorant entre dans les poils absorbants de la racine.
On estime à 30 min le temps nécessaire pour que le colorant passe des poils absorbants vers les
vaisseaux conducteurs.
Un seul paramètre
varie d’une expérience
à l’autre
Un témoin est
envisagé
La durée de
l’expérience est prise
en compte
Gérer son plan de travail
Utiliser le MO
Réaliser une préparation
microscopique
Réaliser une préparation microscopique entre lame et lamelle (avec immersion dans une goutte
d’eau distillée) d’une racine à 5 min dans le colorant et d’une racine 30 min dans le colorant.
Mettre au point au faible grossissement.
Appeler le professeur pour vérification.
Préparation soignée
Mise au point correct
et au bon
grossissement
Etablir un lien structure-
fonction
Conclure sur l’adaptation morpho anatomique de la racine en lien avec la vie fixée de la plante.
Mise en relation entre
rôle des racines et
structure
ATELIER 2 : la tige de la plante
Compétences et attitudes
activité
Critères de réussite
Les racines assurent l’absorption de l’eau nécessaire à la photosynthèse. La photosynthèse est
réalisée au niveau des feuilles, qui à partir de l’eau absorbée par les racines, du CO2 de l’air
absorbé par les feuilles, et de l’énergie lumineuse captée par les chloroplastes foliaires, produisent
de la matière organique qui sera en partie transportée vers les racines non photosynthétiques. On
cherche à comprendre quelles particularités structurales présente la tige, organe de liaison entre
les racines et les feuilles.
Gérer son plan de travail
Utiliser le MO
Réaliser une préparation
microscopique
Décrire une observation
Réaliser une coupe transversale de la tige d’un céleri branche, préalablement plongée 24h dans
une solution de bleu de méthylène. Cf PROTOCOLE 1.
Monter entre lame et lamelle (= goutte d’eau distillée) puis observer au MO.
Justifier l’intérêt de cette 1ère expérience et décrire les résultats observés.
Coupe fine
Préparation soignée
Mise au point correcte
Bleu de méthylène
repéré sur la
préparation
Réaliser une préparation
microscopique
Raisonner : mettre en
relation des documents
Communiquer par un
schéma
Le texte précédemment souligné suppose deux sens de transport : une sève riche en eau de la
racine vers les feuilles, une sève riche en sucre des feuilles vers la racine.
Réaliser la coloration spécifique du PROTOCOLE 2 et l’observer au MO.
Réaliser un schéma légendé et fonctionnel de la coupe transversale effectuée (en cas d’échec
utiliser les clichés b et d p.114 de tige de Sureau).
Deux vaisseaux/tubes
repérés, relation avec
la sève conduite
identifiée
Etablir un lien structure-
fonction
Conclure sur les particularités tissulaires de la tige adaptées à sa fonction de liaison entre la
racine et les feuilles.
Continuité de
structure entre racine
et feuille
Document 1 : deux types de sèves
Composants sève brute sève élaborée
D’après TS, SVT, Belin ed.2012 p.106

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ATELIER 3 : l’appareil foliaire de la plante
Réalisé à partir du schéma p 65 : Pour la science (dossier hors-série 2000) De la graine à la plante
Compétences et attitudes
activité
Critères de réussite
L’objectif de cet atelier est de comparer les surfaces d’échanges entre une
plante et un animal afin d’identifier les adaptations des végétaux à la vie
fixée.
Saisir des informations
Communiquer sous forme
d’un tableau comparatif
Proposer un tableau de comparaison plante vs animal à l’aide des documents
1 et 2 :
o les échanges : molécules échangées, type de métabolisme (respiration et/ou
photosynthèse), sens des échanges (entrée vs sortie)
o les surfaces d’échanges : organe (particularités cellulaires), grandeur
Seules les informations
utiles ont été
recensées
Tableau complet
organisé
Comparaison
apparente
Suivre un protocole
Etablir un lien structure-
fonction à partir d’une
observation
Réaliser le PROTOCOLE3 d’observation des stomates et en déduire une
relation structure fonction entre cette association particulière de deux cellules
stomatiques et le rôle des feuilles.
Préparation soignée
Lien structure fonction
établi
COMMUNIQUER
Compléter un schéma
fonctionnel
Compléter le schéma fonctionnel des surfaces d’échanges d’une plante.
Conclure en vous aidant du doc 3 sur l’adaptation de la plante en lien avec sa
vie fixée.
formes d’énergie et
molécules échangées,
sens des échanges et
lieux des échanges
TITRE :
Méristème* : ensemble de cellules qui par divisions assure la croissance de la plante.

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Document 1: estimation des surfaces d’échanges de quelques plantes
Document 2 : Les surfaces d’échanges chez un homme d’une masse de 70 kg d’une taille de 1.80m et d’un volume de 0.32
m3(Données Wikipédia)
Document 3 : Similarités anatomiques et différences entre la plante et l’animal
La plante, une vaste surface fixe (p 42 à 44) plante de F HALLE
Chacun sait que l’énergie qu’elle utilise provient directement du Soleil. C’est une énergie véhiculée par des photons, une
énergie rayonnante et de haute qualité ; mais son flux est faible seulement 1kilowatt par mètre carré en moyenne, sur la
moitié éclairée de la Terre.
Une conséquence de la faiblesse relative de ce flux est que la plante, comme tout capteur solaire, doit privilégier ses
dimensions linéaires et sa surface au détriment de son volume, une autre conséquence est que le capteur, doit fonctionner
aussi fréquemment que possible, et de ce fait, il ne s’arrête que la nuit.
Puisque l’énergie rayonnante arrive directement jusqu’au capteur et quelle est pratiquement ubiquiste (présent partout), un
déplacement n’en garantirait pas une meilleure appropriation et, en d’autres termes, la fixation du capteur ne présente pas
d’inconvénient. Au demeurant, la mobilité active d’une vaste surface soulèverait d’insolubles problèmes de fardage (prise au
vent) et la fixation a l’avantage supplémentaire de permettre l’alimentation en eau à partir du sol par les racines; toutefois, là
aussi, la ressource étant faible, la surface de captation doit être très importante.
Une plante est donc essentiellement un volume modeste, une vaste surface aérienne et souterraine, portée par une
infrastructure linéaire de très grande dimension.
L’animal, un petit volume mobile …. (p 45 à 46)
Il s’approprie par sa bouche, puis par son tube digestif, l’énergie contenue dans les aliments ou dans ses proies. L’animal n’a
pas besoin comme la plante de se nourrir toute la journée puisque l’aliment ou la proie contiennent beaucoup d’énergie ; par
contre, il n’utilise cette énergie chimique qu’avec un rendement franchement mauvais. En général, ni les aliments, ni les
proies ne se présentent spontanément à l’entrée de l’appareil digestif ; il faut donc se les procurer, ce qui requiert la
mobilité active. Cette dernière, à son tour, implique une surface modeste, puisque le fardage est proportionnel à la surface.
Pour minimiser la surface et les dimensions linéaires, il suffit de privilégier le volume ; cela met en outre tout point du corps à
une courte distance de la source d’énergie, d’où une forme qui rappelle la sphère. On sait que cette dernière représente un
maximum de volume abrité sous un minimum de surface. Ajoutons à cela la double nécessité de se procurer des proies et
d’échapper aux prédateurs.
Un animal, c’est donc essentiellement un volume enveloppé dans une surface externe modeste, avec des vastes surfaces
internes.
[…] Une homologie indiscutable unit la surface interne et digestive de l’animal à la surface externe et assimilatrice de la
plante. Sur le plan de l’appropriation de l’énergie ces deux surfaces s’équivalent. L’animal ? Une plante ahurissante,
retournée comme un gant, qui aurait enfoui ses feuilles et ses racines dans son tube digestif. La plante ? Une sorte
d’animal fabuleux, retourné dedans-dehors, et qui porterait ses entrailles en guise de pelage.
Extrait de « l’éloge de la plante » Francis Hallé.

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PROTOCOLE 1 : Mise en évidence de structures responsables de la conduction de sève au sein d’une tige
 Matériel :
Tige de Céleri ou de menthe placée depuis 12h dans le bleu de méthylène.
Lame de rasoir et support pour découpe  Manipuler la lame de rasoir avec précaution, la tenir par le côté non
coupant…
Pince fine
Lame / lamelle / MO
Eau distillée
 Manipulation :
1. Réaliser une coupe transversale fine de la tige avec la lame de rasoir (en utilisant un support de coupe, par exemple la tige
de sureau).
2. Monter la préparation dans une goutte d’eau et observer au MO.
3. Localiser les structures colorées au bleu de méthylène.
PROTOCOLE 2 : Mise en évidence de deux systèmes distincts de conduction de la sève au sein de la tige
 Matériel :
Tiges de céleri branche ou de menthe non préalablement placée dans le bleu de méthylène !!!
Lame de rasoir, pince fine, passoire
6 verres de montre
Chronomètre
Eau distillée
Eau de Javel diluée (=> destruction du contenu cellulaire)
Eau (=> rinçage)
Solution d’acide éthanoïque diluée (=> mordançage = aide à la fixation des colorants)
Carmin aluné (=> coloration en rose de la cellulose des parois)
Vert d’iode (=> coloration en vert de la lignine ; si l’action du vert d’iode est trop prolongée, toutes les parois sont colorées…)
 Manipulation :
1. Réaliser plusieurs coupes transversales fines de tige avec la lame de rasoir (en utilisant un support de coupe, par exemple
la tige de sureau).
2. Déposer, à l’aide d’une pince fine les coupes de tiges dans un verre de montre et recouvrir d’eau de Javel (15 min).
3. Retirer les tiges avec la passoire et bien les rincer à l’eau distillée au-dessus d’un 2ème verre de montre (5 min). Rinçage
important, s’il reste de l’eau de Javel les colorants suivants seront décolorés !
4. Placer les tiges dans un 3ème verre de montre contenant de l’acide éthanoïque (5 min).
5. Placer les tiges dans un 4ème verre de montre contenant le Carmin aluné (5 min).
6. Placer les tiges dans un 5ème verre de montre contenant le vert d’iode (30 s). Si l’action est trop prolongée, le vert d’iode
colore toutes les parois.
7. Placer les tiges dans un 6ème verre de montre et rincer pour arrêter la fixation du colorant (30 s).
8. Placer la (ou les) section(s) de tige entre lame et lamelle dans une goutte d’eau. Ecraser légèrement la préparation.
9. Observer au microscope et repérer les vaisseaux.
Rq La coloration carmin-vert d'iode n'est pas une coloration spécifique de la lignine et de la cellulose : ces colorants ont
seulement une affinité plus prononcée vis à vis de ces composés chimiques. Ainsi, en présence du seul carmin
aluné tout est coloré en rouge, et réciproquement tout est coloré en vert par le vert d'iode : c'est l'association des deux
colorants qui aboutit à une coloration différentielle des tissus (le xylème est coloré en vert, le phloème en rouge).
PROTOCOLE 3 : Mise en évidence de structures particulières, les stomates, à la surface des feuilles
 Matériel :
Feuille de poireau, ciseaux, Pince fine, Lame / lamelle / MO
 Manipulation :
1. Couper un fragment de feuille et faire deux entailles parallèles séparées de quelques mm et perpendiculaires à la section
de la feuille.
2. Avec des pinces fines, soulever la partie de l'épiderme ainsi délimitée jusqu'à obtenir un fragment d'environ 1 cm de long.
3. Sectionner le fragment et le déposer bien à plat dans une goutte d'eau placée sur une lame. Recouvrir d'une lamelle.