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BIOLOGIE : Chapitre 2. V. Lambot, L. Fouriau Année 2010 - 2011. La nutrition végétale et la transformation d’énergie. Influence de l’eau sur les végétaux. Besoin en eau lors de la germination. Expérience :. Eau. Sans eau. Trop d’eau. Eau. Trop d’eau. Sans eau. Sans eau. Eau. - PowerPoint PPT Presentation
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BIOLOGIE : Chapitre 2
La nutrition végétale et la transformation d’énergie
V. Lambot, L. Fouriau
Année 2010 - 2011
Influence de l’eau sur les végétaux
Besoin en eau lors de la germination
Expérience :
Trop d’eau Eau Sans eau
Sans eauEauTrop d’eau
Sans eauTrop d’eau Eau
CONCLUSION :
La graine a besoin d’eau pour germer
L’évapotranspirationExpérience
CONCLUSION :
La plante perd de l’eau
par ses feuilles, au
niveau des stomates.
C’est l’évapotranspiration
Buée
Qu’est ce qu’un stomate?
Un stomate est constitué de deux cellules stomatiques, entourant une petite ouverture, l'ostiole. Celui-ci débouche sur une cavité, la chambre sous-stomatique. L'ostiole s'ouvre ou se ferme selon les circonstances, afin de réguler les échanges gazeux entre la plante et son milieu.
L’évapotranspirationPage 4
L’évapotranspiration joue deux grands rôles pour la plante :
1. L’élimination d’eau au niveau des feuilles crée un appel constant en eau qui favorise la montée de l’eau des racines aux feuilles. La plante est comme traversée par un courant d’eau…
2. L’évaporation de l’eau au niveau des feuilles permet à la plante de diminuer sa température.
La circulation dans la planteExpérience
Plongeons la tige d’une fleur dans de l’eau colorée.
Résultat : la fleur se colore.
La circulation dans la plante
La circulation de l’eau se fait de bas en haut dans des vaisseaux
conducteurs fermés se situant dans la tige de manière rectiligne.
Le vaisseau de xylène est le vaisseaux transportant l’eau vers
les feuilles.
Page 5
La turgescence de la plantePage 5
L’eau donne sa rigidité à la plante en
augmentant la pression dans les cellules de
cette dernière.
C’est la turgescence. Sinon, il y a
flétrissement.
Schéma d’une racinePage 5
La zone pilifèreCette dernière est composée de poils absorbants.
C’est à ce niveau que la plante est capable d’absorber l’eau et les sels minéraux.
La solution constituée par l’eau et les sels minéraux s’appelle la sève minérale ou sève ascendante (qui monte)
Page 6
SYNTHESE : Page 6
Partie aérienne
RacineEau + sels minéraux
La loi du minimum
Cette loi est couramment illustrée par un tonneau en bois où chaque planche
correspond à un élément indispensable. Certaines planches sont plus courtes que les autres, l’eau fuit par la plus
courte.
A l'identique, la plante ne parvient pas à se développer de manière
optimale, tant que certains nutriments sont insuffisants.
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De quoi sont constitués les végétaux?
De quoi une graine a-t-elle besoin pour germer ?
Pour germer, la graine a besoin :
- D’eau (H2O)
- De sels minéraux
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Or… Lorsqu’on analyse la composition d’une plante, on observe la présence, jusqu’ici
inexpliquée, de CARBONE (C)…
Mais d’où vient
ce carbone?
Il est prouvé que les plantes contiennent beaucoup de carbone notamment sous la
forme de d’Amidon.
L’amidon est un glucide, composé d’un ensemble de molécules de glucose (page 11).
Rappel : le glucose
CONCLUSION :
Les végétaux sont composés de
carbone sous la forme d’amidon
stockés dans leurs feuilles.
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Mais comment « fabriquer » de l’amidon, composé d’atomes de
carbone, alors que ce dont se nourrit une plante ne contient pas
le moindre atome de carbone?
La photosynthèsePage 12
Le carbone nécessaire à la synthèse de l’amidon est d’origine minérale : il provient du CO2 contenu dans l’air qui est absorbé par les feuilles des plantes.
A partir du CO2, ainsi que grâce à la lumière, à l’eau et aux sels minéraux, la plante accomplit la photosynthèse, c’est-à-dire la synthèse de matière organique (amidon) à partir de matières minérales : les plantes sont autotrophes.
Pour cela, les plantes ont également besoin d’un pigment vert enfermé dans les cellules de leurs feuilles : la chlorophylle.
Schéma : la photosynthèse
Sels minérauxEau
Lumière ou énergie
lumineuseCO2
Chlorophylle Amidon
Page 12
Influence de la lumière sur les végétaux
Mise en situation :
•L’intérieur de la haie est dépourvue de feuilles•Les feuilles se tournent vers la lumière
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CONCLUSION:
La lumière est importante à la vie
des plantes
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Expérience n°3 :
La graine n’a pas besoin de lumière pour germer
Lumière Absence de lumière
Sans lumière la graine germe puis, la plantule devient jaune et meurt...
Expérience :
Observation : une plante fabrique de l’amidon uniquement en présence de lumière
Remarque : Le Lugol devient noir en présence d’amidon
Test au Lugol
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CONCLUSION:
La lumière est indispensable à la
synthèse de l’amidon
Page 14
Première synthèse…
Ce que nous connaissons déjà…
Eau + gaz carbonique + sels minéraux Amidon
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En présence de lumière :
Le modèle de la photosynthèse :
• Le mécanisme par lequel la plante fabrique de l’amidon à partir d’eau et de gaz carbonique sous l’action de la lumière est appelé la photosynthèse.
• L’amidon est la substance nutritive de la plante.
• La plante est capable, à elle seule, de se nourrir, elle est donc autotrophe.
• L’amidon renferme, en lui, de l’énergie chimique qui provient de la transformation de l’énergie lumineuse lors de la photosynthèse.
Page 15
Complétons la photosynthèse sur base de nos découvertes…
Eau + gaz carbonique + sels minéraux + Energie chimique Amidon
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En présence de lumière :
Schématisons… Page 16
Sels minérauxEau
Lumière ou énergie
lumineuse
CO2
Synthèse d’amidon
Sève minérale ascendante
Les végétaux, poumons de notre planète !
Pourquoi dit-on de la forêt amazonienne qu’elle est le poumon de notre planète ?
Page 17Mise en situation :
Expérience : Page 17
Eau
Végétaux
Gaz ?
Observation : le tison se ravive. La plante produit donc de l’oxyène (O2)
Affinons la photosynthèse sur base de nos découvertes…
Eau + gaz carbonique + sels min. + Energie lumineuse Amidon + O2
Page 17
En présence de lumière :
Importance de la chlorophylle chez les
végétaux
Nous avons vu que sous l’action de la lumière, la plante prenait une coloration verte due à
l’apparition de la chlorophylle.
Posons-nous la question de savoir si la chlorophylle, qui est une caractéristique des végétaux, joue un rôle dans la photosynthèse
ou non.
Expérience : Page 18
Observation : seules les parties chlorophilliennes de la plante sont capables de synthétiser de l’amidon (au centre des feuilles).
CONCLUSION : La chlorophylle est indispensable à la photosynthèse. On parle donc de photosynthèse chlorophyllienne.
Page 18
Complétons la photosynthèse chlorophyllienne sur base de nos
découvertes…
• La photosynthèse chlorophyllienne est le phénomène par lequel la plante, sous l’action de la lumière et grâce à la chlorophylle, synthétise de l’amidon à partir d’eau, de sels minéraux et de gaz carbonique, tout en produisant un déchet, l’oxygène.
• Cette synthèse permet à la plante de produire sa propre matière nutritive (l’amidon) et donc d’être autotrophe. Sa matière nutritive est appelée sève élaborée.
• Lors de la photosynthèse chlorophyllienne, l’énergie lumineuse (solaire) est utilisée par la plante et se retrouve sous forme d’énergie chimique dans l’amidon.
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Sels minérauxEau
Lumière ou énergie
lumineuse
CO2
Synthèse d’amidon
Sève minérale ascendante
Schématisons : O2
Sève élaborée
La respiration végétale
Mise en situation : Page 22
Nous savons que, dans les hôpitaux, il est interdit d’avoir une plante verte dans la
chambre la nuit.Pourquoi justement la nuit et pas la journée ?
Car la nuit, la plante respire :
elle absorbe l’O2 et rejette du CO2
Expérience :
Placer une plante dans un bocal fermé et opaque 2 ou 3 jours. Enlever la plante et plonger un tison enflammé ou
une bougie allumée dans le bocal.
Observation : La flamme s’éteint instantanément. La nuit, la plante absorbe de l’O2.
Page 22
Expérience :
Placer une plante aquatique dans un bocal d’eau opaque. Attendre quelques jours. Enlever la plante et verser un
peu d’eau de chaux dans l’eau.
Observation : L’eau de chaux se trouble. La nuit, la plante rejette du CO2.
Page 22
Synthèse générale
Les êtres vivants ont besoin d’énergie pour vivre. Nous avons vu dans le chapitre 2 que pour libérer
cette énergie : un être vivant doit se nourrir pour fournir les
NUTRIMENTS aux organes.un être vivant doit respirer pour fournir
l’OXYGENE aux organes et les débarrasser du CO2. L’oxygène va ainsi permettre l’ OXYDATION OU
COMBUSTION des nutriments (les glucides) afin de libérer l’énergie nécessaire pour accomplir les
fonctions vitales !Les végétaux captent l’O2 et rejettent le CO2 : ils
respirent !
La respiration est un mécanisme perpétuel (il ne peut s’arrêter puisque c’est lui qui permet la fabrication d’énergie) mais qui
est masqué pendant la journée par la production plus importante d’oxygène et la
consommation de CO2 (mécanisme de nutrition de la plante : la photosynthèse
chlorophyllienne)Ces 2 mécanismes sont complémentaires et
non antagonistes !!!
Complémentaires?
La photosynthèse fabrique la nourriture, le combustible.
La respiration la transforme en énergie.
Opposés?
La plante fabrique de l’O2 qu’elle reprend ensuite.
Mais attention, elle produit plus d’O2 qu’elle n’en consomme. Ce n’est pas une opposition!
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Comparaison entre une cellule végétale et
une cellule animale
La cellule végétalePage 26Paroi
cellulosique
Membrane cytoplasmique
Noyau
Vacuole
Cytoplasme
Chloroplaste
(Mitochondrie)
La cellule animale
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Noyau(Mitochondrie)
Membrane cytoplasmique
Cytoplasme
Comparaison entre la cellule animale et végétale
Tableau de comparaison :
Cellule animale Cellule végétaleForme arrondie Forme hexagonale
Pas de membrane cellulosique Membrane cellulosique (rigidité)
Pas de chloroplastes Chloroplastes (chlorophylle)
Vacuoles plus petites et plus nombreuses
1 ou 2 grandes vacuoles (réserve)
Photosynthèse au niveau de la cellule végétale…
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