BIOLOGIE : Chapitre 2

1. BIOLOGIE : Chapitre 2 V. Lambot, L. Fouriau Année 2010 - 2011 La nutrition végétale et la transformation d’énergie

2. Influence de l’eau sur les végétaux

3. Besoin en eau lors de la germination Expérience : Eau Sanseau Trop d’eau

4. Eau Trop d’eau Sanseau

5. Sanseau Eau Trop d’eau

6. CONCLUSION : La graine a besoin d’eau pour germer

7. L’évapotranspirationExpérience CONCLUSION : La plante perd de l’eau par ses feuilles, au niveau des stomates. C’est l’évapotranspiration Buée

8. 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.

9. L’évapotranspiration Page 4 • L’évapotranspiration joue deux grands rôles pour la plante : • 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… • L’évaporation de l’eau au niveau des feuilles permet à la plante de diminuer sa température.

10. La circulation dans la plante Plongeons la tige d’une fleur dans de l’eau colorée. Résultat : la fleur se colore. Expérience

11. La circulation dans la plante Page 5 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.

12. La turgescence de la plante Page 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.

13. Schéma d’une racine Page 5

14. La zone pilifère Cette 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

15. Page 6 SYNTHESE : Partie aérienne Racine Eau + sels minéraux

16. La loi du minimum Page 7 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.

17. De quoi sont constitués les végétaux?

18. De quoi une graine a-t-elle besoin pour germer ? Page 8 • Pour germer, la graine a besoin : • D’eau (H2O) • De sels minéraux

19. 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?

20. 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).

21. Rappel : le glucose

22. Page 10 CONCLUSION : Les végétaux sont composés de carbone sous la forme d’amidon stockés dans leurs feuilles.

23. 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?

24. La photosynthèse Page 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.

25. Chlorophylle  Amidon Lumière ou énergie lumineuse CO2 Sels minéraux Eau Schéma : la photosynthèse Page 12

26. Influence de la lumière sur les végétaux

27. Mise en situation : Page 13 • L’intérieur de la haie est dépourvue de feuilles • Les feuilles se tournent vers la lumière

28. Page 13 • CONCLUSION: • La lumière est importante à la vie des plantes

29. Expérience n°3 :

30. Lumière Absence de lumière La graine n’a pas besoin de lumière pour germer

31. Sans lumière la graine germe puis, la plantule devient jaune et meurt...

32. Expérience :   Page 14 Test au Lugol Remarque : Le Lugol devient noir en présence d’amidon Observation : une plante fabrique de l’amidon uniquement en présence de lumière

33. Page 14 • CONCLUSION: • La lumière est indispensable à la synthèse de l’amidon

34. Première synthèse…

35. Ce que nous connaissons déjà… En présence de lumière : Eau + gaz carbonique + sels minéraux  Amidon Page 15

36. Le modèle de la photosynthèse : Page 15 • 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 quiprovient de la transformation de l’énergie lumineuse lors de la photosynthèse.

37. Complétons la photosynthèse sur base de nos découvertes… Page 15 En présence de lumière : Eau + gaz carbonique + sels minéraux + Energie chimique  Amidon

38. Schématisons… Page 16 CO2 Lumière ou énergie lumineuse Synthèse d’amidon Sève minérale ascendante Sels minéraux Eau

39. Les végétaux, poumons de notre planète !

40. Mise en situation : Pourquoi dit-on de la forêt amazonienne qu’elle est le poumon de notre planète ? Page 17

41. Gaz ? Eau Végétaux Expérience : Page 17 Observation : le tison se ravive. La plante produit donc de l’oxyène (O2)

42. Affinons la photosynthèse sur base de nos découvertes… Page 17 En présence de lumière : Eau + gaz carbonique + sels min. + Energie lumineuse  Amidon + O2

43. Importance de la chlorophylle chez les végétaux

44. 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.

45. Expérience : Page 18 Observation : seules les parties chlorophilliennes de la plante sont capables de synthétiser de l’amidon (au centre des feuilles).

46. CONCLUSION : La chlorophylle est indispensable à la photosynthèse. On parle donc de photosynthèse chlorophyllienne. Page 18

47. Complétons la photosynthèse chlorophyllienne sur base de nos découvertes…

48. 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.

49. Schématisons : Page 20 O2 CO2 Lumière ou énergie lumineuse Sève élaborée Synthèse d’amidon Sève minérale ascendante Sels minéraux Eau

50. La respiration végétale