Pb ; comment la plante fixée assure-t-elle ses fonction de nutrition (alimentation, échanges gazeux respiratoires et photosynthétiques) et sa protection face aux agressions de l environnement? 2 ème leçon : vie fixée des plantes, nutrition et «défenses» La plante terrestre comprend les parties suivantes : D un point de vue anatomique : Une tige ou tronc qui porte de nombreuses feuilles chlorophylliennes en contact avec l atmosphère. Des fleurs qui donnent des fruits contenant des graines. Des racines dans le sol. D un point de vue physiologique : Les feuilles grâce à la lumière, à la chlorophylle des chloroplastes et au CO2 effectuent la photosynthèse Les racines fixent = ancrent la plante dans le sol et y prélèvent eau et ions minéraux Il doit y avoir une grande surface pour capter la lumière et le CO 2 au niveau des feuilles pour optimiser la photosynthèse. Il doit y avoir une grande surface d échange entre le sol et les racines pour optimiser l ancrage et l absorption eau et ions minéraux.
AP1 : EFFECTUER UNE ESTIMATION (ORDRE DE GRANDEUR) DES SURFACES D'ECHANGES D'UNE PLANTE PAR RAPPORT A SA MASSE OU SON VOLUME. COMPARER AVEC UN MAMMIFERE PAR EXEMPLE.
I) Les surfaces d échanges du végétal : A) Les surfaces de capture de la lumière et d échanges gazeux : Stomates Les feuilles plates et peu épaisses offrent une grande surface exposée aux rayons solaires. De très nombreux stomates (essentiellement localisés sur leur face inférieure) permettent les échanges gazeux entre atmosphère et la feuille.
A l intérieur de la feuille une grande surface d échange (au niveau de lacunes) favorise les échanges gazeux entre cellules chlorophylliennes et l atmosphère interne. Cette organisation optimise la photosynthèse.
B) Les surfaces d échanges racine sol : La plante dispose d un réseau de racines longues, fines et très nombreuses formant une grande surface de contact (ancrage) et d échange avec le sol. La présence de très nombreux poils absorbants, fins et longs sur ces racines démultiplie encore cette surface d échange. Cette organisation optimise l ancrage et l absorption de l eau et des ions minéraux.
La plante terrestre développe des surfaces d'échanges de grande dimension avec l'atmosphère (échanges de gaz, capture de la lumière) et avec le sol (ancrage et absorption d'eau et d'ions). Correspondance entre les différentes parties de la plante pour la circulation de matière nécessaire à la photosynthèse. Pb : Comment assurer les circulations de matière au sein de la plante notamment entre racines et feuilles?
AP2 : IDENTIFIER LES SYSTEMES DE CONDUCTION AU SEIN D UN VEGETAL OBSERVER LE COMPORTEMENT DES STOMATES EN FONCTION DE L AGITATION DE L AIR II) La circulation de matière au sein du végétal : Idée collective : la plante étant composée de structures spécialisées pour la photosynthèse, pour l absorption de substances, il est raisonnable de penser qu il existe une structure spécialisée qui conduit la matière. SI cette idée est bonne alors on doit pouvoir la mettre en évidence par l absorption d un colorant. - observation de coupe dans une tige trempée dans du bleu de méthylène - observation de coupe dans une tige de végétal avec colorant spécifique vaisseaux conducteurs.
Une tuyauterie continue des racines aux feuilles et réciproquement Les vaisseaux du xylème assurent la conduction ascendante de la sève brute (eau et ions minéraux ) des racines vers tous les organes végétaux dont essentiellement les feuilles. Les vaisseaux du phloème assurent la distribution de la sève élaborée (eau + produits de la photosynthèse) des feuilles vers tous les autres organes végétaux. Il existe une continuité de ces vaisseaux des racines aux feuilles et réciproquement. Des systèmes conducteurs permettent les circulations de matières dans la plante, notamment entre systèmes aérien et souterrain.
La plante fixée doit résister aux variations agressions de l environnement : - climatiques - biologique Pb : Quels mécanismes ou stratégies de défense sont mis en place par les plantes? III) Les mécanismes de défense des plantes RECENSER, EXTRAIRE ET EXPLOITER DES INFORMATIONS CONCERNANT DES MECANISMES PROTECTEURS CHEZ UNE PLANTE (PRODUCTION DE CUTICULES, DE TOXINES, D'EPINES, ETC.). ANALYSER LES MODALITES DE RESISTANCE D'UNE PLANTE AUX VARIATIONS SAISONNIERES. Se protéger de la sécheresse risque de déshydratation fanaison et mort Solutions : cuticule imperméable sur l épiderme de la feuille (surtout face sup), ouverture fermeture des stomates en fonction des conditions atmosphériques (ensoleillement, agitation de l air ) avec compromis entre gestion des pertes d eau et absorption du CO 2 pour la photosynthèse.
Se protéger du froid risque de gel éclatement et mort des cellules végétales Solutions : bourgeons, graines bulbes souterrains gorgés de réserve, pertes des feuilles, vie ralentie et déshydratation
Se protéger des «prédateurs» = herbivores exp de l acacia et des Koudous Solutions : Présences d épines longues Coopération avec des Fourmies «piquantes» Sécrétion de molécules toxiques / tanins destruction des enzymes digestives digestibilité des feuilles + appétence mort des Koudous production d un gaz = éthylène = signal d alerte + sécrétion de tanins / autres acacias PROTECTION CONTRE LES HERBIVORES Les caractéristiques de la plante permettent de répondre ou de s adapter à un milieu variable au cours du temps : elle possède des structures et des mécanismes de défense (contre les agressions du milieu, les prédateurs, les variations saisonnières).