BIO pour tous 3 - Livre-cahier 2021 - Extrait

LIVRE-CAHIER

POUR TOUS

Martine DELVIGNE Michel FAWAY Rosa-Caterina MARCHESINI Patrick VERHAEGHE Eric WALRAVENS

POUR TOUS LIVRE-CAHIER

Martine DELVIGNE Michel FAWAY Rosa-Caterina MARCHESINI Patrick VERHAEGHE Eric WALRAVENS

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* En fonction de la méthode Composition de BIO 3 pour tous Pour l’élève – un livre-cahier – des compléments multimédias accessibles via Udiddit Pour le professeur – un corrigé – des compléments multimédias accessibles via Udiddit – un Manuel Numérique accessible via Udiddit BIO 3 pour tous Auteurs : Martine Delvigne, Michel Faway, Rosa-Caterina Marchesini, Patrick Verhaeghe, Eric Walravens Coordination : Michel Faway Couverture : Nord compo Layout et mise en page : Nord compo Photos et illustrations : Eric Walravens Nous remercions nos élèves pour l’inspiration qu’ils nous ont donnée, nos collègues pour leurs avis éclairés et les membres de nos familles pour leur patience et leur soutien tout au long de ces années de travail.

Merci à Jacques Guillaume, Jules Fouarge, Michèle Loneux, Arnaud Termonia.

Notre reconnaissance va aussi à nos complaisants modèles Anaïs Marquet, Panagiota Siokos, Chanaël Verdebout et Robin Walravens.

Nous remercions d’avance les utilisateurs de BIO pour tous qui, par leurs remarques, nous aideront à améliorer cet ouvrage.

Les photocopieuses sont d’un usage très répandu et beaucoup y recourent de façon constante et machinale.

Mais la production de livres ne se réalise pas aussi facilement qu’une simple photocopie. Elle demande bien plus d’énergie, de temps et d’argent.

La rémunération des auteurs, et de toutes les personnes impliquées dans le processus de création et de distribution des livres, provient exclusivement de la vente de ces ouvrages.

En Belgique, la loi sur le droit d’auteur protège l’activité de ces différentes personnes.

Lorsqu’il copie des livres, en entier ou en partie, en dehors des exceptions définies par la loi, l’usager prive ces différentes personnes d’une part de la rémunération qui leur est due.

C’est pourquoi les auteurs et les éditeurs demandent qu’aucun texte protégé ne soit copié sans une autorisation écrite préalable, en dehors des exceptions définies par la loi.

L’éditeur s’est efforcé d’identifier tous les détenteurs de droits. Si, malgré cela, quelqu’un estime entrer en ligne de compte en tant qu’ayant droit, il est invité à s’adresser à l’éditeur.

© Éditions VAN IN, Mont-Saint-Guibert - Wommelgem, 2021 Tous droits réservés.

En dehors des exceptions définies par la loi, cet ouvrage ne peut être reproduit, enregistré dans un fichier informatisé ou rendu public, même partiellement, par quelque moyen que ce soit, sans l’autorisation écrite de l’éditeur.

2e édition : 2021

2

ISBN 978-94-641-7214-0 D/2021/0078/140 Art. 597845/01

Ce sont des producteurs

3

Comment utiliser BIO pour tous ?

Chaque chapitre débute par la liste des savoirs et savoir-faire à maîtriser en fin de chapitre. pointe les savoirs et savoir-faire Le logo destinés uniquement aux élèves de sciences générales.

À LA FIN DE CE CHAPITRE, TU SERAS CAPABLE DE…

Vues de l’espace, les terres encore vierges humaines sont vertes, car occupées par le les étendues désertiques ou enneigées pré coloration.

Quelle est l’importance des plantes dans les

SAVOIR

SAVOIR

a. Définir et utiliser les mots-clés apparaissant en rouge dans ce chapitre. b. Citer les caractéristiques des cellules végétales. c. Expliquer la diffusion et l’osmose. d. Expliquer la nutrition végétale. e. Décrire l’influence des facteurs environnementaux sur l’activité photosynthétique. f. Donner les rôles de la photosynthèse et de la respiration.

a. Analyser des documents photograp cellules végétales observées au m optique et identifier les organites de b. Utiliser un microscope optique.

c. Réaliser des préparations microsco cellules végétales avec et sans colora

d. À l’aide d’observations au microscop • identifier les principaux constituan ser des croquis d’observation de cellules végétales ; • déterminer l’ordre de grandeur de sion d’une cellule végétale ; • calculer un grossissement.

IN

Les activités rendent les élèves acteurs de leur apprentissage. Elles se déclinent en 4 types :

e. Rechercher des facteurs susceptible Le point d’interrogation symbolise les activités de découverte. cer la photosynthèse (lumière, dioxy

N

ACTIVITÉ 5

VA

Le stylo symbolise les activités d’application.

ACTIVITÉ 7

Le microscope symbolise les activités de laboratoire.

ACTIVITÉ 3

Activités complémentaires

bone ou gaz carbonique, eau, chlor l’aide d’une démarche expérimental

f. Comparer les quantités de dioxygène lors de la photosynthèse et consom de la respiration d’une plante.

g. Décrire des phénomènes de diffusi mose, à partir d’expériences.

h. Comparer et modéliser la photosyn respiration à l’aide des équations bil i. Analyser et interpréter des résultats taux.

Proposées en fin de chapitre pour te permettre d’exercer les savoirs et savoir-faire nouvellement acquis.

361616SWM_BioLC_Chap3.indd 79

4.1 La bouche

Ed

iti

on

Les savoirs, disposés en deux colonnes, sont marqués par les mots « En théorie » et sont délimités par un fin cadre orange.

Les termes écrits en rouge sont les mots-clés des ressources du référentiel de la Fédération Wallonie-Bruxelles. Les termes écrits en bleu sont d'autres mots importants.

En théorie…

s

2

4.2 L

Dans la bouche, les aliments sont triturés par les dents, brassés et imprégnés de salive.

La salive, produite par les différentes glandes salivaires, assure le maintien de l’humidité buccale et la dilution des aliments. Elle contient de l’amylase, enzyme qui découpe l’amidon (1) en glucides plus petits (2).

En fin d’ouvrage, un index te permet de trouver la page à laquelle un mot (ou une expression) important, écrit en rouge ou en bleu, est défini.

Des QR Codes permettent, grâce à l’application Sésame, de visionner des vidéos illustrant des notions ou des expériences.

1. Télécharge l’application « Sésame » des Éditions Van In.

(1)

(2)

Les enzymes de la digestion sont symbolisées par des paires de ciseaux.

La salive est produite à raison d’environ 1,5 L par jour. La masse d’aliments rassemblée par la langue, le bol alimentaire, est déglutie au 2. Scanne le QR code sur la page : tu auras directement accès à la vidéo ! niveau du pharynx.

3

Le b pha Une cer l cess

LES COMPÉTENCES TERMINALES ET SAVOIRS REQUIS EN

SCIENCES DE BASE

UAA 1 - Nutrition et transferts d’énergie chez les êtres vivants Chapitre 2 – Nous sommes des consommateurs Chapitre 3 – Ce sont des producteurs • Expliquer les rôles fondamentaux de la photosynthèse à partir d’un écosystème concret.

• Expliquer les mécanismes de digestion des aliments et de production d’énergie chez les hétérotrophes.

• Expliquer les bases qualitative et quantitative d’une alimentation équilibrée.

Pour cela, tu devras acquérir et expliquer les savoirs suivants.

(Connaître)

3 (4) 3 (4.1.3)

IN

La photosynthèse • Citer et décrire les rôles des principaux facteurs intervenant dans la photosynthèse.

• Décrire la transformation chimique qui traduit la photosynthèse chez les autotrophes.

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités)

La respiration • Décrire la transformation chimique qui traduit la respiration cellulaire chez les autotrophes et les hétérotrophes.

VA

N

L’alimentation humaine • Caractériser les trois rôles essentiels et complémentaires des nutriments.

• Expliquer à partir de documents, l’action des enzymes et des sucs digestifs sur la digestion des glucides, des protéines et des lipides au cours de la digestion.

• Expliquer l’absorption des nutriments, à partir de documents.

• Définir les règles de base d’une alimentation équilibrée.

Pour cela, tu devras acquérir, exercer les savoir-faire suivants.

(Appliquer)

3 (4.3)

2 (3) 2 (4) 2 (5) 2 (6)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 3 (3, 4)

Mettre en évidence l’équivalence de la fonction de respiration chez les végétaux verts et chez les animaux.

3 (4.3)

Interpréter une expérience de digestion d’un aliment (par exemple : du pain, du blanc d’œuf…) à l’aide d’un test d’identification.

2 (2, 4)

2 (5, 6, 7, 9)

2 (6)

2 (12, 13)

on

s

Identifier sur base d’une expérience les facteurs principaux (lumière, gaz carbonique, eau) qui favorisent la photosynthèse.

iti

Utiliser des tables pour calculer une ration alimentaire.

Ed

Pour cela, tu devras mobiliser tes savoirs, savoir-faire pour développer les compétences suivantes. (Transférer)

Expliquer (modéliser) le rôle indispensable des végétaux pour le développement et le maintien d’un écosystème.

3 (4, 9, 10, 11, 12, 13, 14)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 4 (4.1)

4 (4, 5)

Analyser et critiquer les menus d’une journée en se référant à des tables diététiques, aux règles des diététiciens et en tenant compte des activités réalisées au cours de la journée (par exemple : personne sédentaire, sportif de haut niveau…).

2 (6)

2 (12, 13, 14)

À partir de documents, relier le déséquilibre entre apports et dépenses énergétiques à des problèmes de santé.

2 (7)

2 (15)

UAA 2 – L’écosystème en équilibre Chapitre 4 - L’écosystème une mécanique bien huilée • Retrouver la multiplicité des facteurs et expliquer les relations qui interviennent dans un écosystème en état d’équilibre dynamique.

4

Pour cela, tu devras acquérir et expliquer les savoirs suivants.

(Connaître)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités)

Distinguer à partir de l’observation d’un milieu de vie, les notions de biotope, de biocénose et d’écosystème.

4 (1)

Distinguer les facteurs biotiques et les facteurs abiotiques.

4 (1)

Représenter le cycle biogéochimique du carbone.

4 (6)

Schématiser les transferts de matière et les flux d’énergie dans un réseau trophique simple.

Pour cela, tu devras acquérir, exercer les savoir-faire suivants.

(Appliquer)

4 (3, 5)

4 (1)

4 (4)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 4 (1, 3)

4 (3)

Montrer à l’aide de différents réseaux trophiques le lien entre la diversité́ des espèces et la stabilité́ d’un écosystème.

4 (3, 4)

4 (5, 7)

IN

À partir de documents (photographies, vidéos...), retrouver et caractériser, dans un écosystème donné : • des relations interspécifiques entre les êtres vivants ; • des relations intraspécifiques entre les êtres vivants ; • des relations entre les êtres vivants et leur biotope.

Pour cela, tu devras mobiliser tes savoirs, savoir-faire pour développer les compétences suivantes. (Transférer)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités)

VA

N

Par le biais d’une approche expérimentale, analyser un écosystème simple (par exemple : la haie, la mare, le chêne, l’aquarium...) et expliquer comment l’écosystème tend vers un état d’équilibre.

LES COMPÉTENCES TERMINALES ET SAVOIRS REQUIS EN

4 (5)

4 (1, 7)

SCIENCES GÉNÉRALES

on

s

UAA 1 - Nutrition et production d’énergie chez les hétérotrophes Chapitre 2 – Nous sommes des consommateurs • Expliquer les mécanismes de digestion des aliments, d’absorption des nutriments et de production d’énergie chez les hétérotrophes.

• Expliquer les bases qualitative et quantitative d’une alimentation équilibrée.

iti

Pour cela, tu devras acquérir et expliquer les savoirs suivants.

(Connaître)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 2 (3)

Décrire la transformation chimique qui traduit la respiration cellulaire chez les hétérotrophes.

2 (5)

Expliquer à partir de documents, l’action des enzymes et des sucs digestifs sur la digestion des glucides, des protéines et des lipides au cours de la digestion.

2 (4)

Expliquer l’absorption des nutriments, à partir de documents.

2 (5)

Définir les règles de base d’une alimentation équilibrée.

2 (6)

Ed

Caractériser les trois rôles essentiels et complémentaires des nutriments.

Pour cela, tu devras acquérir, exercer les savoir-faire suivants.

(Appliquer) À partir d’expériences : • identifier les principales molécules organiques présentes dans quelques aliments (par exemple : pain, lait…) à l’aide de tests d’identification ; • mettre en évidence l’action chimique de quelques sucs digestifs sur la décomposition des aliments, ainsi que quelques paramètres qui influencent cette action (par exemple : température, acidité du milieu…). À partir de documents (règles simples de diététique, tables…) : • analyser le menu d’une journée ; • choisir et calculer un régime équilibré en fonction de différents paramètres (par exemple : l’âge, les activités sédentaires, les activités sportives…).

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 2 (2, 3)

2 (2, 3)

2 (4)

2 (5, 6, 7, 8, 9)

2 (6) 2 (6)

(11, 12, 13, 14)

2 2 (13)

5

Pour cela, tu devras mobiliser tes savoirs, savoir-faire pour développer les compétences suivantes. (Transférer)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités)

Expliquer, à partir d’une démarche d’investigation, que la respiration n’est pas la seule réaction possible pour produire de l’énergie (par exemple : la fermentation alcoolique).

2 (5)

2 (10)

Réaliser une recherche documentaire sur les troubles du comportement alimentaire (par exemple : obésité, boulimie, « malbouffe »…) afin de relier « déséquilibre entre apports et dépenses énergétiques » et « problèmes de santé ».

2 (7)

2 (15)

IN

UAA 2 – Importance des végétaux verts à l’intérieur des écosystèmes Chapitre 3 - Ce sont des producteurs Chapitre 4 - L’écosystème une mécanique bien huilée • Décrire et modéliser de manière simple une cellule végétale.

• Décrire et modéliser la nutrition et la production d’énergie chez les végétaux verts.

• Expliquer les relations qui interviennent dans un écosystème en état d’équilibre dynamique.

Pour cela, tu devras acquérir et expliquer les savoirs suivants.

(Connaître)

4 (1)

4 (1, 2)

Construire un modèle simple de la photosynthèse à partir de l’interprétation d’expériences avec des végétaux verts (par exemple : production de dioxygène, présence de carbone, besoin d’eau, besoin de substances minérales, besoin de lumière...).

3 (3, 4)

3 (4, 9, 10, 11, 12)

3 (2)

3 (3)

À partir d’expériences, décrire les phénomènes de diffusion et d’osmose.

3 (3.4)

3 (5, 6, 7, 8)

Mettre en évidence l’équivalence de la fonction de respiration chez les végétaux verts et chez les animaux.

3 (4.3)

VA

N

Distinguer à partir de l’observation d’un milieu de vie, les notions de biotope, de biocénose et d’écosystème.

s

Schématiser les cellules végétales sur base de l’observation au microscope optique.

4 (3)

Représenter le cycle biogéochimique du carbone.

4 (6)

on

Schématiser les transferts de matière et les flux d’énergie dans un réseau trophique simple.

Pour cela, tu devras acquérir, exercer les savoir-faire suivants.

(Appliquer)

4 (4, 5)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 3 (4)

3 (13, 14)

Comparer les quantités d’oxygène produites lors de la photosynthèse et consommée lors de la respiration d’un végétal vert.

3 (4)

3 (15)

À l’aide d’observations au microscope optique : • identifier les principaux constituants et réaliser des croquis d’observation de différentes cellules végétales ; • déterminer l’ordre de grandeur de la dimension d’une cellule végétale.

3 (2)

3 (1, 2, 3)

À partir de documents (photographies, vidéos...), retrouver et caractériser dans un écosystème donné : • des relations intraspécifiques entre les êtres vivants ; • des relations interspécifiques entre les êtres vivants ; • des relations entre les êtres vivants et leur biotope.

4 (1, 3)

4 (3, 6)

Montrer à l’aide de différents réseaux trophiques le lien entre la diversité́ des espèces et la stabilité́ d’un écosystème.

4 (3, 4)

4 (6, 7)

Ed

iti

Rechercher des facteurs susceptibles de favoriser la photosynthèse (par exemple : lumière (intensité́, couleur), gaz carbonique, eau, chlorophylle), à l’aide d’une démarche expérimentale.

Pour cela, tu devras mobiliser tes savoirs, savoir-faire pour développer les compétences suivantes. (Transférer) Par le biais d’une approche expérimentale, analyser un écosystème simple (par exemple : la haie, la mare, le chêne, l’aquarium...) et expliquer comment l’écosystème tend vers un état d’équilibre.

6

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités)

Chapitre Chapitre (Sections) (Activités) 4 (5)

4 (8)

N

Vues de l’espace, les terres encore vierges de constructions humaines sont vertes, car occupées par les plantes ; seules les étendues désertiques ou enneigées présentent une autre coloration.

Quelle est l’importance des plantes dans les écosystèmes ?

SAVOIR

on

s

À LA FIN DE CE CHAPITRE, TU SERAS CAPABLE DE…

VA

3

Ce sont des producteurs

3

IN

Ce sont des producteurs

iti

a. D éfinir et utiliser les mots-clés apparaissant en rouge dans ce chapitre. iter les caractéristiques des cellules végétales. b. C c. E xpliquer la diffusion et l’osmose.

Ed

d. E xpliquer la nutrition végétale.

e. Décrire l’influence des facteurs environnementaux sur l’activité photosynthétique. f. D onner les rôles de la photosynthèse et de la respiration.

SAVOIR FAIRE a. Analyser des documents photographiques de cellules végétales observées au microscope optique et identifier les organites de celles-ci. b. Utiliser un microscope optique. c. R éaliser des préparations microscopiques de cellules végétales avec et sans coloration. d. À l’aide d’observations au microscope optique : • identifier les principaux constituants et réaliser des croquis d’observation de différentes cellules végétales ; • déterminer l’ordre de grandeur de la dimension d’une cellule végétale ; • calculer un grossissement. e. Rechercher des facteurs susceptibles d’influencer la photosynthèse (lumière, dioxyde de carbone ou gaz carbonique, eau, chlorophylle), à l’aide d’une démarche expérimentale. f. C omparer les quantités de dioxygène produites lors de la photosynthèse et consommées lors de la respiration d’une plante. g. Décrire des phénomènes de diffusion et d’osmose, à partir d’expériences. h. Comparer et modéliser la photosynthèse et la respiration à l’aide des équations bilans. i. A nalyser et interpréter des résultats expérimentaux.

79

1 Anatomie externe d’une plante à fleurs Une plante à fleurs est constituée de différents organes : racines, tiges, feuilles, fleurs et fruits.

Prenons comme exemple la moutarde des champs (Sinapis arvensis) de la famille des Brassicacées. Cette plante indigène, de 20 à

100 cm de hauteur, pousse aux abords des habitations, dans les friches, sur les talus des chemins creux et dans les cultures. Elle fleurit de mai à octobre.

IN

En théorie…

3

N

L’inflorescence est constituée de fleurs qui contiennent notamment les organes qui servent à la reproduction.

10 μm

on

s

VA

Une cellule

Une feuille

Ed

iti

La tige porte les bourgeons, les feuilles, les inflorescences et les fruits.

Les fruits renferment les graines contenant un embryon de plante.

Les poils absorbants La racine

80

Ce sont des producteurs

3

2 Quelle est la structure des cellules

végétales ?

ACTIVITÉ 1

FAMILIARISE-TOI AVEC LE MICROSCOPE – Expérimenter, observer

Matériel Physique

Biologique – Pleuroccocus vulgaris frais

– eau

IN

– microscope – lames porte-objet – lamelles couvre-objet – petit couteau – papier absorbant – papier millimétré

Chimique

N

Sors délicatement le microscope de sa boîte ou de sa housse, installe le câble électrique et branche-le.

VA

Oculaire

Tube optique

Potence

s

Barillet

on

Condenseur

iti

Vis macrométrique

Valet Platine Diaphragme Source lumineuse

Ed

Vis micrométrique

Objectif

Découvre le microscope

Place le microscope avec la potence vers toi et repère : • la platine : endroit où tu places la préparation que tu vas observer ; • les valets : éléments utilisés pour empêcher la préparation de bouger ; • l’oculaire : endroit où tu places l’œil pour observer la préparation ; sur l’oculaire, repère un nombre suivi du signe ×, il indique le grossissement de l’oculaire ; • les objectifs fixés au barillet : dispositifs optiques proches de l’objet à observer ; un grossissement différent est noté sur chaque objectif, le plus court étant le moins puissant.

Le grossissement du microscope correspond au produit des grossissements de l’objectif et de l’oculaire.

• le diaphragme : dispositif contrôlant le diamètre de la zone éclairée de la préparation ; • la vis macrométrique : dispositif permettant de rapprocher rapidement l’objectif de la platine ; • la vis micrométrique : dispositif permettant de rapprocher lentement l’objectif de la platine.

81

3 Réalise une préparation microscopique

Pleurococcus vulgaris est probablement la plante verte unicellulaire la plus répandue au monde. En Belgique, elle se développe sur la face ouest, la plus humide, des troncs d’arbres.

on

N

s

VA

2. Dépose, sans fragment d’écorce, un peu de cette poudre verte dans une goutte d’eau sur une lame porte-objet.

IN

1. Gratte légèrement un tronc bien vert et récolte un peu de poudre verte.

iti

3. Prends une lamelle couvre-objet entre les doigts sans laisser de traces de doigts sur la surface et déposela sur le fragment en l’inclinant graduellement pour permettre aux bulles d’air de se dégager.

Lame porte-objet

Ed

4. Essuie si nécessaire, avec un morceau de papier absorbant, l’excès d’eau.

Lamelle couvre-objet

Observe ta préparation au microscope 1.

Allume l’éclairage de ton microscope.

2.

Ouvre le diaphragme pour obtenir une luminosité maximale.

3.

Fais tourner le barillet pour sélectionner l’objectif de plus faible grossissement.

4.

Place ta préparation sur la platine en la maintenant avec les valets. Ta préparation doit être au centre du trou de la platine.

5.

Regarde sur le côté du microscope et rapproche le plus possible l’objectif de la platine à l’aide de la vis macrométrique, mais sans toucher la préparation.

6.

Mets l’œil à l’oculaire et éloigne l’objectif en tournant lentement la vis macrométrique en sens inverse.

82

Ce sont des producteurs

3

IN

17. Quand tu distingues de très petites cellules vertes plus ou moins groupées, affine la mise au point à l’aide de la vis micrométrique.

18. Recherche une zone intéressante à regarder en déplaçant avec précaution la préparation. Le dépla­ cement apparent de la préparation se fait en sens inverse du déplacement réel ; lorsque tu pousses la préparation vers la droite, l’image se déplace vers la gauche, lorsque tu pousses la préparation vers le haut, l’image se déplace vers le bas.

19. Tourne le barillet pour passer au grossissement moyen et affine la mise au point uniquement à l’aide de la vis micrométrique. Réduis l’ouverture du diaphragme sans trop assombrir l’image.

10. Pour observer au fort grossissement, pratique de la même manière.

Observée au plus fort grossissement, chaque cellule est délimitée par une épaisse paroi à laquelle est intérieurement accolée la membrane cytoplasmique, trop fine pour être distinguée. Le cytoplasme contient essentiellement un volumineux chloroplaste granuleux en forme de cloche cachant parfois le noyau central sphérique. En se divisant, Pleurococcus vulgaris forme de petits amas de 2 ou 4 cellules.

N

Évalue la taille d’une cellule

G. : 100 × 10

VA

11. Découpe une languette de papier millimétré.

12. Humidifie-la et place-la entre lame porte-objet et lamelle couvre-objet.

13. Place ta préparation sur la platine du microscope en la maintenant avec les valets. Ta préparation doit être au centre du trou de la platine.

14. Observe au faible grossissement.

Évalue le diamètre du champ d’observation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

on

s

15. Observe aux grossissements supérieurs.

Décris ce que tu observes. Peux-tu donner le diamètre du champ d’observation ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Ed

16. Pour un microscope donné, avec le même oculaire, le diamètre du champ d’observation est inversement proportionnel au grossissement de l’objectif. Complète le tableau suivant.

Grossissement du microscope

Diamètre du champ d’observation

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G. : 4 × 10

Avec le microscope utilisé dans cet exemple, au grossissement 4 × 10, le diamètre du champ d’observation mesure environ 4,5 mm. Dès lors, à 40 × 10, le diamètre du champ d’observation vaut 10 fois moins, soit environ 0,45 mm ou 450 µm.

83

3 ACTIVITÉ 2

TRADUIS UNE OBSERVATION PAR UN DESSIN

Matériel Physique – crayon noir – gomme – feuille blanche – latte

IN

Les dessins sont très importants pour t’aider à observer puis comprendre et mémoriser tes observations.

Mais il ne s’agit pas de dessiner n’importe comment, il faut trouver un compromis entre ce que tu vois vraiment et une simplification exagérée. Si tu te crois « mauvais » en dessin, ne te décourage pas : les règles suivantes vont t’aider.

VA

N

1. Pour réaliser un bon dessin, tu dois être soigneux.

• Utilise un crayon noir bien taillé et une feuille blanche non lignée ni quadrillée.

• Trace des traits uniques et sans raccord.

• Trace les traits de légende rectilignes, non fléchés et qui ne se croisent pas.

s

2. Pour réaliser un bon dessin, tu dois être précis.

• Fais un dessin le plus précis possible en respectant les proportions et les formes des structures observées.

• Représente en quelques exemplaires les structures présentes plusieurs fois.

iti

on

3. Pour réaliser un bon dessin, tu dois être complet.

• Écris le titre complet, souligné.

• Écris les légendes hors dessin, alignées du même côté.

• Inscris ton nom.

• Indique le type de coloration ou l’absence de coloration.

• Indique les grossissements du microscope (objectif × oculaire).

• Indique la taille moyenne des cellules ou un trait d’échelle.

Ed

Voici comment traduire par un dessin l’observation d’un stomate d’une feuille d’arum d’Éthiopie (Zantedeschia aethiopica).

G. : 40 × 10

84

Les stomates sont des structures ponctuant l’épiderme des feuilles des plantes vertes. Par leur degré d’ouverture, ils régulent les échanges gazeux en fonction des conditions extérieures (température et humidité).

Ce sont des producteurs

3

Voici quelques erreurs à éviter.

Stomate de feuille de Zantedeschia aethiopica

Cellule stomatique Cellule épidermique Noyau Ostiole Cytoplasme Chloroplastes Paroi cellulosique doublée intérieurement de la membrane cytoplasmique

Sans colorant Grossissement : 40 × 10

Éric Vanine

IN

100 µm

Ed

iti

on

s

VA

N

À l’activité précédente, tu as réalisé une préparation microscopique de Pleurococcus vulgaris et tu as pu y observer ses différents constituants. Réalise un dessin légendé de quelques cellules de cette plante verte unicellulaire.

G. : 100 × 10

85

3 ACTIVITÉ 3

QUELLE EST L’UNITÉ DE BASE DES PLANTES ? – Utiliser le microscope, réaliser et observer des préparations microscopiques, présenter sous une autre forme (réalité → dessin)

Matériel Physique

Biologique

Chimique – eau – solution de rouge neutre – solution de Lugol – solution de bleu de méthylène

IN

– bulbe d’oignon frais – rameau d’élodée

– microscope – lames porte-objet – lamelles couvre-objet – scalpel – 3 verres de montre – papier absorbant – pipettes

N

Observe des cellules de bulbe d’oignon

Feuille charnue

Feuille sèche

on

s

1. Coupe un bulbe d’oignon en deux.

VA

L’oignon (Allium cepa) est une plante comestible dont le bulbe est un organe souterrain stockant des réserves nutritives. Il est constitué d’une tige courte terminée par un bourgeon et recouverte de feuilles charnues.

Ed

iti

2.

Prélève un fragment, le plus mince possible, d’épiderme de la face interne d’une feuille charnue.

3.

Dépose une goutte d’eau sur une lame porte-objet.

4. Étale correctement, sans pli, le fragment d’épiderme dans la goutte d’eau.

5.

Prends une lamelle couvre-objet entre les doigts sans laisser de traces de doigts sur la surface et dépose-la sur le fragment en l’inclinant graduellement pour permettre aux bulles d’air de se dégager.

6.

Essuie si nécessaire, avec un morceau de papier absorbant, l’excès d’eau.

86

Lame porte-objet

Lamelle couvre-objet

Ce sont des producteurs

3

17.

Observe ta préparation au microscope. Ta préparation est réussie si : • le fragment d’épiderme est bien étalé ; • le fragment est suffisamment mince pour ne présenter qu’une ou deux couches de cellules ; • il n’y a pas de bulles d’air.

18.

Repère : • la paroi cellulosique délimitant la cellule, et à laquelle est intérieurement accolée la membrane cytoplasmique, trop fine pour être distinguée ; • la vacuole qui occupe la majorité du volume de la cellule ; • le cytoplasme granuleux repoussé en périphérie par la vacuole ; • le noyau, petit et plus brillant.

19. Évalue la taille d’une cellule. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iti

on

s

VA

N

IN

10. Réalise un dessin légendé d’une cellule et de la zone de contact avec ses voisines.

Utilise des colorants

Ed

Des colorants sont indispensables pour mettre en évidence certaines structures.

• Le lugol colore l’amidon en bleu intense ; le noyau et le cytoplasme prennent une coloration jaunâtre, ce qui accroît les contrastes.

• Le rouge neutre colore la vacuole en rouge-rose lorsque la cellule est en vie. Sinon, il colore le cytoplasme.

• Le bleu de méthylène colore le cytoplasme en bleu clair et le noyau en bleu foncé.

1.

Prélève un nouveau fragment d’épiderme.

Dépose-le dans un verre de montre contenant une dizaine de gouttes d’un colorant : 2.

• soit du rouge neutre, • soit du lugol, • soit du bleu de méthylène.

3.

Laisse agir 2 minutes.

4.

Dépose le fragment coloré sur la lame porte-objet dans une goutte d’eau.

Place une lamelle couvre-objet sur ta préparation. Essuie si nécessaire, avec un morceau de papier 5. absorbant, l’excès d’eau.

6.

Observe ta préparation au faible grossissement puis aux autres grossissements.

87

3

7.

Note le colorant utilisé et les structures ainsi mises en évidence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

VA

N

Les élodées sont des plantes exotiques d’eau douce utilisées par les aquariophiles. Elles ont été rejetées dans le milieu naturel et ont envahi les eaux stagnantes et courantes.

IN

Observe des cellules de feuilles d’élodée

L’élodée du Canada (Elodea canadensis)

Ed

iti

on

s

1. À l’aide de la pince, arrache délicatement une jeune feuille près du sommet d’un rameau d’élodée.

2.

Dépose-la sur une lame porte-objet dans une goutte d’eau et recouvre d’une lamelle couvre-objet.

3. Éponge à l’aide d’un papier essuie-tout l’excès d’eau.

4.

Observe aux différents grossissements. Les cellules étant relativement épaisses, manœuvre sans cesse légèrement la vis micrométrique afin de mettre au point dans tout le volume cellulaire et repère : • l a paroi cellulosique délimitant la cellule, et à laquelle est intérieurement accolée la membrane cytoplasmique, trop fine pour être distinguée ; • l a grande vacuole transparente ; • l e cytoplasme incolore repoussé en périphérie par la vacuole ; • d ans le cytoplasme, les nombreux chloroplastes colorés naturellement en vert et qui circulent lentement autour de la vacuole, entraînés par les courants cytoplasmiques ; • le noyau.

5. Évalue la taille d’une cellule. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

Ce sont des producteurs

3

VA

N

IN

6. Réalise un dessin légendé de quelques cellules observées au fort grossissement.

Caractérise la cellule végétale

Ed

iti

on

s

Réalise la synthèse de tes observations sous la forme d’un tableau comparatif entre les cellules d’oignon et d’élodée.

89

En théorie…

3 L’unité fondamentale de tout organisme vivant est la cellule. Tous les organismes que l’on place parmi les plantes ont en commun un même type cellulaire : la cellule végétale qui présente un certain nombre de caractéristiques.

Paroi cellulosique doublée intérieurement de la membrane cytoplasmique Vacuole

Cytoplasme

Schéma d’une cellule végétale

N

Chloroplaste

VA

Cellules non colorées de feuille d’élodée à feuilles alternes (Lagarosiphon major) observées au microscope optique.

Les corpuscules verdâtres sont des chloroplastes.

IN

Noyau

Elle entoure la cellule. Elle est constituée d’un polysaccharide, la cellulose, et lui donne sa rigidité.

La membrane cytoplasmique

Elle délimite le contenu de la cellule et règle des échanges de matière avec le milieu externe.

Le cytoplasme

Il consiste en une gelée qui contient de l’eau, des substances minérales et des substances organiques (surtout des protéines), et dans laquelle baignent les organites, structures assurant chacune une fonction précise.

on

s

La paroi cellulosique

C’est un organite de grande taille, qui occupe la majorité du volume de la cellule mature. La vacuole contient essentiellement de l’eau.

L’entrée de l’eau provoque le gonflement (turgescence) de la cellule et la pression exercée assure sa rigidité et permet sa croissance rapide. La vacuole sert également au stockage de réserves glucidiques et protéiques, de pigments ou de déchets toxiques.

Ed

iti

La vacuole

90

Les plastes

Ce sont des organites qui contiennent des substances de réserve comme l’amidon ou des pigments.

Le chloroplaste renferme les chlorophylles.

Le noyau

C’est un organite, généralement sphérique, délimité par une enveloppe nucléaire. Il est le centre organisateur qui contient le plan nécessaire à la synthèse des substances chimiques indispensables à la cellule et à la transmission du patrimoine héréditaire.

Ce sont des producteurs

3

3.1 Quelles sont les substances minérales nécessaires à la plante ?

contenant tous les éléments dont la plante a besoin pour son développement. Ces solutions ont permis l’hydroculture : les plantes sont placées sur des dispositifs contenant la solution nutritive dans laquelle les racines plongent.

On peut déduire de la composition des engrais les éléments chimiques que les plantes doivent trouver dans leur milieu. Ce sont essentiellement l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K). Cependant, les engrais sont fabriqués pour fournir les éléments pour lesquels les plantes souffrent de carences dans les cultures.

IN

Une plante carencée en un élément se développe moins bien. Il ne sert alors à rien d’apporter les autres éléments ; c’est toujours celui qui est le moins présent qui limite le développement de la plante.

C’est pourquoi, à l’heure actuelle, les agriculteurs font analyser le sol de leurs cultures afin de décider quel engrais épandre et en quelle quantité.

En trop grandes quantités, les engrais deviennent toxiques. L’agriculteur peut augmenter le rendement de ses champs grâce aux engrais, mais pas à l’infini.

VA

0,010 0,004 0,020 0,012 0,001 0,004

3.2 Les plantes sont ce qu’elles absorbent

on

Bore (B) Cuivre (Cu) Fer (Fe) Manganèse (Mn) Molybdène (Mo) Zinc (Zn)

Ed

iti

s

Oligoéléments :

8,0 1,7 2,3 4,0 6,0 4,0

N

Engrais liquide NPK 8-6-4 avec oligoéléments Teneurs minimales garanties : % Azote (N) total Azote nitrique Azote ammoniacal Azote uréique Oxyde de phosphore (P2O5) Oxyde de potassium (K2O)

En théorie…

3 La plante se nourrit

Les plantes ont besoin d’un grand nombre d’éléments outre N, P et K : le soufre (S), le magnésium (Mg), le fer (Fe), le sodium (Na), le calcium (Ca) et le chlore (Cl). L’eau fournit l’hydrogène (H).

Elles doivent encore trouver d’autres éléments, mais en moindre quantité, avec des variations importantes selon l’espèce considérée : le bore (B), le manganèse (Mn), le zinc (Zn), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo)…

Ces éléments minéraux se retrouvent généralement sous forme de sels minéraux dans la nature. À partir de ces données, des chercheurs ont proposé des solutions nutritives minimales,

Malgré leur diversité apparente, les plantes sont constituées des mêmes éléments.

H O C N K P Autres Proportion en masse des éléments présents dans la matière sèche des plantes

La majorité des éléments qui composent les plantes est apportée par les substances minérales présentes dans le sol ou l’eau.

Par contre, le carbone (C) et l’oxygène (O), constituants majeurs des plantes, proviennent du dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’atmosphère ou dissous dans l’eau.

91

3 ACTIVITÉ 4

LA PLANTE PRÉLÈVE DU DIOXYDE DE CARBONE DANS SON ENVIRONNEMENT Mener à bien une démarche expérimentale

Le carbone est présent dans l’environnement, entre autres, sous forme de dioxyde de carbone. À l’aide d’un indicateur coloré, le bleu de bromothymol, il est possible de mettre en évidence la présence de dioxyde de carbone dans l’eau. Vérifie que la plante l’utilise effectivement.

Matériel Biologique – 2 rameaux d’élodée d’environ 6 cm de longueur

– eau déminéralisée – solution de bleu de bromothymol – huile

N

– 4 grands tubes à essai – 1 porte-tubes – papier aluminium – 1 paille – marqueur pour verre – 1 erlenmeyer (ou un berlin) de 250 ml

Chimique

IN

Physique

Mets en évidence le dioxyde de carbone par un test spécifique

VA

Mode opératoire

on

Conclusions

s

1. Remplis à moitié l’erlenmeyer d’eau. Ajoute 2 gouttes de la solution de bleu de bromothymol. Note la couleur de la solution.

2. À l’aide d’une paille, souffle dans l’eau que tu enrichis ainsi en dioxyde de carbone jusqu’à ce que la couleur de la solution vire (change). Note la couleur obtenue.

Quelle est la couleur d’une solution de bleu de bromothymol en absence ou en présence de dioxyde de carbone ?

iti

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ed

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La plante prélève du dioxyde de carbone

Mode opératoire

1. Numérote 4 tubes à essai. Remplis-les aux 3/4 avec le contenu de l’erlenmeyer.

2. Dans les tubes 2 et 4, place un rameau d’élodée. Celui-ci doit être complètement immergé.

3. Verse ensuite dans les 4 tubes un filet d’huile, jusqu’à avoir une couche d’huile d’environ 5 mm à la surface de l’eau.

4. Emballe entièrement les tubes 3 et 4 de papier aluminium afin de mettre ces tubes à l’obscurité.

5. Place les 4 tubes sur un appui de fenêtre bien éclairé ou devant une source de lumière artificielle.

6. Après une heure ou deux, observe et note la coloration de la solution des différents tubes.

92

Couche d’huile Solution Élodée

Ce sont des producteurs

Tubes placés à la lumière Tube 1 sans l’élodée

Tube 2 avec l’élodée

3

Tubes placés à l’obscurité Tube 3 sans l’élodée

Tube 4 avec l’élodée

VA

N

IN

Temps initial

Questions

iti

on

s

Temps final

Ed

1) Pourquoi a-t-on déposé une couche d’huile dans chaque tube à essai ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2) Quels sont les paramètres identiques aux 4 tubes c’est-à-dire les constantes ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3) Quelles sont les conditions expérimentales qui diffèrent, c’est-à-dire les variables, d’un tube à l’autre ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

93

3

Conclusions 1) Les plantes absorbent-elles le dioxyde de carbone et, si oui, dans quelles conditions ? Justifie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ed

iti

on

s

VA

N

IN

2) Dessine un tube contenant une élodée et, sur ce dessin, modélise tes conclusions par des flèches correctement orientées et légendées.

94

3

En théorie…

Ce sont des producteurs

3.3 Le modèle de la nutrition végétale La plante puise de l’eau et des substances minérales par ses racines. Au niveau des feuilles, elle absorbe du dioxyde de carbone. Les feuilles des plantes aquatiques absorbent ces mêmes substances.

VA

N

IN

Dioxyde de carbone

Sels minéraux

Ed

iti

on

s

Eau

Dioxyde de carbone

Eau

Sels minéraux

95

3 3.4 Par quels mécanismes les plantes échangent-elles des substances avec leur environnement ?

ACTIVITÉ 5

LES SUBSTANCES SE DÉPLACENT – Expérimenter, modéliser

Matériel Physique

Chimique

IN

– cartouche d’encre – eau

Mode opératoire

Ed

iti

on

s

VA

1.

Numérote les trois berlins de 1 à 3 et verses-y de l’eau jusqu’à 2 cm du bord.

2.

Place le morceau de tissu sur le berlin 2 de telle manière qu’il trempe à peine dans l’eau comme le montre la photo ci-contre.

3.

Fais de même avec le berlin 3, mais en remplaçant le morceau de tissu par un morceau de plastique.

4.

Retire une cartouche d’encre d’un stylo (ceci afin qu’elle soit ouverte) et presse-la délicatement audessus de chaque berlin afin d’y verser quelques gouttes.

Pendant 1 heure, à intervalles de 15 minutes, 5. observe les dispositifs expérimentaux et note, dans le tableau ci-dessous, les modifications éventuelles apparaissant dans les berlins. Laisse ton montage en place et vérifie ses caractéristiques le lendemain.

N

– 3 berlins de 100 ml – 1 carré de tissu (coton) de 10 cm de côté – 1 carré de 10 cm de côté découpé dans un sachet en plastique – marqueur pour verre – montre ou chronomètre

Résultats

Temps

En début d’expérience

96

Berlin 1

Berlin 2

Berlin 3

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Ce sont des producteurs

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IN

Berlin 3

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s

Après 30 minutes

Berlin 2

N

Après 15 minutes

Berlin 1

VA

Temps

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iti

on

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Ed Après 1 heure

Après 10 heures ou plus

3

97

3

Interprétations et conclusions 1) Explique les résultats obtenus dans les différents berlins. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IN

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En début d’expérience Berlin 2

Berlin 3

iti

En fin d’expérience

on

s

VA

Berlin 1

N

2) Modélise la situation initiale et la situation en fin d’expérience dans les trois berlins. Les molécules d’eau seront représentées par et celles de l’encre par .

Berlin 2

Berlin 3

Ed

Berlin 1

3) Le phénomène observé dans les berlins 1 et 2 porte le nom de diffusion. Construis une définition de ce concept. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

98

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ce sont des producteurs

ACTIVITÉ 6

3

LA MEMBRANE LAISSE ENTRER ET SORTIR CERTAINS COMPOSÉS Expérimenter, expliquer un phénomène

Matériel Physique

Biologique – 20 cm de boyau de porc ou de mouton

– solution de glucose – empois d’amidon – solution de Lugol (solution de KI + I2) – bandelettes réactives au glucose – eau

IN

– 1 berlin de 500 ml – 1 tube à essai – balance – marqueur pour verre

Chimique

N

Mode opératoire

VA

1.

Prélève 1 ml d’empois d’amidon que tu verses dans un tube à essai et ajoute quelques gouttes de la solution de Lugol. Le lugol est un réactif spécifique à l’amidon. Note la couleur que prend la solution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.

Remplis le berlin de 500 ml avec de l’eau et ajoute de la solution de Lugol jusqu’à obtention d’une coloration jaune bien marquée.

on

s

3.

Prends le boyau, rince-le soigneusement sous l’eau du robinet à l’intérieur et à l’extérieur afin d’éliminer toute la solution salée de conservation.

4.

Fais un ou deux nœuds à une extrémité.

iti

5.

Remplis le boyau avec la solution d’amidon et la solution de glucose (moitié-moitié).

Ed

6.

Ferme l’autre extrémité du boyau en le nouant le plus près possible du niveau du mélange. Tu obtiens une petite « saucisse » que tu rinces correctement sous l’eau du robinet.

7.

Place-la dans le berlin contenant la solution de Lugol.

8.

Observe ton dispositif expérimental et teste avec les bandelettes la présence ou non de glucose dans la solution où baigne la « saucisse » dès le début de l’expérience et après 5, 15, 30 et 60 minutes.

99

3

Résultats Complète le tableau ci-dessous au fur et à mesure de tes observations.

Solution contenue dans le boyau

Solution dans laquelle baigne le boyau

Après 30 minutes

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IN

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on

Après 60 minutes

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N

Après 15 minutes

Couleur

VA

Après 5 minutes

Présence de glucose

s

Initialement

Couleur

iti

Interprétations et conclusions

1) Quels sont les composés qui ont franchi la paroi du boyau ? Justifie ton affirmation.

Ed

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2) Comment expliques-tu le sens de migration ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3) Comment appelle-t-on ce mode de transport ?

100

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Ce sont des producteurs

3

4) Quel composé traverse le plus rapidement la paroi du boyau ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5) Quel composé ne peut pas traverser la paroi du boyau ? Justifie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

on

s

VA

N

IN

6) Sur le schéma de la « saucisse » ci-dessous, précise le trajet des différentes substances qui ont traversé la paroi du boyau en indiquant la substance et le sens de migration.

iti

7) Propose un modèle explicatif du phénomène observé. Émets une hypothèse qui permettrait d’expliquer ce phénomène. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ed

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8) Les biologistes affirment que la membrane cytoplasmique présente une perméabilité sélective. Avec tes propres mots, explique ce que signifie cette affirmation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

101

3 ACTIVITÉ 7

L’EAU SE DÉPLACE – Expérimenter, expliquer un phénomène

La pomme de terre (Solanum tuberosum) est une plante vivace munie de tiges souterraines nommées tubercules, lieux de stockage de l’amidon.

Matériel Chimique

– 1 grosse pomme de terre

– eau distillée – sel de cuisine (NaCl) – liquide physiologique (solution NaCl 9 g/L aux propriétés semblables à celles du cytoplasme)

Mode opératoire

on

s

VA

1. Coupe la pomme de terre de façon à avoir un fond plat sur lequel la poser.

IN

– couteau

Biologique

N

Physique

Ed

iti

2. Du côté opposé, creuse trois puits d’environ 1,5 cm de profondeur en les espaçant le plus possible (attention de ne pas percer le fond).

3. Dans le premier puits, verse de l’eau distillée jusqu’à ras bord.

4. Dans le deuxième puits, verse du liquide physiologique jusqu’à ras bord.

5. Dans le dernier puits, verse du sel de cuisine jusqu’à ras bord.

6. Après 15 minutes, observe les modifications intervenues dans les 3 puits.

102

Ce sont des producteurs

3

Résultats et interprétations 1) Complète le tableau suivant.

Puits 3 Sel de cuisine

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N

Décris les déplacements de l’eau

Puits 2 Liquide physiologique

IN

Observations

Puits 1 Eau distillée

Après 15 minutes

Ed

iti

on

s

En début d’expérience

VA

2) Complète les schémas suivants en indiquant le contenu des puits et en précisant, par des flèches correctement orientées, les déplacements de l’eau.

3) Émets une hypothèse expliquant les déplacements d’eau que l’on appelle « osmose ». . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

103

3 ACTIVITÉ 8

L’OSMOSE À L’ÉCHELLE CELLULAIRE – Expérimenter, expliquer un phénomène

Matériel Biologique

– microscope – lames porte-objet et lamelles couvre-objet – scalpel – pince fine – papier essuie-tout – marqueur pour verre – 3 verres de montre

– bulbe d’oignon frais (rouge de préférence)

– Si tu utilises un bulbe d’oignon blanc, solution de rouge neutre dans un flacon compte-gouttes ; le rouge neutre colore la vacuole en rouge-rose lorsque la cellule est en vie, sinon, il colore le cytoplasme.

– eau distillée – solution de saccharose à 342 g/L

N

Mode opératoire et observations

Chimique

IN

Physique

1. Numérote les 3 verres de montre et remplis le premier avec de l’eau distillée, le deuxième avec la solution de saccharose et le troisième avec la solution de rouge neutre si tu n’utilises pas des oignons rouges.

VA

2. Coupe un bulbe d’oignon en deux et prélève trois fragments, les plus minces possible, d’épiderme de la face interne d’une feuille charnue (voir activité 3). Prends la partie colorée si tu utilises des oignons rouges.

3. Si tu utilises un bulbe d’oignon blanc, place les 3 fragments d’épiderme dans la solution de rouge neutre pendant cinq minutes.

s

4. Ensuite, place un de ces fragments d’épiderme dans le verre de montre contenant l’eau distillée et les deux autres dans le verre de montre contenant la solution de saccharose.

on

5. Laisse les fragments 5 minutes dans leur solution.

6. Réalise une première préparation microscopique, dans une goutte d’eau distillée, avec le fragment placé dans l’eau distillée. Observe ta préparation au microscope.

iti

7. Réalise une deuxième préparation microscopique, dans une goutte de solution de saccharose, avec un des fragments placés dans la solution de saccharose. Observe ta préparation sans attendre.

Ed

8. Réalise un dessin légendé de quelques cellules des deux premières préparations.

104

3

VA

N

IN

Ce sont des producteurs

19. Réalise une troisième préparation microscopique, dans une goutte d’eau distillée, avec le second fragment placé dans la solution de saccharose. Observe ta préparation au microscope sans attendre et pendant quelque temps.

s

10. Décris en quelques mots ce que tu observes. Compare tes observations avec les précédentes.

on

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Interprétations

Propose une hypothèse expliquant les phénomènes observés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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105

En théorie…

3 Les substances que la plante prélève dans son environnement pénètrent par diffusion et osmose.

Dans l’air et dans l’eau, les molécules se déplacent les unes par rapport aux autres.

Cette agitation moléculaire est à l’origine de la diffusion.

L’osmose est le mécanisme par lequel les molécules d’eau libres, non associées aux solutés, se déplacent à travers une membrane qui lui est perméable. Si la membrane sépare deux milieux de même concentration en substances dissoutes, les milieux sont dits isotoniques.

Sinon, l’eau diffuse à travers la membrane du milieu le moins concentré en substances dissoutes, solution hypotonique, vers le milieu le plus concentré, solution hypertonique.

Eau peu concentrée en glucose

Eau plus concentrée en glucose

VA

Une goutte d’encre diffuse lentement dans un volume d’eau immobile jusqu’à obtention d’un milieu homogène.

N

IN

Diffusion globale de l’eau

on

s

Si deux solutions de concentrations différentes en un soluté sont séparées par une membrane qui lui est perméable, le soluté traverse la membrane en se déplaçant de la solution où il est le plus concentré vers la solution où il l’est le moins, et finalement les concentrations s’équilibrent de part et d’autre de la membrane.

Eau riche en dioxyde de carbone

Eau pauvre en dioxyde de carbone

Ed

iti

Diffusion globale du CO2

Membrane perméable au CO2

Diffusion du dioxyde de carbone du milieu riche en dioxyde de carbone vers le milieu pauvre en dioxyde de carbone

106

Membrane seulement perméable à l’eau

L’osmose est la diffusion d’eau d’un milieu moins concentré en soluté vers un milieu plus concentré en soluté.

Ces deux phénomènes, la diffusion et l’osmose, se déroulent en même temps à travers la membrane des cellules de la plante.

Ce sont des producteurs

3

4 Quel est le devenir des éléments absorbés

par la plante ?

ACTIVITÉ 9

LA PLANTE ÉCHANGE-T-ELLE D’AUTRES COMPOSÉS AVEC SON ENVIRONNEMENT ?

Interpréter et conclure

Tubes placés à l’obscurité

VA

Tubes placés à la lumière

N

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Il est possible de mettre en évidence la présence de dioxygène dans une solution aqueuse : une solution de bleu de méthylène décolorée vire au bleu en présence de dioxygène.

4 tubes à essai sont numérotés et remplis aux 3/4 d’eau ; on y ajoute 1 ml de la solution de bleu de méthylène décoloré.

Dans les tubes 2 et 4, on place un rameau d’élodée.

On verse ensuite dans chaque tube un filet d’huile, jusqu’à avoir une couche d’huile d’environ 5 mm à la surface de l’eau.

Les tubes 3 et 4 sont placés à l’obscurité et les tubes 1 et 2 sont placés devant une source de lumière, pendant deux heures.

Le tableau suivant donne les observations réalisées.

Tube 2

Tube 3

Tube 4

Ed

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En début d’expérience

on

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Tube 1

Après 2 heures

107

3

1) Pourquoi a-t-on déposé une couche d’huile dans chaque tube à essai ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2) Quels sont les paramètres identiques aux 4 tubes, c’est-à-dire les constantes ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3) Quelles sont les conditions expérimentales qui diffèrent, c’est-à-dire les variables, d’un tube à l’autre ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4) Observes-tu des changements de couleur ? Dans quel(s) cas ?

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5) Interprète ces changements de couleur.

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6) Quelles conclusions peux-tu tirer de cette expérience ?

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7) Dessine un tube contenant une élodée et, sur ce dessin, modélise tes conclusions par des flèches correctement orientées et légendées.

108

Ce sont des producteurs ACTIVITÉ 10

3

QUE FABRIQUE LA PLANTE ? – Interpréter et conclure

Un groupe d’étudiants a réalisé l’expérience suivante.

Des plantes aquatiques sont placées dans deux aquariums maintenus à 20 °C. Le premier aquarium est exposé à la lumière pendant 48 h tandis que le second est maintenu à l’obscurité durant la même période.

Après ces deux jours, on prélève quelques plantes de chaque aquarium. On les traite à l’eau bouillante qui fait éclater les tissus puis à l’alcool bouillant qui les décolore. On prélève des feuilles de chaque lot et on les soumet au test au lugol qui met en évidence la présence d’un polysaccharide, l’amidon : le lugol jaune vire au bleu sombre en présence d’amidon.

1) Quelles conclusions peux-tu tirer de cette expérience ?

IN

Les feuilles provenant des plantes exposées à la lumière se colorent en bleu sombre tandis que les feuilles issues de plantes maintenues à l’obscurité ne changent pas de couleur.

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2) Modélise tes conclusions.

3) La fabrication de glucide par la plante s’appelle la photosynthèse. Ce terme est-il approprié ? Justifie ta réponse par l’étymologie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3

ACTIVITÉ 11

QUE FAUT-IL ENCORE À LA PLANTE POUR FABRIQUER L’AMIDON ?

Interpréter et conclure

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Des expériences de mise en évidence de l’amidon sont réalisées sur un lierre panaché, exposé préalablement à la lumière durant 24 h. Ces expériences utilisent Le lugol jaune qui vire au bleu sombre en présence d’amidon.

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Le lierre commun (Hedera helix) est une plante grimpante dont les variétés se distinguent par la forme des lobes foliaires et la couleur des feuilles, certaines variétés présentant un feuillage panaché vert et blanc.

iti

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On prélève quelques feuilles et on les plonge dans de l’éthanol bouillant pendant 5 minutes afin de les décolorer.

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On plonge les feuilles dans une solution de Lugol et on observe le résultat ci-contre.

1) Interprète les résultats obtenus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2) Quel est le facteur nécessaire à la photosynthèse mis en évidence dans cette expérience ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4.1 La photosynthèse chlorophyllienne

La plante utilise le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O) pour fabriquer du glucose (C6H12O6) au cours d’un processus qu’on appelle la photosynthèse chlorophyllienne. La plante utilise ce glucose et des éléments minéraux supplémentaires prélevés dans le milieu extérieur pour la fabrication de ses autres substances organiques (protides, lipides, autres glucides...). Elle en utilise une partie pour sa croissance, son fonctionnement et met l’excédent en réserve. La plante étant capable de fabriquer ses matières organiques à partir de matières minérales est qualifiée d’autotrophe.

4.1.1 Dans quelles ­conditions la plante réalise-t-elle la ­photosynthèse ?

3

En théorie…

Ce sont des producteurs

VA

N

IN

La fabrication de glucose se déroule dans les organes verts exposés à la lumière. D’où le nom donné à cette réaction : « photo » pour lumière et « synthèse » pour fabrication.

4.1.2 Pourquoi les plantes vertes sont-elles vertes ?

POURQUOI LES PLANTES VERTES SONT-ELLES VERTES ? – Mener à bien

s

ACTIVITÉ 12

on

une démarche expérimentale

Matériel

iti

L’épinard (Spinacia oleracea) est une plante herbacée cultivée comme légume. On ne l’observe plus à l’état sauvage.

Ed

Physique

– 1 cylindre gradué de 250 ml minimum – 1 bouchon de liège – mortier et pilon – sable du Rhin – 1 berlin – 1 entonnoir – papier filtre – bande de papier à chromatographie (à défaut, bande de papier filtre) – attache trombone – pipette Pasteur

Biologique – 3 feuilles d’épinard bien vertes

Chimique – solution à chromatographie (85 % éther de pétrole, 15 % acétone) – éthanol dénaturé à 90°

111

3

Mode opératoire Prépare les extraits de plantes 1. Découpe les feuilles d’épinard en petits morceaux que tu places dans le mortier avec un peu de sable.

IN

2. Verse quelques ml d’éthanol dénaturé dans le mortier et broie les feuilles.

on

s

VA

N

3. Filtre le contenu du mortier. Garde précieusement le filtrat à l’abri de la lumière. Celui-ci sera appelé « extraits de plantes ».

Ed

iti

Prépare un chromatographe suivant le modèle ci-contre

Bouchon de liège

Attache trombone

Cylindre gradué

Papier à chromatographie

112

Ce sont des producteurs

3

N

1.

Verse la solution à chromatographie dans le cylindre gradué sur une hauteur de 2 cm et bouche soigneuse­ ment le cylindre avec le bouchon de liège.

2. À 2,5 cm du bas du papier à chromatographie, trace un léger trait au crayon.

3. À l’aide d’une pipette Pasteur, prélève des extraits de plantes.

4.

Dépose plusieurs petites gouttes successives le long du trait en veillant à obtenir un trait fin. Laisse sécher.

Recommence l’opération 3 fois.

5.

Suspends ton papier à chromatographie dans le cylindre gradué et ferme-le. Le bas du papier doit tremper dans la solution, mais le trait doit rester audessus du liquide et le papier ne peut pas toucher les bords du cylindre.

6.

Laisse le front du solvant migrer sur une dizaine de cm.

7.

Retire ton papier à chromatographie du cylindre gradué.

IN

Procède à la chromatographie des extraits de plantes

Observations et interprétations

s

VA

1) Repère et entoure les zones colorées sur ta bande de papier à chromatographie.

2) Identifie les différents pigments et indique leur nom.

Normalement, les extraits végétaux renferment quatre types de pigments qui sont : • la chlorophylle b vert clair ; • la chlorophylle a vert plus foncé ; • le carotène orange ; • les xanthophylles jaunes.

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Colle ici ta bande de papier

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3

Conclusions 1) Pourquoi les plantes sont-elles vertes ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2) Justifie l’utilisation de l’expression « photosynthèse chlorophyllienne » par les biologistes lorsqu’ils évoquent la fabrication de glucides par les plantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IN

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Ed

iti

on

s

VA

N

3) Dessine un tube contenant une plante aquatique et, sur ce dessin, modélise les conclusions obtenues dans cette expérience et dans les activités 4, 9, 10 et 11 par des flèches correctement orientées et légendées.

114

IN

La couleur verte de certains organes de la plante est due à un groupe de pigments particuliers : les chlorophylles. Celles-ci apparaissent vertes, car elles absorbent le rouge et le bleu et diffusent le vert. Il existe d’autres pigments, les xanthophylles jaunes et les carotènes orangés, qui sont masqués par les chlorophylles dans les organes verts. À l’inverse, ces pigments masquent les chlorophylles chez certaines espèces.

L’énergie lumineuse absorbée par les chlorophylles est transformée, dans les chloroplastes, en énergie chimique contenue dans les molécules de glucose.

4.1.3 Bilan et rôle de la p ­ hotosynthèse

VA

s

 glucose + dioxygène

on

dioxyde + eau + énergie de carbone

N

Le principe de la photosynthèse est la réorganisation des éléments chimiques (C, H, O) grâce à l’énergie lumineuse. Au départ de dioxyde de carbone et d’eau, la plante fabrique du glucose (C6H12O6) qu’elle stocke sous forme d’amidon, et du dioxygène. De cette manière, le carbone est assimilé par la plante.

Le bilan de la photosynthèse s’écrit :

3

En théorie…

Ce sont des producteurs

iti

et peut être modélisé par un schéma :

Ed

ou par l’équation bilan :

6 CO2 + 6 H2O + énergie → C6H12O6 + 6 O2

À l’automne, les feuilles vertes des arbres, comme celles du hêtre des bois (Fagus sylvatica), perdent progressivement leurs chlorophylles et laissent apparaître d’autres pigments, les xanthophylles jaunes et les carotènes orangés.

115

3

ACTIVITÉ 13

INFLUENCE DES FACTEURS EXTÉRIEURS SUR L’INTENSITÉ DE LA PHOTOSYNTHÈSE interpréter, communiquer, prévoir

De nombreuses expériences ont été réalisées dans le but d’étudier l’influence des facteurs extérieurs sur l’intensité de la photosynthèse. Nous reprendrons les résultats d’une étude réalisée par J. Otte avec des plantes aquatiques (genre Cabomba) utilisées par les aquariophiles.

N

IN

Pour visualiser la photosynthèse et évaluer son intensité, ces expériences mesurent la quantité d’un produit de la photosynthèse : le dioxygène. Celui-ci se dégage des plantes aquatiques sous forme de bulles. Plus importante est l’activité photosynthétique, plus important est le dégagement de dioxygène. En comptant le nombre de bulles dégagées par minute, il est possible d’estimer l’activité photosynthétique de la plante.

1. Éclairement et photosynthèse

VA

À la surface des ornières inondées et des mares, on voit souvent en été de grosses bulles verdâtres : il s’agit de colonies d’algues filamenteuses gonflées par le dioxygène que ces plantes produisent par photosynthèse lorsque l’ensoleillement est important.

on

s

L’intensité lumineuse dépend de la distance entre l’objet éclairé et la source de lumière. En diminuant la distance entre la lampe et le plant de Cabomba, on augmente son éclairement. Seul l’éclairement varie, les autres conditions expérimentales sont identiques.

Ed

iti

Résultats

116

Intensité de la photosynthèse (nombre de bulles/min)

Distance spot-plante (cm)

Éclairement (lux)

185,0

1 125

10

133,0

2 250

14

85,0

4 500

26

55,5

9 000

38

31,5

18 000

49

Ce sont des producteurs

3

Traitement des données, interprétations et conclusions

on

s

VA

N

IN

1) À partir des données du tableau, trace, sur papier millimétré, un graphique de l’intensité de la photosynthèse en fonction de l’éclairement.

2) L’éclairement influence-t-il l’activité photosynthétique ? Justifie.

iti

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Ed

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3) Quelle relation existe-t-il entre l’intensité lumineuse et l’activité photosynthétique ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4) Écris l’équation bilan de la photosynthèse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5) Situe dans l’équation bilan l’intervention de la lumière. Comment l’équation bilan peut-elle rendre compte des résultats expérimentaux ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

117

3

2. Température et photosynthèse Dans cette expérience, seule la température varie, les autres conditions expérimentales sont identiques.

Résultats Intensité de la photosynthèse (nombre de bulles/min)

12

4

20

12

28

54

35

86

42

90

49

56

55

27

60

0

IN

Température (°C)

N

Traitement des données, interprétations et conclusions

Ed

iti

on

s

VA

1) À partir des données du tableau, trace, sur papier millimétré, un graphique de l’intensité de la photosynthèse en fonction de la température.

118

Ce sont des producteurs

3

2) La température influence-t-elle l’activité photosynthétique ? Justifie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3) Quelle relation existe-t-il entre la température et l’activité photosynthétique ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Prévisions

IN

Penses-tu que la température à laquelle l’activité de la photosynthèse est maximale est la même pour toutes les plantes ? Justifie ta réponse. Imagine une expérience permettant de valider ta réponse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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VA

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119

3

3. Quantité de dioxyde de carbone dans le milieu et ­photosynthèse Dans cette expérience, on fait varier la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans le milieu. Les autres conditions expérimentales restent identiques.

Par facilité, la solution la plus riche en dioxyde de carbone sera prise comme référence : 100 %. La solution dépourvue de dioxyde de carbone sera ainsi notée 0 %.

Résultats Intensité de la photosynthèse (nombre de bulles/min)

0

0

10

4

30

13

40

17

50

21

60

17

70

18

80

17

90

12

VA

N

IN

Quantité de CO2 disponible dans le milieu (%)

100

9

Ed

iti

on

s

1) À partir des données du tableau, trace, sur papier millimétré, un graphique de l’intensité de la photosynthèse en fonction de la quantité de CO2 dans le milieu.

120

Ce sont des producteurs

3

2) La quantité de dioxyde de carbone présente dans le milieu influence-t-elle l’activité photosynthétique ?

Justifie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3) Quelle relation existe-t-il entre la quantité de dioxyde de carbone présente dans le milieu et l’activité photosynthétique ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4) Écris l’équation bilan de la photosynthèse.

N

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5) Situe dans l’équation bilan l’intervention du dioxyde de carbone. Comment l’équation bilan peut-elle rendre compte des résultats expérimentaux ?

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121

3

ACTIVITÉ 14

VARIATION DE L’INTENSITÉ DE LA PHOTOSYNTHÈSE – Analyser des graphiques et conclure

Des scientifiques ont étudié l’influence de l’éclairement sur l’activité photosynthétique de différentes plantes vertes. Ils ont présenté leurs résultats sous forme de graphique.

L’intensité de la photosynthèse est donnée en unité arbitraire (UA).

Plante de soleil

40 35 30

IN

25

Plante d’ombre

20 15 10 0

0

20

N

5

40 60 80 100 Éclairement (% de l’éclairement solaire direct)

VA

Intensité de la photosynthèse (UA)

Intensité de la photosynthèse en fonction de l’éclairement

Analyse ce graphique et tires-en les conclusions.

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122

Dans l’obscurité, les plantes n’assimilent pas de carbone. Plus l’intensité lumineuse augmente, plus les plantes assimilent de carbone. Il y a toutefois une limite à la capacité d’assimilation : il existe une intensité maximale au-delà de laquelle l’assimilation n’augmente plus.

La quantité de dioxyde de carbone dans le milieu extérieur

VA

L’assimilation du carbone augmente avec la quantité de dioxyde de carbone disponible, mais ici aussi, avec un plafond au-delà duquel les plantes n’en assimilent pas plus.

IN

L’intensité lumineuse

L’eau et les substances minérales sont absorbées au niveau des racines et doivent être partagées entre tous les organes de la plante.

Deux types de vaisseaux interviennent dans le transport : le xylème et le phloème.

Le xylème assure la circulation de la sève minérale (sève brute), constituée d’eau et de substances minérales. La sève minérale monte jusqu’à la cime des plus hauts arbres grâce au phénomène d’évapotranspiration.

Au niveau des feuilles, l’eau s’évapore, ce qui provoque une aspiration d’eau dans les parties sous-jacentes. D’autres phénomènes comme la poussée radiculaire contribuent à l’ascension de la sève minérale.

Le phloème assure la circulation de la sève organique (sève élaborée) qui permet l’approvisionnement en glucose de toutes les cellules de la plante. Dans les vaisseaux du phloème, la sève organique est mise sous pression, ce qui assure sa circulation.

N

4.1.4 Quels sont les facteurs environnementaux qui influencent l’intensité de la photosynthèse ?

3

En théorie…

Ce sont des producteurs

La température

L’espèce

on

s

L’intensité de la photosynthèse augmente avec la température jusqu’à une température optimale. Au-delà de cet optimum, plus la température augmente, plus l’intensité de la photosynthèse diminue.

Ed

iti

Les exigences de luminosité, de température et de quantité de dioxyde de carbone dans le milieu varient d’une espèce à l’autre, ce qui est à mettre en relation avec leurs préférences pour certains écosystèmes.

4.2 Comment les substances nutritives sont‑elles trans­ portées et distribuées au sein de la plante ?

Le glucose est fabriqué uniquement dans les organes verts, mais il est la source de carbone pour toutes les cellules de la plante. Par conséquent, il doit être transporté et distribué.

Flux de la sève minérale dans le xylème Flux de la sève organique dans le phloème

123

3 4.3 Utilisation des substances nutritives par la plante Le glucose, l’eau et les substances minérales sont utilisés par les cellules pour fabriquer leur propre matière organique : lipides, protides, autres glucides...

Cette fabrication nécessite de l’énergie fournie par la respiration, réalisée par toutes les cellules. Elles respirent aussi bien le jour que la nuit.

4.4 Le bilan des échanges gazeux Le jour, une plante éclairée photosynthétise plus qu’elle ne respire ; le bilan de ces deux activités fait qu’elle consomme du dioxyde de carbone et produit du dioxygène. La nuit, à l’obscurité, seule la respiration se passe. Sur un cycle de 24 h, la plante consomme globalement du dioxyde de carbone et produit du dioxygène.



dioxyde + eau + énergie de carbone

VA

et peut être modélisé par un schéma :

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + énergie

on

s

La respiration cellulaire se produit aussi bien chez les plantes que chez les animaux et leur fournit l’énergie.

Ed

iti

En théorie…

ou par l’équation bilan :

124

N

glucose + dioxygène

IN

Le bilan de la respiration s’écrit :

Ce sont des producteurs

ACTIVITÉ 15

3

RESPIRATION ET/OU PHOTOSYNTHÈSE – Analyser et interpréter des graphiques

300

150

200

100

IN

200

50

100

0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Temps (min)

VA

0

Concentration en O2 (UA)

400

N

Concentration en CO2 (UA)

Des algues unicellulaires chlorophylliennes sont placées dans un bioréacteur durant 20 minutes. Des capteurs y mesurent les concentrations de dioxyde de carbone et de dioxygène tout au long de l’expérience.

Un logiciel de traitement de données permet d’établir le graphique suivant.

Quels traitements imposés à ces algues pourraient expliquer les courbes obtenues ?

q a. Les algues sont exposées à la lumière de 0 à 4 min puis elles ont été placées à l’ombre avant d’être mises

Ed

iti

on

s

à l’obscurité de t = 7,5 min à t = 10 min. De t = 10 min à t = 15 min, elles ont reçu le même éclairement qu’en début d’expérience. q b. Les algues sont restées à l’obscurité de 0 à 4 min puis elles ont été placées à la lumière avec une augmentation de l’éclairement à 7,5 min avant d’être remises à l’obscurité à t = 10 min. q c. Les algues ont été placées à la lumière les 10 premières minutes et à l’obscurité de t = 10 min à t = 15 min. q d. Les algues ont été placées à l’obscurité les 10 premières minutes puis elles ont été exposées à la lumière de t = 10 min à t = 15 min.

125

3

Activités complémentaires SAVOIR 1) Complète la grille de mots croisés.

8 1

IN

2

3

11

N

4 9

10

VA

5

6

on

s

7

Ed

iti

11. P igments verts des plantes leur permettant d’utiliser l’énergie lumineuse 12. C orps pur simple produit par les plantes lors de la photosynthèse 13. Processus au cours duquel la plante utilise du dioxyde de carbone et de l’eau pour fabriquer du glucose 14. Qualifie un organisme capable de fabriquer ses matières organiques à partir de matières ­minérales 15. O rganisme aux cellules entourées d’une paroi cellulosique et réalisant la photosynthèse 16. Processus au cours duquel le glucose est dégradé, libérant ainsi de l’énergie 17. I ls apportent des éléments nutritifs dans le but d’augmenter le rendement des cultures.

18. Culture des plantes placées sur des dispositifs contenant des solutions nutritives dans lesquelles les racines plongent 19. P olysaccharide composé de molécules de glucose 10. S ubstance inorganique naturelle présente dans le sol ou l’eau 11. Molécule organique fabriquée par la plante lors de la photosynthèse

126

Ce sont des producteurs

3

VA

N

IN

2) En t’appuyant sur un schéma simple, modélise et explique la nutrition d’une plante terrestre.

3) Décris l’influence de la lumière sur la photosynthèse.

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s

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on

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iti

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Ed

4) Quel est le rôle de la photosynthèse ?

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5) Définis les termes suivants.

• CELLULE VÉGÉTALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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• CELLULOSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

• CYTOPLASME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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• NOYAU

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6) Donne un titre à cette photo et légende-la.

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Ce sont des producteurs

3

7) Donne les rôles des structures suivantes. a) Paroi cellulosique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b) Membrane cytoplasmique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c) Plaste

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8) Sélectionne les affirmations correctes relatives à la vacuole des cellules végétales. q a. La vacuole peut être colorée. q b. La vacuole contient de l’amidon. q c. La vacuole rejette les déchets toxiques. q d. La vacuole occupe la quasi-totalité du volume des cellules adultes. q e. La vacuole peut contenir des réserves glucidiques et protéiques. q f. La sortie d’eau provoque la turgescence.

9) Explique les différences : a) entre osmose et diffusion.

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b) entre sève minérale et sève organique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3

SAVOIR FAIRE

Dans cette expérience, on utilise le bleu de bromothymol, un indicateur coloré que tu as déjà utilisé à l’activité 4. La couleur d’une solution de bleu de bromothymol permet d’évaluer la concentration de dioxyde de carbone dissous dans la ­solution comme le montre l’échelle ­colorimétrique ci‑contre.

Concentration de dioxyde de carbone dissous

1) Une expérience de physiologie végétale

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N

IN

Couleur de la solution

On prépare 5 tubes à essai que l’on ­remplit aux 2/3 d’une solution de bleu de b ­ romothymol quelque peu enrichie en dioxyde de c­ arbone.

Dans les tubes 2 et 3, on place un rameau d’élodée et dans les tubes 4 et 5, un morceau de ­tubercule de pomme de terre.

On verse ensuite dans les 5 tubes un peu d’huile pour empêcher les échanges avec le milieu extérieur.

Les tubes 3 et 5 sont placés à l’obscurité et les 3 autres tubes sont exposés à la lumière d’un ­projecteur LED de 6 W.

2

4

3

5

s

1

À l’obscurité

À la lumière

Ed

iti

on

Après 180 minutes, on observe les différents tubes.

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5

1

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Analyse et interprète les résultats obtenus.

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Ce sont des producteurs

3

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Intensité de la photosynthèse (UA)

2) Des scientifiques ont étudié l’influence de la quantité de dioxyde de carbone du milieu sur l’activité photosynthétique des plantes vertes. Ils ont présenté leurs résultats sous forme de graphique.

L’intensité de la photosynthèse est donnée en unité arbitraire (UA).

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0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 Teneur en dioxyde de carbone (UA)

Analyse ce graphique et tires-en les conclusions.

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3) L’expérience suivante est menée avec une cellule artificielle dont la membrane est perméable à l’eau (H2O) et aux ions Na+ et Cl-.

On remplit la cellule artificielle d’une solution aqueuse de chlorure de sodium (9 g/L) et on la place dans une solution aqueuse de chlorure de sodium (18 g/L). En solution aqueuse, le chlorure de sodium se trouve sous forme d’ions Na+ et Cl-. En utilisant un vocabulaire scientifique précis, ­explique quels seront les mouvements respectifs des molécules d’eau et des ions Na+ et Cl– . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4) La plante verte échange du dioxygène (Ú) et du dioxyde de carbone (Ú) avec son environnement. a) Sélectionne le modèle qui illustre au mieux ces échanges lorsque la plante est maintenue à la l­umière.

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C’est le modèle ........................................... b) Justifie ton choix.

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5) Modélise le bilan de la respiration en utilisant les termes suivants : dioxyde de carbone, dioxygène, eau, énergie et glucose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Table des matières

Table des matières Comment utiliser BIO pour tous ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Les compétences terminales et savoirs requis en sciences de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Les compétences terminales et savoirs requis en sciences générales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Chapitre 1 Le vivant : ce que tu sais déjà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

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1 La biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2 Mais qu’est-ce que le vivant ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1 Les vivants utilisent de la matière et de l’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2 Les vivants ressentent et réagissent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3 Les vivants se reproduisent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.4 Les vivants s’adaptent et évoluent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.5 Les vivants sont constitués d’une unité fondamentale : la cellule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 À chacun sa place, à chacun son maillon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 Le vocabulaire relatif aux savoirs et savoir-faire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Chapitre 2 Nous sommes des consommateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

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1 De l’assiette à la cellule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Que mange-t-on ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 On est ce qu’on mange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 Les glucides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 Les lipides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 Les protides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 L’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5 Les éléments minéraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.6 Les fibres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.7 Les vitamines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Le grand voyage des aliments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 La bouche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 L’œsophage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.3 L’estomac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.4 L’intestin grêle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5 Le gros intestin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 Le dernier voyage des nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1 Le sas d’entrée : l’absorption des nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.2 La voie navigable : transport et distribution des nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.3 Les nutriments arrivent au bout de leur voyage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.4 Comment la cellule produit-elle son énergie en l’absence de dioxygène ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Se nourrir : une question d’équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.1 Les besoins énergétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.2 La santé dans l’assiette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.3 Manger c’est bien, bien manger c’est mieux ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 Les dysfonctionnements alimentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1 Les maladies liées à l’apport quantitatif en aliments ou nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2 Les maladies liées à la nature des aliments consommés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3 Les maladies métaboliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Activités complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 18 25 28 28 29 29 30 30 31 33 40 40 44 44 46 50 50 51 51 54 55 57 61 64 68 69 70 71 72

183

Chapitre 3 Ce sont des producteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

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1 Anatomie externe d’une plante à fleurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2 Quelle est la structure des cellules végétales ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3 La plante se nourrit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.1 Quelles sont les substances minérales nécessaires à la plante ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.2 Les plantes sont ce qu’elles absorbent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.3 Le modèle de la nutrition végétale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.4 Par quels mécanismes les plantes échangent-elles des substances

avec leur environnement ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4 Quel est le devenir des éléments absorbés par la plante ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.1 La photosynthèse chlorophyllienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.1.1 Dans quelles conditions la plante réalise-t-elle la photosynthèse ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.1.2 Pourquoi les plantes vertes sont-elles vertes ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.1.3 Bilan et rôle de la photosynthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.1.4 Quels sont les facteurs environnementaux qui influencent l’intensité de la photosynthèse ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 4.2 Comment les substances nutritives sont-elles transportées et distribuées

au sein de la plante ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 4.3 Utilisation des substances nutritives par la plante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.4 Le bilan des échanges gazeux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Activités complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Chapitre 4 L’écosystème, une mécanique bien huilée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

164 166 169 172 174

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 Les êtres vivants vivent dans des écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1 L’écosystème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2 Les relations entre les êtres vivants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.1 Les relations intraspécifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.2 Les relations interspécifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Pourquoi les organismes s’installent-ils dans un endroit plutôt que dans un autre ? . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1 Le sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.2 L’eau, un autre milieu de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.3 La lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4 Les perturbations du biotope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 L’écosystème, une multitude de relations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 La diversité dans les niveaux trophiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1 Les vivants utilisent de la matière et de l’énergie qu’ils prélèvent dans l’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2 Tout écosystème est traversé par deux flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 L’équilibre des écosystèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 Le cycle du carbone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Activités complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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134 140 143 143 145 152 152 152 153 154 154 164