mercredi 6 mai 2020

 5.1.2 Système d’échange

A1 : comparaison de surfaces d'échanges / tableaux


Problèmes : Comment l’organisation de la plante lui permet-elle, tout en étant fixée, de
  1. puiser dans l’air suffisamment d’éléments nutritifs ?
  2. puiser dans le sol suffisamment d’éléments nutritifs ?
  3. faire circuler suffisamment d’éléments nutritifs des racines vers les feuilles ?
Les échanges gazeux se font entre l’atmosphère et l’être vivant par des orifices ; à l’intérieur de l’organisme il existe des espaces gazeux ou se font les échanges, cependant les stomates (orifices) sont nombreux chez la plante, les échanges se font ensuite directement entre les espaces gazeux et les cellules ;
ils permettent :
◦ les échanges de la respiration, analogie avec les alvéoles pulmonaires : la surface d’échange est 50 à 80 fois plus importante que chez l’Homme ;
◦ mais surtout l’absorption du CO2 , un élément nutritif de la plante indispensable à la synthèse de matière organique par la photosynthèse, analogie avec l’intestin : la surface d’échange est 20 à 60 fois plus importante que chez l’Homme.
Chez le mammifère il existe seulement deux types d’orifices (les narines et la bouche chez l’Homme), les échanges se font indirectement entre les alvéoles et les cellules : les gaz sont transportés par le sang.
 
L’entrée de l’eau et des sels minéraux se fait au niveau de grandes surfaces externes et souterraines chez les végétaux directement au contact de ces ressources, la surface d’échange est 70 à 200 fois plus importante que celle de l’Homme ; internes chez les mammifères qui doivent se déplacer pour les rechercher dans leur environnement.
La plante utilisant une énergie ubiquiste [ubique : partout] n’a pas besoin de se déplacer à sa recherche, elle peut donc être fixée, cependant son flux faible l’oblige à développer un grand nombre de feuilles et une surface d’échange très grande pour absorber le CO2 nécessaire à la photosynthèse.
Pour se procurer l’eau et les sels minéraux, elle doit développer des surfaces d’échanges qui vont puiser directement ces molécules à la source, c’est à dire dans le sol où ces ressources sont rares, elle développe de longues racines et de grandes surfaces d’échanges.
D’autre part, les racines permettent à la plante de résister à la prise au vent, si elle n’était pas fixée elle ne pourrait pas se maintenir droite.
En utilisant l’énergie solaire, la plante présente des surfaces d’échanges et une forme adaptées à la vie fixée.

Comment les végétaux échangent-ils des gaz avec l'air ?


A2 : Observation d'épiderme foliaire / microscope

Réalisation des empreintes des surfaces foliaires du végétal étudié avec du vernis ou Prélevement des lambeaux d’épiderme des deux faces de la feuille (face supérieure et face inférieure) :
dessin – titre – grossissement - légende :
cellule épidermique, cellule stomatique, ostiole
Observation ou réalisation des coupe de feuille et repérage des chambres sous-stomatiques et des vaisseaux :
dessin – titre – grossissement - légende :
chambre sous-stomatique, cuticule, épiderme

Comment les végétaux échangent-ils des minéraux et de l'eau avec le sol ?


A3 : Observation de coupes de racines / microscope

Observation microscopique de poils absorbants :
dessin – titre – grossissement – légende :
épiderme, poil absorbant
Observation ou Réalisation de coupe transversales de racine - repérage des vaisseaux :
Racine placée 5 à 30' dans un colorant – microscope
absorption de l'eau et des minéraux par la racine

Bilan : Processus trophiques angiospermes

Les caractéristiques de la plante sont en rapport avec la vie fixée à l'interface sol/air dans un milieu variable au cours du temps. Elle développe des surfaces d'échanges de grande dimension avec l'atmosphère (échanges de gaz, capture de la lumière) et avec le sol (échange d'eau et d'ions).
Des systèmes conducteurs (xylème, pour la sève brute, phloème pour la sève élaborée) permettent les circulations de matières dans la plante, notamment entre systèmes aérien et souterrain.
notions clefs :
coupe anatomique
deux grands types de tissus conducteurs
échanges de gaz, capture de la lumière
échange d'eau et d'ions
systèmes conducteurs
systèmes aérien et souterrain

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