de la plante à fleurs avec son environnement TP1: Les échanges de la plante à fleurs avec son environnement et entre ses différents organes

Comment trouver sa nourriture? Situation déclenchante Comment trouver sa nourriture? En se déplaçant …… quand on est un animal mais quand on est une plante fixée? En prélevant directement dans les deux interfaces: atmosphère et sol énergie et matière

permettant à la plante à fleurs de se nourrir Problématique Mise en évidence des structures permettant à la plante à fleurs de se nourrir tout en étant fixée

Objectif Après avoir replacé les grandes structures intervenant dans la fonction de nutrition d’une plante à fleur, on précisera : l’organisation d’une structure aérienne particulièrement impliquée dans la fonction de nutrition puis celle d’une structure permettant les échanges de matières au sein du végétal.

consignes Annotation des structures d’une plante à fleurs afin d’en décrire l’organisation fonctionnelle permettant sa nutrition (15 minutes). Réalisation d’un schéma fonctionnel d’une coupe transversale de feuille . (20 minutes). Estimation chiffrée d’une des surfaces d’échanges de la plante (utilisation du logiciel mesurim) (20 minutes). Réalisation et observation d’une coupe histologique dans une tige afin de comprendre l'organisation du double système d’échange entre les organes aériens photosynthétiques et les organes souterrains (45 minutes).

RESSOURCES RESSOURCES Pré requis: organisation fonctionnelle d’une plante commune: la menthe des champs Organisation fonctionnelle de la feuille RESSOURCES RESSOURCES Organisation fonctionnelle du double systèmes d’échanges entre le système aérien et le système souterrain

Organisation fonctionnelle Globale d’une plante à fleurs : la menthe des champs. Les plantes à fleurs étant fixées sont en contact à la fois avec le milieu aérien et le milieu souterrain. Elles possèdent donc un système souterrain: le système racinaire et un système aérien: la tige feuillée portant périodiquement des fleurs puis des fruits. Le système racinaire, en plus d’assurer la fixation de la plante, permet l’absorption de la solution du sol: eau et ions minéraux. Les organes chlorophylliens principalement les feuilles réalisent la photosynthèse à partir d’échanges avec l’atmosphère: échanges gazeux: CO2, O2 et vapeur d’eau et d’énergie lumineuse. La photosynthèse aboutit à la production de matière organique à partir seulement de matières minérales. La matière organique fabriquée par la photosynthèse permet le développement des organes non chlorophylliens de l’appareil végétatif: racines, bourgeons terminal et axillaires et de l’appareil reproducteur: fleurs et fruits.

Organisation fonctionnelle Globale d’une plante à fleurs : la menthe des champs.  Observer votre plant de menthe des champs mis à votre disposition afin d’y repérer les différents structures soulignées dans le texte  Légender sur le dessin de la menthe des champs seulement les structures directement impliquées dans la fonction de nutrition de la plante. Par des flèches appropriées indiquer la nature et le sens des échanges de matière et d’énergie entre la plante et son environnement mais aussi au sein de la plante entre ses différents organes. Durée 15 minutes

Organisation fonctionnelle de la feuille Observation au MEB de l’épiderme inférieur d’une feuille Observation au MO d’une coupe transversale du limbe d’une feuille. Le limbe supérieur de la feuille est constituée d’un tissu dense aux cellules jointives : le parenchyme palissadique, tissu chlorophyllien assurant la capture de l’énergie lumineuse. Ce tissu est protégé de l’atmosphère par un épiderme à cuticule épaisse , couche cireuse limitant les pertes d’eau par évapotranspiration. Le limbe inférieur est lui constitué par un tissu présentant des espaces entres les cellules chlorophylliennes : le parenchyme lacuneux. Ce tissu est aussi recouvert par un épiderme inférieur à stomates: Epiderme à cuticule plus fine et possédant des orifices (=ostioles) au niveau de structures cellulaires particulières : les stomates . Les ostioles des stomates sont en relation avec les cavités du parenchyme lacuneux ce qui constitue la vraie surface d’échange des gaz photosynthétiques Au sein du parenchyme lacuneux se trouvent des îlots de tissu conducteur des sèves.

Organisation fonctionnelle de la feuille Faire un schéma tissulaire fonctionnel de la coupe transversale de feuille. Pour cela: schématiser les limites des 5 tissus constituants le limbe de la feuille en utilisant un figuré différent pour chaque tissu. figurer par des flèches bleues les échanges gazeux, noires de matières minérales et rouges d’énergie. surligner en rouge la surface de capture de l’énergie lumineuse Surligner en bleu la surface d’échange des gaz photosynthétiques Durée 20 minutes Faire une évaluation d’une des surfaces d’échange de la feuille Pour cela: Préciser en justifiant quelle surface d’échange vous pouvez aisément estimer. Quel rapport peut-on facilement réaliser afin de pouvoir comparer l’importance de cette surface d’échange entre organisme d’espèces différentes Utiliser le logiciel mesurim, module « mesure de surface ». Durée 20 minutes

Aide : mesure de surface avec le logiciel mesurim En utilisant le logiciel mesurim, ouvrir le fichier TP1-TS-PlanteFleur Nutrition feuilles plant menthe 4,8 g Dans le module Image, créer et modifier l’échelle (photo scannée à 300 dpi) Dans le module choix , outil de mesure, « surface ». Cliquez sur des zones de différentes couleurs des feuilles puis « mesurer » (le limbe de toutes les feuilles doit apparaître uniformément colorée, sinon continuez la sélection des zones)

Organisation fonctionnelle du double système d’échange entre feuilles et racines exemple : CT dans le pétiole de fane de céleri Des tiges de menthe ont été plongées dans un colorant vital bleu de méthylène) afin de pouvoir localiser les zones où la solution du sol absorbée (= sève brute) circule. La localisation des zones où circule le liquide contenant les matières organiques issues de la photosynthèse (=sève élaborée), sera réalisée à partir de l’observation d’une lame du commerce présentant une coupe transversale de tige de renoncule avec une double coloration (carmino-vert). Coupe transversale tige de renoncule Indiquez sous la forme d’un texte court, l’organisation de ces deux tissus conducteurs au sein de la tige et la position relative d’un tissu par rapport à l’autre Durée 45 minutes

Faire plusieurs coupes transversales très fines de la tige de menthe. Réaliser une préparation et une observation microscopique:. (réalisation d’une coupe microscopique d’un végétal) Pour cela : Faire plusieurs coupes transversales très fines de la tige de menthe. Réaliser une lame histologique avec les coupes transversales les plus fines. Présenter au MO la coupe la mieux réalisée et en capturer l’image. - Faire une observation microscopique de la coupe transversale de tige présentant une double coloration . - Pour pouvoir exploiter cette observation le tissu conducteur présentant une coloration vert clair (coloration vert d’iode), avec des éléments à large section, correspond à la zone où circule la sève brute Le tissu conducteur présentant une coloration rouge (coloration carmin aluné), avec des éléments à petite section, correspond à la zone où circule la sève élaborée.