Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure
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L Y C É E Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure-fonction dans la vie fixée de la plante Compétences et attitudes COMMUNIQUER, RAISONNER : Formuler une hypothèse ATELIER 1 : les racines de la plante activité 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. S.Dalaine Critères de réussite Phrase affirmative et cohérente, relation structure fonction envisagée Elaborer un protocole expérimental Gérer son plan de travail Utiliser le MO Réaliser une préparation microscopique Etablir un lien structurefonction 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. 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. Conclure sur l’adaptation morpho anatomique de la racine en lien avec la vie fixée de la plante. Un seul paramètre varie d’une expérience à l’autre Un témoin est envisagé La durée de l’expérience est prise en compte Préparation soignée Mise au point correct et au bon grossissement Mise en relation entre rôle des racines et structure ATELIER 2 : la tige de la plante Compétences et attitudes Gérer son plan de travail Utiliser le MO Réaliser une préparation microscopique Décrire une observation Réaliser une préparation microscopique Raisonner : mettre en relation des documents Communiquer par un schéma Etablir un lien structurefonction activité 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. 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. 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). Conclure sur les particularités tissulaires de la tige adaptées à sa fonction de liaison entre la racine et les feuilles. Critères de réussite Coupe fine Préparation soignée Mise au point correcte Bleu de méthylène repéré sur la préparation Deux vaisseaux/tubes repérés, relation avec la sève conduite identifiée 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 L Y C É E Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure-fonction dans la vie fixée de la plante S.Dalaine ATELIER 3 : l’appareil foliaire de la plante TITRE : Méristème* : ensemble de cellules qui par divisions assure la croissance de la plante. Compétences et attitudes Saisir des informations Communiquer sous forme d’un tableau comparatif Suivre un protocole Etablir un lien structurefonction à partir d’une observation COMMUNIQUER Compléter un schéma fonctionnel Réalisé à partir du schéma p 65 : Pour la science (dossier hors-série 2000) De la graine à la plante Critères de réussite activité 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. Proposer un tableau de comparaison plante vs animal à l’aide des documents Seules les informations utiles ont été 1 et 2 : recensées o les échanges : molécules échangées, type de métabolisme (respiration et/ou Tableau complet photosynthèse), sens des échanges (entrée vs sortie) organisé Comparaison o les surfaces d’échanges : organe (particularités cellulaires), grandeur 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. 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. apparente Préparation soignée Lien structure fonction établi formes d’énergie et molécules échangées, sens des échanges et lieux des échanges L Y C É E Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure-fonction dans la vie fixée de la plante Document 1: estimation des surfaces d’échanges de quelques plantes S.Dalaine 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. L Y C É E Tale S Thème 1A TP8 : Relation structure-fonction dans la vie fixée de la plante S.Dalaine 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.
