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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 :
Trop d’eau
Eau
Sans eau
Trop d’eau
Eau
Sans eau
Trop d’eau
Sans eau
Eau
CONCLUSION :
La graine a besoin d’eau pour germer
L’évapotranspiration
Expérience
CONCLUSION :
Buée
La plante perd de l’eau
par ses feuilles, au
niveau des stomates.
C’est
l’évapotranspiration
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’évapotranspiration
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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 plante
Expérience
Plongeons la tige d’une fleur
dans de l’eau colorée.
Résultat : la fleur se colore.
La circulation dans la plante
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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.
La turgescence de la plante
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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 racine
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La zone pilifère
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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)
SYNTHESE :
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Partie aérienne
Eau + sels
minéraux
Racine
La loi du minimum
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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.
De quoi sont constitués
les végétaux?
De quoi une graine a-t-elle besoin
pour germer ?
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Pour germer, la graine a besoin :
- D’eau (H2O)
- De sels minéraux
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
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CONCLUSION :
Les végétaux sont composés de
carbone sous la forme d’amidon
stockés dans leurs feuilles.
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 photosynthèse
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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’està-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
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Chlorophylle
 Amidon
Lumière ou
énergie
lumineuse
CO2
Eau
Sels
minéraux
Influence de la lumière
sur les végétaux
Mise en situation :
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•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
Expérience n°3 :
Lumière
Absence de lumière
La graine n’a pas besoin de
lumière pour germer
Sans lumière la graine germe puis,
la plantule devient jaune et meurt...
Expérience :
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Test au Lugol
Remarque : Le Lugol devient noir en présence d’amidon
Observation : une plante fabrique de l’amidon
uniquement en présence de lumière
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CONCLUSION:
La lumière est indispensable à la
synthèse de l’amidon
Première synthèse…
Ce que nous connaissons déjà…
En présence de lumière :
Eau + gaz carbonique + sels minéraux  Amidon
Page 15
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 qui
provient de la transformation de l’énergie lumineuse
lors de la photosynthèse.
Complétons la photosynthèse sur
base de nos découvertes…
Page 15
En présence de lumière :
Eau + gaz carbonique + sels minéraux + Energie chimique  Amidon
Schématisons…
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CO2
Lumière ou
énergie
lumineuse
Synthèse
d’amidon
Sève minérale ascendante
Eau
Sels
minéraux
Les végétaux, poumons
de notre planète !
Mise en situation :
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Pourquoi dit-on de la forêt amazonienne
qu’elle est le poumon de notre planète ?
Expérience :
Gaz ?
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Eau
Végétaux
Observation : le tison se ravive.
La plante produit donc de l’oxyène (O2)
Affinons la photosynthèse sur base
de nos découvertes…
Page 17
En présence de lumière :
Eau + gaz carbonique + sels min. + Energie lumineuse  Amidon + O2
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 :
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Observation : seules les parties chlorophilliennes de
la plante sont capables de synthétiser de l’amidon
(au centre des feuilles).
Page 18
CONCLUSION :
La chlorophylle est indispensable
à la photosynthèse.
On parle donc de photosynthèse
chlorophyllienne.
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.
Schématisons :
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O2
CO2
Lumière ou
énergie
lumineuse
Sève
élaborée
Synthèse
d’amidon
Sève minérale ascendante
Eau
Sels
minéraux
La respiration
végétale
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Mise en situation :
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 :
Page 22
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.
Expérience :
Page 22
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.
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 !!!
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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!
Comparaison entre
une cellule végétale et
une cellule animale
La cellule végétale
Paroi
cellulosique
Cytoplasme
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(Mitochondrie)
Vacuole
Membrane
cytoplasmique
Chloroplaste
Noyau
La cellule animale
Page 26
(Mitochondrie)
Noyau
Membrane
cytoplasmique
Cytoplasme
Comparaison entre la cellule
animale et végétale
Tableau de comparaison :
Cellule animale
Cellule végétale
Forme arrondie
Forme hexagonale
Pas de membrane cellulosique
Pas de chloroplastes
Membrane cellulosique
(rigidité)
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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