1ere ES, TP 6: Comment les plantes se nourissent-elles?

Comment les plantes se nourissent-elles? 

Pour Aristote, puisque l'épandage de fumier améliore les cultures alors les plantes se nourrissent des matières organiques présentes dans le sol: qu'en pensez-vous?

Van Helmont pense que le grand Aristote à tord! Il croit que les plantes se nourrissent d'air et d'eau: qui dit vrai ?

Deux hypothèses s’affrontent donc:

1. soit les végétaux se nourrissent de l’air et de l’eau;
2. soit ils se nourrissent de la matière organique présente dans le sol.

Van Helmont propose l'expérience suivante:

• Deux pots, l’un avec un arbre de 1 an l’autre avec le même arbre, 5 ans plus tard;

• L’arrosage a été régulier de telle sorte que le végétal n’en a jamais manqué;

• Pesée des pots : à T+1= 90,7 kg/ T+5= 90,6 kg

• Pesée des arbres: à T+1 = 2,3 kg/ à T+5= 76 kg

(Note: T+1= à 1 an; T+5= à 5 ans)

Que peut-on en conclure ?

On souhaite mettre en évidence qu'une molécule, l'amidon, est fabriquée à la lumière mais pas à l'obscurité.

Comment va-t-on procéder ?

Activité:

• Mettre en évidence expérimentalement de la présence d’amidon dans les chloroplastes éclairés et son absence dans des chloroplastes à l'obscurité.
  

Matériel privilégié:

• Feuilles d'Elodée, préalablement éclairées;
• Feuilles d'Elodée, laissées à l'obscurité;
  

Protocole:

• Prélever une partie chlorophyllienne du végétal à étudier.
• Procéder à des coupes très fines pour ne conserver que peu de couches de cellules.
• Déposer ce matériel dans un verre de montre avec quelques gouttes d’eau iodée.
• Laisser 2 minutes.
• Monter entre lame et lamelle dans une goutte d’eau iodée.
• Observer au microscope optique (x150 au minimum) la feuille ayant été éclairée et celle qui ne l'a pas été;
  
• Prenez deux photos
• Comparez;
• Que constatez-vous?

Remarque: la coloration brune mettant en évidence la présence d’amidon en s’assurant que cet amidon est bien présent dans les chloroplastes des cellules observées.

• Pour bien comprendre la signification du test à l’eau iodée, il est intéressant de faire en parallèle un test (eau iodée + amidon et eau iodée + eau distillée dans des tubes à essai) en guise de témoins.

Capacités testées:

• Concevoir un protocole
• Respecter un protocole.
• Comprendre la signification d’un test de coloration spécifique.
• Comprendre la notion de témoin expérimental.
• Utiliser un microscope.
• Observer et dessiner des résultats.

Mise en évidence de la photolyse de la molécule d'eau:

L'équation générale de la photosynthèse:

L'équation générale de la photosynthèse simplifiée:

L'équation générale de la photosynthèse simplifiée à l'extrème:

Avec cette formule, le dioxygène peut provenir de la molécule de CO2 ou de la molécule d'eau, et on a longtemps cru qu'il provenait du CO2.

La découverte de Van Niel,1930:

Des bactéries sulfureuses font de la chimiosynthèse : elles fixent le CO2 grâce à l'énergie contenue dans la molécule de sulfure d'hydrogène. 

20 ans plus tard:

Expérience 1, on propose de l'eau lourde, c'est-à-dire avec de l'oxygène 18 et du CO2 avec de l'oxygène 16.

Expérience 2, on propose de l'eau normale, c'est-à-dire avec de l'oxygène 16 et du CO2 avec de l'oxygène 18.

La photosynthèse, une réaction d'oxydo-réduction:

Les réactions du cycle de Calvin: une transformation de la molécule de CO2 en molécule glucidique

Comment le cycle de Calvin convertit-il une molécule de CO2 en molécule organique?

A retenir:

• Une partie du rayonnement solaire absorbé par les végétaux verts permet la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone : c'est la photosynthèse.

• Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique.