ATELIER 1 : La production de matière organique

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1 ATELIER 1 : La production de matière organique Comment montrer que de la matière organique est fabriquée dans une plante chlorophyllienne*? Au niveau de quel organe cela se passe-t-il? Exploite avec précision les documents ci-dessous pour pouvoir répondre à ces questions. Pour t aider relis bien tes fiches méthode, choisis ta piste de difficultés et demande le coup de pouce correspondant. Je choisis quelle piste? Document 1 : la production d amidon par un plan de pélargonium Etude au niveau d un organe Un plant de pélargonium* en terre et bien arrosé est placé plusieurs heures à la lumière dans une pièce bien aérée. Les feuilles de l espèce utilisée sont intégralement vertes. Sur une feuille, on place un cache opaque à la lumière. L amidon est une substance constituant la matière organique, qui appartient à la famille des glucides. Il est produit par photosynthèse **. * Le pélargonium : il est communément appelé «géranium» * Photosynthèse : processus par lequel une plante placée à la lumière produit de la matière organique Au bout de plusieurs heures, deux feuilles sont prélevées de la plante dont celle qui était en partie recouverte d un cache (2). Elles sont traitées puis immergées dans de l eau iodée pendant quelques minutes. Ce réactif permet de mettre en évidence l amidon et colore en bleunoir les zones qui en contiennent. 1 2 Document 2 : étude de la production de matière organique au niveau cellulaire L élodée du Canada est une plante aquatique dont les feuilles sont très fines et faciles à observer au microscope. Elodée observée au microscope optique (X400) Elodée ayant subi l ajout d eau iodée, observée au microscope optique (X400)

2 Plante chlorophyllienne* : elle contient de la chlorophylle qui est un pigment vert situé dans les chloroplastes des cellules végétales (= sortes de «petits organes» = organites présents dans les cellules chlorophylliennes). Ce pigment intervient dans la fabrication de matière organique et la formation d énergie chimique nécessaire au fonctionnement des organes de la plante. La chlorophylle est essentiellement présente au niveau des feuilles. Mode de réalisation d une préparation microscopique à partir d une feuille d élodée et matériel nécessaire à la réalisation d un dessin d observation Réaliser une préparation : - Découpe une feuille d élodée avec le ciseau mis à ta disposition - Dispose la sur une lame et ajoute une goutte d eau. - Recouvre l ensemble d une lamelle et observe la préparation au microscope optique Dessiner des cellules observées au microscope optique : Matériel : Crayon de papier bien taillé ou un porte-mine Gomme Taille crayon Feuille non quadrillée Règle graduée

3 ATELIER 2 : Le devenir de la matière organique Que devient la matière organique au niveau des organes des plantes chlorophylliennes*? Dans les cellules de ces organes? Exploite avec précision les documents ci-dessous pour pouvoir répondre à ces questions. Pour t aider relis bien tes fiches méthode, choisis ta piste de difficultés et demande le coup de pouce correspondant. Je choisis quelle piste? Document 3: L utilisation de la matière organique par la plante Document 4 : le devenir de la matière organique dans un plant de pomme de terre «Dans tous les organes d une plante (feuille, racines, tige, fleurs, fruits, etc.), une partie de la matière organique produite est utilisée, avec le dioxygène de l air, pour libérer de l énergie. Cette énergie est indispensable au fonctionnement des organes de la plante et à la croissance des feuilles ou celle des racines.» D après SVT Hatier 2016 A la fin de l automne, les tubercules gorgés en matière organique (sous forme d amidon principalement) permettent la survie de la plante pendant l hiver. Ce sont des organes de réserve. Au printemps suivant, les réserves du tubercule sont utilisées pour la croissance du nouveau plant.

4 Plante chlorophyllienne* : elle contient de la chlorophylle qui est un pigment vert situé dans les chloroplastes des cellules végétales (= sortes de «petits organes» = organites présents dans les cellules chlorophylliennes). Ce pigment intervient dans la fabrication de matière organique et la formation d énergie chimique nécessaire au fonctionnement des organes de la plante. La chlorophylle est essentiellement présente au niveau des feuilles. Réaliser la préparation : - Réalise une coupe très fine à l extrémité du morceau de pomme de terre distribué (il est conservé dans de l eau) - Dépose la coupe sur une lame - Verse sur la coupe une goutte d eau iodée - Recouvre l ensemble avec la lamelle - Observe au microscope Document 5 : Le stockage de la matière organique dans des graines de ricin. Document 6 : le stockage de la matière organique dans des cellules de noix (très fort grossissement) Amas de matière organique sous forme de protéines* Amas de matière organique sous forme d huile. Cellule de graine de ricin 0.03mm

5 ATELIER 3 : La circulation de la matière organique Comment la matière organique circule-t-elle dans la plante? Exploite avec précision les documents ci-dessous pour pouvoir répondre à cette question. Pour t aider relis bien tes fiches méthode, choisis ta piste de difficultés et demande le coup de pouce correspondant. Je choisis quelle piste? Document 7 : la consommation de sève élaborée par les pucerons Stylet Les pucerons sont phytophages* et possèdent un système buccal de type piqueur-suceur : leurs pièces buccales sont adaptées à percer les parois végétales et pénétrer les tissus jusqu'aux vaisseaux du phloème puis à ingérer la sève dont ils se nourrissent. Cette sève correspond à ce que l on appelle la sève élaborée. En coupant, le stylet, la sève élaborée s écoule en petite quantité et peut être analysée. Photo futura-sciences Photo agriculture moderne.com Un phytophage* : ou herbivore, est un organisme vivant qui se nourrit à partir de végétaux. Document 8 : deux systèmes de transport pour conduire la sève brute et la sève élaborée. L'eau et les sels minéraux absorbés au niveau des racines se déversent dans les vaisseaux du xylème qui forment le bois dans les tiges et racines âgées. La sève brute, ainsi formée, ne contient que des sels minéraux et de l'eau. Les tissus conducteurs de la sève brute sont constitués de cellules mortes (vaisseaux du bois) dont la paroi est imprégnée d'une substance rigide et imperméable : la lignine (colorable par le vert d iode). La sève brute monte dans la racine, puis dans la tige, jusqu'aux feuilles et à tous les organes aériens. Les substances organiques fabriquées par la plante passent dans la sève élaborée. La sève élaborée contient de l'eau, des sels minéraux mais aussi de nombreuses substances organiques nutritives (du saccharose principalement mais aussi des vitamines, des acides aminés (qui servent à construire les protéines)...) ou informatives (hormones...). La sève élaborée circule dans des cellules vivantes: les tubes criblés qui forment le phloème (colorable en rose avec du carmin aluné). Le phloème est situé au voisinage du xylème et forme des faisceaux conducteurs aussi bien dans les tiges (et les nervures de feuilles) que dans les racines. La circulation de la sève élaborée est plus lente que celle de la sève brute (quelques millimètres à l'heure par opposition à qu elques centimètres à l'heure). Elle se fait aussi bien du bas de la plante vers le haut (circulation ascendante, comme pour la sève brute) que dans le sens inverse (circulation descendante).

6 ACTIVITE 3 : La production de matière organique et son devenir Ce que nous savons : Sous certaines conditions les plantes se développent et produisent elles-mêmes leur propre matière organique. Où est fabriquée la matière organique dans la plante (Q1) et que devient-elle dans la plante (Q2)? Formule une ou plusieurs hypothèses pour chaque question (H1, H1, H2 ) et présente-les à ton professeur : Grâce aux trois ateliers proposés, complète le tableau au dos de la feuille et n oublie pas de répondre P4 à une dernière question. Atelier 1 : La production de matière organique Matériel à disposition : documents relatant des expériences pour localiser la production de matière organique. Lames d élodée ayant subi ou non une coloration à l eau iodée et microscope optique. Infos coup de pouce : la photosynthèse est le processus par lequel une plante réalise la fabrication de matière organique. Cette production n est réalisée qu en présence de lumière. L amidon est une substance constitutive de la matière organique et qui appartient à la famille des glucides (= sucres). Il est facile de le mettre en évidence en utilisant l eau iodée comme réactif (coloration en bleu-noir en présence d amidon). Tu pourras observer la Matière organique au niveau d un organe de la plante mais aussi au niveau de cellules qui le composent. Souviens-toi que chaque organe est composé de cellules différentes. Lorsque toutes les cellules d un organe sont identiques on dit qu elles forment un tissu. Dans une cellule fabriquant de la matière organique, tu pourras observer des sortes de «compartiments» verts (sans coloration) appelés chloroplastes. Tu verras aussi que les cellules végétales sont délimitées par une paroi cellulaire rigide Atelier 2 : Le devenir de la matière organique Matériel à disposition : documents présentant le cycle de vie d une pomme de terre et son utilisation de la matière organique + le stockage de matière dans les graines de ricin. Protocole de préparation microscopique. Lame et lamelles / tubercule de pomme de terre / couteau / eau iodée/ microscope. Info coup de pouce : Quantité d'amidon dans les cellules (UA) 10 5 Teneur en amidon des cellules de feuilles (d après SVT Hatier 2016) Un plant de pomme de terre a été éclairé plusieurs heures. La quantité d amidon dans les cellules de ses feuilles a été mesurée à deux moments : juste à la fin de l éclairement ou 8h après. 0 Juste à la fin de l'éclairement 8h après la fin de l'éclairement Atelier 3 : La circulation de matière organique dans la plante Matériel à disposition : branche de céleri avec ses feuilles, photos en coupe longitudinale et transversale de deux types de vaisseaux conducteurs. Document sur le recueil de la sève élaborée à partir du stylet de puceron + vidéo. Infos coup de pouce : il est possible de recueillir la sève élaborée tout comme la sève brute et d analyser leur composition. De la même manière, on sait différencier les vaisseaux qui conduisent la sève brute (vaisseaux du xylème) de ceux qui conduisent la sève élaborée (vaisseaux du phloème). Tableau comparatif de la composition des sèves brute et élaborée

7 Atelier 1 : La production de matière organique 1- Démontre ce qui permet d affirmer que la matière organique est fabriquée dans les feuilles (organes de la plante) à l aide des documents présentés : Ce processus s appelle : Au niveau des cellules, identifie la zone de production de la matière organique : A droite de cette colonne, réalise un dessin d observation des cellules d élodée sous lame et lamelle au microscope et légende-le.

8 Atelier 2 : Le devenir de matière organique 4- Que devient la matière organique dans un plant de pomme de terre, c est-à-dire à l échelle de la plante? Atelier 3 : La circulation de matière organique 7- Ecris par quel mode expérimental tu peux mettre en évidence la circulation de matière dans une plante de «céleri branche». Réalise cette expérience. Que peux-tu observer? 5- Au niveau des cellules, que devient la matière organique? Pourquoi? 8- A l échelle cellulaire, compare les deux systèmes de transport : 6- Légende le document ci-dessous : il correspond à des cellules végétales chlorophylliennes* Compare la nature des sèves transportées :

9 Suite à ces trois ateliers valide ou corrige les hypothèses émises au départ en justifiant ta réponse :

10 ACTIVITE 3- La production de matière organique : Besoin d un coup de pouce? Piste verte Pour ton hypothèse, commence ta phrase par «je pense que» ou «je suppose que» Atelier 1 : 1. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 1 et relis le lexique. Puis essaye de répondre aux questions suivantes : - Quelles sont les conditions nécessaires à la fabrication de matière organique? Quel(s) facteur fait-on varier ici et qui permet une comparaison? - Comment peut-on mettre en évidence la présence de matière organique sous forme d amidon? - Donc, que permet de conclure cette expérience? 2. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 2. L info. «coup de pouce» te permet de différencier ce qu il se passe au niveau d un organe et ce qu il se passe au niveau des cellules d un organe. Puis essaye de répondre aux questions suivantes : - Que contiennent les organites verts observables dans les cellules de feuilles d élodée et que contiennent-ils? - Quelle couleur ont ces petits compartiments après coloration à l eau iodée et juste après une exposition de la plante à la lumière? - Donc, quel est le rôle de ces compartiments? 3. Pour réaliser le dessin d observation: Tout doit être réalisé au crayon de papier. Observation avant le dessin : a. Repère la forme générale et les proportions b. Situe le dessin au centre de la feuille c. Prévois de la place pour les légendes de chaque côté et pour le titre en bas. Réalisation du dessin : d. Trace sans appuyer le contour du dessin e. Gomme si nécessaire sans laisser de traces f. Repasse en traçant un trait net, fin et continu à main levée. Ecriture de la légende et du titre : g. Trace, à la règle, un trait horizontal montrant précisément l élément à nommer h. Les traits s arrêtent tous au même niveau du côté de la légende i. Ecris la légende en minuscules d imprimerie (sans fautes d orthographe) à l extrémité des traits. j. Ecris le titre de l atelier, en haut de la feuille, encadré et centré. k. Ecris le titre du dessin en minuscules d imprimerie, sous le dessin et souligné. l. Le titre indique : le sujet dessiné, les techniques d observation et de préparation, la taille réelle ou le grossissement. Exemple de titre : «Observation d une cellule de tubercule de pomme de terre dans l eau iodée diluée au microscope optique (X 100) Fais des phrases complètes, soigne ton écriture, relis-toi et appelle ton professeur pour valider ta réponse.

11 Atelier 2 : 4. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 3 et relis le lexique. Puis essaye de répondre aux questions suivantes : - Quel est le rôle de la matière organique dans le fonctionnement d une plante chlorophyllienne? - Compare la quantité (ou teneur) en amidon dans une feuille qui vient d être éclairée plusieurs heures et dans une feuille qui n est plus éclairée depuis 8h? - Dans le doc. 4, quel organe particulier trouve-t-on beaucoup de matière organique chez la pomme de terre et à quel moment de son cycle? Est-ce au niveau d un de ces organes chlorophylliens? - Donc, qu a fait la matière organique depuis le lieu où elle été fabriquée? 5. Pour pouvoir y répondre, regarde ce qu il se passe lorsque tu ajoutes l eau iodée et que tu observes au microscope : - Y-a-il une coloration spécifique? Si oui, que signifie-t-elle? - Donc, en fonction de ce que tu voies, que devient la matière organique au niveau des cellules d une pomme de terre? 6. Afin de compléter la légende, rappelle-toi les différents éléments constituant une cellule. Ils n apparaissent pas tous ici. Dans l activité 8, une spécificité des cellules végétales peut te renseigner sur 2. A propos de 3, regarde quelle est sa couleur et cela te mettra sur la voie Les documents 5 et 6 ne t aideront guère mais l info. «coup de pouce» de l atelier 1 est intéressante! Atelier 3 : 7. Reprends la correction de l activité 7 et relis le document 4 de celle-ci. 8. Pour répondre à cette question demande-toi pourquoi n utilise-ton pas le même colorant pour colorer les cellules de ces systèmes de conduction (Doc.8)? En quoi les cellules du xylème sont-elles différentes de celles du phloème? 9. Dans l info «coup de pouce» regarde le tableau et réponds aux questions suivantes : - Quels sont les éléments communs à la sève élaborée et à la sève brute? - Quelles sont les différences? N oublie pas la dernière question en quatrième page : dis si tes hypothèses sont vraies ou fausses.

12 ACTIVITE 3 : La production de matière organique Besoin d un coup de pouce? Piste bleue Pour ton hypothèse, commence ta phrase par «je pense que» ou «je suppose que» Atelier 1 : 1. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 1 et relis le lexique. - Explique quel facteur permet de comparer le fait qu il y ait photosynthèse ou non dans l expérience. - Explique comment on met en évidence la matière organique ici? 2. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 2. - Explique quel moyen nous permet de mettre en évidence la matière organique au niveau des cellules? 3. Pour réaliser le dessin d observation tu as besoin : d un crayon de papier type HB (attention de ne pas trop appuyer afin de pouvoir effacer), d une gomme et d une règle Prends le temps de penser à toutes les étapes de réalisation d un dessin, depuis l observation jusqu au titre! Fais des phrases complètes, soigne ton écriture, relis-toi et appelle ton professeur pour valider ta réponse. Atelier 2 : 4. Pour pouvoir y répondre étudie bien les documents 3 et 4 et relis le lexique. - Mets en lien le fonctionnement de la plante avec le devenir de la matière organique. 5. Pour pouvoir y répondre, regarde ce qu il se passe lorsque tu ajoutes l eau iodée et que tu observes au microscope. - Explique en quoi la teneur en amidon dans un organe nous renseigne sur le devenir de la matière organique dans les différents organes de la plante? 6. Les documents 5 et 6 ne t aideront guère.mais te souviens-tu de la particularité des cellules végétales vue dans l activité 8 et de ce que dit l info «coup de pouce» de l atelier 1? Atelier 3 : 7. Quelles sont les matières potentiellement capables de circuler dans une plante et comment pourrait-on mettre en évidence un mouvement? 8. Pour répondre à cette question utilise le document 8. - n oublies pas que tu t intéresses aux cellules! 9. Dans l info «coup de pouce» tu trouveras les informations! N oublie pas la dernière question en quatrième page : dis si tes hypothèses sont vraies ou fausses.

13 ACTIVITE 3 : La production de matière organique Besoin d un coup de pouce? Piste rouge Pour ton hypothèse, commence ta phrase par «je pense que» ou «je suppose que» Atelier 1 : 1. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 1 et relis le lexique. 2. Pour pouvoir y répondre étudie bien le document 2 et relis le lexique. 3. Pour réaliser le dessin d observation tu as besoin : d un crayon de papier type HB (attention de ne pas trop appuyer afin de pouvoir effacer), d une gomme et d une règle Fais des phrases complètes, soigne ton écriture, relis-toi et appelle ton professeur pour valider ta réponse. Atelier 2 : 4. Pour pouvoir y répondre étudie bien les documents 3 et 4 et relis le lexique. 5. Pour pouvoir y répondre, regarde ce qu il se passe lorsque tu ajoutes l eau iodée et que tu observes au microscope. 6. Les documents 5 et 6 pourront t aider.tout comme ton souvenir de la particularité des cellules végétales vue dans l activité Atelier 3 : 7. Reprends la correction de l activité 7 et relis le document 4 de celle-ci. 8. Pour répondre à cette question utilise le document Dans l info «coup de pouce» tu trouveras les informations! N oublie pas la dernière question en quatrième page : dis si tes hypothèses sont vraies ou fausses.

14 Printemps Début du printemps : développement d une plante à partir des réserves du tubercule Mai : flétrissement du tubercule Hiver : tubercule dans le sol Cycle de vie de La pomme de terre Automne : mort de la plante, survie des tubercules gorgés de matière organique Juillet-Août : croissance des tubercules et dessèchement de la plante. Juin : accumulation de matière organique dans de nouveaux tubercules

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16 Matière organique O 2 Transformation chimique + Déchets Fonctionnement et Croissance des organes