Nutrition des végétaux : la photosynthèse

Rappels de 6e (besoins d’une plante verte, expérience avec témoin, matière minérale et organique) ; l’expérience de Van Helmont et l’origine de la matière ; la photosynthèse, la chlorophylle, les stomates, la respiration jour et nuit ; le test de l’amidon ; la sève brute et la sève élaborée, les mycorhizes ; les réserves et les producteurs primaires.

À propos de cette page

Six problèmes à partir de documents : des salades cultivées sans terre, les expériences de Priestley et d’Ingenhousz sur l’air « réparé », l’amidon d’une feuille du matin au soir, les pucerons et leur miellat, un capteur de dioxygène dans une enceinte à élodée et le trajet des sucres de la feuille au tubercule de pomme de terre.

6 problèmes, du plus simple au plus difficile. Écris tes réponses, puis « Vérifier ».

Résoudre un problème : la méthode

Je lis chaque document et je repère les montages, les conditions et les résultats (masses, bulles, couleurs, gaz).
Je compare le témoin et le montage test : une seule condition doit changer.
Je calcule avec l’unité si l’énoncé donne des nombres : différence, rapport, pourcentage.
J’explique avec le cours : besoins de la plante, photosynthèse et respiration, amidon, sèves, réserves.
Je réponds par une phrase avec le mot exact du chapitre.

Problème 1 · Des salades sans terre★★★Facile

Document 1 — La culture. Dans une serre, des salades poussent sans terre : leurs racines baignent dans une eau qui circule en continu. On compare deux bacs identiques, à la même lumière et à la même température.

Bac	Eau des racines	Masse d’une salade après 5 semaines
A	solution nutritive (eau + sels minéraux)	320 g
B	eau distillée	40 g

Document 2 — L’étiquette de la solution nutritive. Nitrates, phosphates, potassium, calcium, magnésium, fer, dissous dans l’eau.

Document 3 — L’avis de Malik. « Sans terre, une plante ne peut pas fabriquer sa matière. »

1. Le bac témoin est le bac .
Le bac A a tout ce dont la salade a besoin.
2. La seule condition qui change entre A et B, ce sont les minéraux.
Les sels minéraux : la solution nutritive en contient, l’eau distillée non.
3. Une salade du bac A pèse fois plus qu’une salade du bac B.
320 ÷ 40 = 8 : les sels minéraux sont nécessaires.
4. Les substances du document 2 sont de la matière .
Des sels minéraux : matière minérale.
5. Malik a tort : la terre n’est qu’un qui retient l’eau et les sels minéraux.
Un support : la salade fabrique sa matière avec l’eau, le dioxyde de carbone et la lumière.

Problème 2 · Priestley, Ingenhousz et l’air « réparé »★★★Moyen

Document 1 — Priestley, 1771. Le chimiste anglais Joseph Priestley laisse brûler une bougie dans un récipient fermé jusqu’à ce qu’elle s’éteigne. Il y place un brin de menthe : dix jours plus tard, une bougie peut y brûler à nouveau. Il en conclut que la plante a « réparé » l’air. Mais certaines de ses expériences échouent sans qu’il comprenne pourquoi.

Document 2 — Ingenhousz, 1779. Le médecin néerlandais Jan Ingenhousz reprend ces expériences en faisant des centaines d’essais. Il montre que la plante ne répare l’air qu’à la lumière du Soleil, et que seules ses parties vertes agissent. À l’obscurité, la plante « abîme » l’air, comme le ferait un animal.

Document 3 — Ce qu’on sait aujourd’hui. Une bougie a besoin de dioxygène pour brûler. Une bûchette incandescente se rallume dans le dioxygène.

1. En « réparant » l’air, la menthe a rejeté le gaz dont la bougie a besoin : le .
Le dioxygène, rejeté par la photosynthèse.
2. Ingenhousz montre que la plante ne répare l’air qu’à la .
À la lumière : la photosynthèse en a besoin.
3. Les parties vertes sont les seules à agir, car elles contiennent la .
La chlorophylle, qui capte l’énergie de la lumière.
4. À l’obscurité, la plante « abîme » l’air, car il ne lui reste que la .
La respiration : elle consomme du dioxygène.
5. Certaines expériences de Priestley ont sans doute échoué parce qu’elles étaient faites dans un endroit trop .
Dans un endroit trop sombre, la plante ne faisait pas assez de photosynthèse.

Problème 3 · L’amidon du matin et du soir★★★Moyen

Document 1 — Le protocole. Sur un même plant de géranium, bien éclairé le jour, on cueille une feuille à quatre moments. Chaque feuille est décolorée puis plongée dans l’eau iodée.

Feuille	Cueillie	Couleur à l’eau iodée
1	à 7 h, au lever du jour	bleu-noir pâle
2	à 13 h	bleu-noir moyen
3	à 19 h	bleu-noir foncé
4	après 48 h passées à l’obscurité	jaune-orangé (aucun changement)

Document 2 — Un rappel. La nuit, l’amidon d’une feuille est transformé en sucres, qui partent vers le reste de la plante.

1. La feuille qui contient le plus d’amidon est la feuille numéro .
La feuille 3, cueillie le soir après une journée de photosynthèse.
2. Entre 7 h et 19 h, la quantité d’amidon .
Elle augmente : à la lumière, la feuille fabrique plus d’amidon qu’elle n’en exporte.
3. La feuille 4 ne contient plus d’amidon : sans , elle n’en a pas fabriqué de nouveau.
Sans lumière, pas de photosynthèse ; ses réserves sont parties.
4. La feuille 1 contient peu d’amidon, car la précédente, une partie a été transformée et emportée.
La nuit, l’amidon est transformé en sucres et emporté par la sève élaborée.

Problème 4 · Les pucerons et le miellat★★★Moyen

Document 1 — Le puceron. Le puceron enfonce sa trompe très fine dans une jeune tige jusqu’aux vaisseaux situés sous l’écorce. Il aspire un liquide riche en sucres, en garde une partie et rejette le reste sous forme de gouttes très sucrées : le miellat. Un puceron rejette une goutte de miellat toutes les 20 minutes environ (donnée fictive).

Document 2 — Les fourmis « éleveuses ». Certaines fourmis caressent les pucerons avec leurs antennes pour récolter le miellat ; en échange, elles les protègent de leurs prédateurs.

Document 3 — L’observation d’un jardinier. Une branche de rosier très envahie de pucerons porte des boutons de fleurs plus petits que les autres.

1. Le puceron aspire la sève .
La sève élaborée : riche en sucres, elle circule sous l’écorce.
2. Ces sucres ont été fabriqués dans les du rosier.
Dans les feuilles, par photosynthèse.
3. En 4 heures, un puceron rejette environ gouttes de miellat.
4 h = 240 min ; 240 ÷ 20 = 12 gouttes.
4. Les boutons de la branche envahie sont plus petits, car ils reçoivent moins de .
Moins de sucres : les pucerons en ont détourné une partie.
5. Le rosier fabrique sa matière par photosynthèse : dans la chaîne rosier → puceron, il est le producteur .
Le producteur primaire.

Problème 5 · Un capteur de dioxygène★★★Difficile

Document 1 — Le montage. Un rameau d’élodée est placé dans une enceinte fermée remplie d’eau, avec un capteur qui mesure la quantité de dioxygène dissous (en mg par litre). La température reste constante.

La lampe est allumée de 0 à 10 min, puis éteinte de 10 à 20 min (obscurité).

Temps	0 min	10 min	20 min
Dioxygène (mg/L)	8,0	9,5	9,1

Document 2 — Un rappel. La plante respire jour et nuit ; on suppose que sa respiration consomme toujours la même quantité de dioxygène.

1. De 0 à 10 min, la quantité de dioxygène augmente de mg/L.
9,5 − 8,0 = 1,5 mg/L.
2. À l’obscurité, de 10 à 20 min, elle baisse de mg/L.
9,5 − 9,1 = 0,4 mg/L.
3. À l’obscurité, cette baisse est due à la seule.
Sans lumière, plus de photosynthèse : seule la respiration consomme du dioxygène.
4. À la lumière, la respiration consomme autant de dioxygène qu’à l’obscurité. La photosynthèse a donc produit mg/L en 10 min.
Ce qu’on mesure à la lumière est un bilan : la photosynthèse a produit le gain mesuré plus ce que la respiration a consommé, 1,5 + 0,4 = 1,9 mg/L.
5. Pour être sûr que c’est la lumière qui agit, on garde la même pendant toute l’expérience.
Même température : une seule condition change, l’éclairage.

Problème 6 · De la feuille au tubercule★★★Difficile

Document 1 — Un plant de pomme de terre (données fictives). En fin de saison, un plant porte 1,6 kg de tubercules. Ces tubercules contiennent 18 % d’amidon.

Document 2 — Une expérience (données fictives). Sur deux rangs identiques, on coupe la moitié des feuilles de chaque plant du rang B en début d’été ; le rang A est laissé intact.

Rang	Feuilles	Masse moyenne de tubercules par plant
A	intactes	1,6 kg
B	moitié coupée	0,9 kg

1. Un plant porte g d’amidon dans ses tubercules.
1,6 kg = 1 600 g ; 1 600 × 18 ÷ 100 = 288 g.
2. Les plants du rang B portent en moyenne kg de tubercules de moins que ceux du rang A.
1,6 − 0,9 = 0,7 kg.
3. Avec moins de feuilles, la plante fait moins de .
Moins de surface éclairée : moins de photosynthèse, donc moins de sucres.
4. Les sucres vont des feuilles aux tubercules grâce à la sève .
La sève élaborée, sous l’écorce de la tige.
5. L’amidon des tubercules contient du carbone, qui vient au départ du de l’air.
Du dioxyde de carbone absorbé par les feuilles, et non de la terre.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Réserver un 1^er cours → Voir les tarifs

Prof de SVT à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs