Comment l’eau du sol monte jusqu’au sommet d’un fromager de 40 m, et comment les sucres redescendent vers les racines.
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Absorption de l’eau et circulation des sèves
Module I : Le monde vivantCatégorie d’actions : Amélioration de la production végétaleClasse : 2nde C
💡 Idée principale : la plante terrestre absorbe l’eau et les ions minéraux par les poils absorbants de ses racines (la plante aquatique, par toute sa surface). Cette sève brute monte dans le bois, tirée par la transpiration des stomates et poussée par la racine ; la sève élaborée distribue les sucres fabriqués par les feuilles. La plante verte est autotrophe.
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Étapes résumées
Plante terrestre : absorption par les poils absorbants ; plante aquatique : par toute sa surface.
Sève brute (eau + ions) : monte des racines aux feuilles dans les vaisseaux du bois.
Sève élaborée (eau + sucres) : part des feuilles vers tous les organes par le liber.
Moteurs de la sève brute : transpiration foliaire (aspiration) et poussée racinaire.
Les stomates règlent la transpiration ; la plante verte est autotrophe, l’animal hétérotrophe.
les végétauxle jeune plantle stomate
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Situation problème
Pendant la saison sèche à Garoua, Aïssatou arrose chaque soir les feuilles de ses jeunes plants de gombo, mais ils continuent à faner. Son oncle, maraîcher, lui conseille plutôt d’arroser le pied, de pailler le sol et d’ajouter un peu d’engrais. Aïssatou se demande par où la plante « boit » et comment l’eau arrive jusqu’aux feuilles.
Consignes :
Relève le problème posé.
Quel organe de la plante absorbe l’eau du sol ?
Comment l’eau peut-elle monter des racines jusqu’aux feuilles ?
Compétence visée
Améliorer la production végétale en assurant une bonne alimentation des plantes en eau et en sels minéraux.
Objectifs de la leçon
Mettre en évidence l’absorption de l’eau et des ions minéraux chez les plantes terrestres et aquatiques.
Distinguer la sève brute et la sève élaborée (composition, circulation).
Expliquer le rôle de la transpiration, de la poussée racinaire et des stomates ; définir autotrophie et hétérotrophie.
le problèmel’objectifl’eau
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L’absorption de l’eau et des ions minéraux
Activité 1 : les poils absorbants (TP)
Fais germer des graines de maïs sur du coton humide. Après 5 jours, observe la jeune racine à la loupe, puis un poil absorbant au microscope.
Document 1 : zones d’une jeune racine et poil absorbant.
Dans quelle zone de la racine se trouvent les poils absorbants ?
Explique pourquoi on dit que le poil absorbant est « adapté » à l’absorption.
Ce qu’il faut comprendre : l’absorption se fait au niveau de la zone pilifère. Chaque poil absorbant est une cellule très allongée à paroi mince, au contact direct de l’eau du sol : les milliers de poils forment une énorme surface d’échange. L’eau et les ions minéraux (nitrates, phosphates, potassium…) y pénètrent.
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Activité 2 : quels éléments la plante absorbe-t-elle ?
Des plants de maïs sont cultivés sans sol, les racines plongées dans des solutions différentes (culture hydroponique).
Milieu de culture
Aspect après 4 semaines
Eau distillée
plant chétif, jaunit puis meurt
Solution minérale complète (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe…)
plant vigoureux, vert foncé
Solution complète sans azote
petit plant aux feuilles jaunes
Solution complète sans phosphore
racines peu développées, feuilles violacées
Document 2 : croissance du maïs selon la solution nutritive.
Que montre la comparaison entre l’eau distillée et la solution complète ?
Ce qu’il faut comprendre : la plante a besoin d’eau et de nombreux ions minéraux. L’absence d’un seul élément (azote, phosphore…) suffit à diminuer la croissance : la plante n’absorbe que de la matière minérale, qu’elle transforme ensuite.
Plante terrestre et plante aquatique
Plante terrestre (maïs, gombo)
Absorbe l’eau et les ions par les poils absorbants de la racine ; ses feuilles sont protégées par une cuticule imperméable.
≠
Plante aquatique immergée (élodée)
Absorbe l’eau, les ions et les gaz dissous par toute sa surface, faute de poils absorbants et de cuticule.
le bécherla solutionl’innovation
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La sève brute et la sève élaborée
1. Deux sèves, deux circuits
Sève brute
Sève élaborée
Composition
eau + ions minéraux (très diluée)
eau + sucres (saccharose), acides aminés
Vaisseaux
vaisseaux du bois (xylème) : cellules mortes
tubes criblés du liber (phloème) : cellules vivantes
Sens
des racines vers les feuilles (montée)
des feuilles vers tous les organes
Origine
absorption racinaire
photosynthèse des feuilles
2. L’expérience de l’annélation
Si l’on enlève un anneau d’écorce (le liber) sur le tronc d’un arbre, un bourrelet se forme au-dessus de la blessure et les racines finissent par dépérir : la sève élaborée qui descend des feuilles est bloquée. Les feuilles, elles, restent vertes, car la sève brute monte par le bois intact.
Exemple : un rameau de balsamine plongé dans de l’eau colorée à l’éosine : seuls les vaisseaux du bois se colorent.
la feuilleles feux de broussela feuille verte
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Les moteurs de l’ascension de la sève brute
Activité 3 : transpiration et poussée racinaire
Montage A : une plante feuillée plonge dans un tube d’eau recouverte d’huile, ses feuilles sous un sac plastique. Montage B : une tige est coupée au ras du sol et reliée à un tube de verre.
Document 3 : deux expériences sur la circulation de la sève brute.
D’où vient la buée dans le sac du montage A ? Que montre la baisse du niveau d’eau ?
Que prouve la montée du liquide dans le tube du montage B ?
Ce qu’il faut comprendre : A : les feuilles rejettent de la vapeur d’eau : c’est la transpiration foliaire. L’eau perdue est remplacée par l’eau absorbée : la transpiration aspire la sève brute vers le haut (appel foliaire). B : même sans feuilles, la racine pousse la sève vers le haut : c’est la poussée racinaire, faible mais visible le matin (gouttelettes au bord des feuilles).
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Ce qui fait monter la sève brute
La transpiration
Moteur principal : l’eau qui s’évapore par les feuilles « tire » la colonne de sève.
La poussée racinaire
La racine accumule des ions et fait entrer l’eau qui pousse la sève.
La cohésion de l’eau
Les molécules d’eau restent liées en une colonne continue dans les vaisseaux.
Si le sol est sec
L’absorption ne compense plus la transpiration : la plante fane.
le sac à dosl’assiette équilibréele bilan énergétique
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Les stomates, organes de la transpiration
Activité 4 : observer l’épiderme d’une feuille
Arrache un fragment d’épiderme de la face inférieure d’une feuille de « misère » (Tradescantia) et observe-le au microscope.
Document 4 : un stomate ouvert et fermé (vue de face).
Décris un stomate.
Dans quelles conditions le stomate se ferme-t-il ?
Ce qu’il faut comprendre : un stomate est formé de deux cellules stomatiques (cellules de garde) en forme de rein, qui délimitent un orifice, l’ostiole. Les stomates sont surtout nombreux sur la face inférieure. Ils s’ouvrent à la lumière quand la plante a assez d’eau, et se ferment en cas de sécheresse ou aux heures les plus chaudes : ils règlent la transpiration et les échanges de CO₂ et de O₂.
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Applications au jardin
Arroser au pied, tôt le matin ou le soir, plutôt que mouiller les feuilles en plein soleil.
Pailler le sol pour limiter l’évaporation et garder l’eau près des racines.
Repiquer les jeunes plants par temps couvert, en coupant une partie des feuilles pour réduire la transpiration.
Autotrophie et hétérotrophie
Deux façons de se nourrir
Autotrophe (plante verte)
Fabrique sa matière organique à partir de matière minérale seulement (eau, ions, CO₂), grâce à la lumière.
≠
Hétérotrophe (animal, champignon, Homme)
Doit consommer de la matière organique déjà fabriquée par d’autres êtres vivants.
les outilsla lumièrele recyclage
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Conclusion
Les plantes vertes sont les producteurs : toute notre nourriture dépend directement ou indirectement d’elles.
Bien nourrir la plante en eau et en sels minéraux, c’est augmenter la production alimentaire.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
La plante terrestre absorbe l’eau et les ions par les poils absorbants ; la plante aquatique par toute sa surface.
La sève brute (eau + ions) monte dans le bois ; la sève élaborée (eau + sucres) circule dans le liber.
La transpiration foliaire et la poussée racinaire assurent la montée de la sève brute.
Les stomates (cellules stomatiques + ostiole) règlent la transpiration et les échanges gazeux.
La plante verte est autotrophe ; l’animal est hétérotrophe.
je retiensle cortexla mangeoire
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Vocabulaire à connaître
Poil absorbantcellule allongée de la racine qui absorbe l’eau et les ions.Sève brutesolution d’eau et d’ions minéraux qui monte dans le bois.Sève élaboréesolution riche en sucres fabriqués par les feuilles.Stomatepetit orifice de l’épiderme des feuilles, réglable.Autotrophequi fabrique sa matière organique à partir de matière minérale.
Je m’évalue
1. Dans quelle zone de la racine se trouvent les poils absorbants ?
2. Quelle sève monte dans les vaisseaux du bois ?
3. Quel est le principal moteur de la montée de la sève brute ?
4. Pourquoi dit-on que la plante verte est autotrophe ?
Réponses : la zone pilifère · la sève brute · la transpiration foliaire · elle fabrique sa matière organique à partir de matière minérale. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
je réfléchisles rochesla racine
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Erreurs fréquentes
Croire que la plante absorbe de « la nourriture toute faite » (humus) : elle n’absorbe que de l’eau et des ions.
Inverser les deux sèves : la sève brute monte, la sève élaborée transporte les sucres.
Penser que les stomates sont surtout sur la face supérieure des feuilles.
Méthode
Pour décrire un montage expérimental : nomme le matériel, dis ce que l’on mesure ou observe, donne le résultat (« le niveau baisse », « de la buée apparaît »), puis interprète en reliant le résultat au phénomène biologique.
Activité d’intégration
À Maroua, une coopérative cultive des oignons en saison sèche. Certains producteurs arrosent en plein midi sur les feuilles ; d’autres ont installé un goutte-à-goutte au pied des plants et paillent le sol. Les seconds obtiennent de meilleurs rendements avec moins d’eau.
Explique par où et comment l’oignon absorbe l’eau et les sels minéraux.
Montre le rôle de la transpiration et des stomates aux heures chaudes.
Justifie scientifiquement la méthode des seconds producteurs.