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Structure/fonction chez les végétaux

Structures et fonctionnement des parties aériennes et souterraines des végétaux

 

Partie du programme

Thème 1-A-5 – Les relations entre organisation et mode de vie, résultat de l'évolution : l'exemple de la vie fixée chez les plantes

Durée approximative : 1 séance

 

Organisation au sein de la classe

16 élèves (8 binômes) : travail collaboratif de deux binômes

Étude de 4 plantes complètes différentes : 2 binômes étudient 1 même plante, 1 binôme travaillant plus particulièrement sur la partie aérienne et l’autre sur la partie souterraine ;

 

Capacités mises en œuvre

Conduire une étude morphologique simple d'une plante commune.

Utiliser des techniques

Pratiquer une démarche explicative

 

Notions construites

Une plante est composée de 3 grandes parties : racines, tiges et feuilles.

La plante 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 permettent les circulations de matières dans la plante, notamment entre systèmes aérien et souterrain.

Les deux grands types de tissus conducteurs. Sont les vaisseaux du phloème qui conduisent la sève élaborée depuis les parties aériennes chlorophylliennes et les vaisseaux du xylème qui conduisent des la sève brute depuis les racines.

 

Matériel nécessaire et documents fournis

- 4 plantes complètes différentes,

- Loupes binoculaires

- Une balance

- Coupes de tiges et de racines (préparations du commerce avec coloration spécifique des vaisseaux conducteurs)

- Microscopes

- Logiciel Mesurim avec caméra pour capture d’images

- Ordinateurs

 

Documents complémentaires

 

Espèce	Masse (g)	Surface corporelle (cm2)		Rapport surface/masse (cm2/g)
Homme	70 000	1410		0,020
Tortue terrestre	3 000	227		0,076
Grenouille verte	125	19		0,148
Mésange	12	5		0,437
Tableau 1 : comparaison des masses et surfaces corporelles chez quelques animaux

 

Organes	Fonction
Limbe	Echanger des gaz  - Capturer de la lumière
Pétiole	Soutenir
Tige	Conduire la sève
Bourgeons	Permettre la croissance
Tableau 2 : fonction des principaux organes aériens des végétaux

 

zone	Fonction
subéreuse	Conduire la sève
coiffe	Protéger la jeune racine
Pilifère	Absorber eau et sels minéraux
accroissement	Permettre la croissance
Tableau 3 : fonction des principaux tissus des racines végétales

 

Protocole pour estimer la surface d’échanges de la partie aérienne ou souterraine du végétal à étudier :

• Peser l’échantillon
•  Prendre une photographie numérique
• Utiliser le logiciel Mesurim pour mesurer le surface dédiée aux échanges
• Calculer le rapport surface/masse.

 

Questionnement

 

1. Pour chaque binôme (utiliser des techniques) :

• Observer l’échantillon à l’œil nu et à la loupe pour  identifier les différents organes ;
• Réaliser une observation microscopique de la coupe histologique, capturer cette image et l’annoter ;
• Estimer la surface d’échange suivant le protocole fourni.

 

2. Pour chaque quadrinôme travaillant sur un végétal donné
(pratiquer une démarche explicative et rendre compte à l’oral) :

• Montrez que les grandes fonctions vitales sont assurées chez la plante étudiée par des organes dont la structure est adaptée à la fonction. 
  Votre réponse sera présentée oralement à l’ensemble du groupe, illustrée par un schéma sur lequel les surfaces d’échanges et les tissus conducteurs seront clairement localisés.

 

D’après une proposition du lycée Mendès France - Epinal