Post on 18-Jun-2022
La spécialisation des cellules chez les
végétaux
Les végétaux sont des organismes clefs de nos écosystèmes.
Les végétaux réalisent la photosynthèse, une
série de réactions chimiques qui permet de convertir l’énergie
contenue dans la lumière du soleil en
une énergie utilisable par l’ensemble des
êtres vivants
Les différentes fonctions
réalisées par les végétaux dans
leur environnement:
-Nutrition,
-Respiration,
- Reproduction,
- Protection,
- Communication…
Comment ces fonctions sont-elles réalisées?
Les plantes sont des organismes, composés de plusieurs organes (fleur, feuille, tige, racine), eux-mêmes composés de cellules
dont les propriétés sont variées
Feuille Tige Racine
OBJECTIFS DE LA SEANCE:
➢ Nous allons étudier les caractéristiques des cellules issues de différents organes végétaux (sauf la fleur, programme de Terminale)
➢ Nous allons comparer les différentes caractéristiques de ces cellules
➢ Nous allons montrer que les différences rencontrées chez les différentes cellules constituent des spécialisations qui permettent d’optimiser la réalisation de certaines fonctions vitales pour l’organisme
➢ Enfin, nous allons montrer comment les différentes spécialisations favorisent la survie des plantes dans leur écosystème
Etape 1 :les cellules de la Feuille d’Elodée
L’Elodée est une plante aquatique chlorophyllienne
Nous allons mettre en évidence les
caractéristiques d’une cellule de feuille à l’aide
d’observations au microscope
Le microscope optique
Grossissement = grossissement de l’oculaire x grossissement de l’objectif
-Toujours commencer par le petit grossissement pour éviter de casser la lame-Procéder par objectif de grossissement croissant-Régler minutieusement l’objectif intermédiaire-Normalement il est inutile d’utiliser le plus fort grossissement dans le cadre de ce TP –Appeler le professeur si besoin-Eviter tout déplacement du microscope : c’ est à vous de vous déplacer au niveau du microscope!Tenir fermement le microscope par le socle & la potence- Attention à ne pas faire tomber -Ne rien dévisser/ démonter! Vous n’avez besoin que d’utiliser les molettes-Tourner les molettes dans le même sens
Un microscope coûte cher (plus qu’un playstation 5),
il faut en prendre soin!
Pour des exercices d’entraînement sur les calculs de grossissement :https://planet-vie.ens.fr/thematiques/manipulations-en-svt/echelles-grossissements-agrandissements
Le microscope optique : comment connaître le grossissement utilisé
Révisons la structure de la cellule végétale à partir d’un organisme : l’élodée
1) Réalisez puis observez une préparation microscopique de feuille d’élodéePour ce faire, prélevez une feuille de l’Elodée à l’extrémité du rameau à l’aide d’une pince et placez-la entre lame et lamelle dans une goutte d’eau. On placera la face supérieure de la feuille vers le haut.Un membre du binôme réalise le montage pour l’élodée ‘sans colorant’ et l’autre membre pour de l’élodée ayant baigné dans du lugol
Le lugol est un colorant qui révèle la présence d’amidon, un sucre complexe produit par la photosynthèse.
2) Réalisez un dessin d’observation légendé à partir de vos connaissances et des définitions fournies dans la fiche ‘la cellule eucaryote’ (attention, toutes les caractéristiques de la cellule eucaryote ne sont pas nécessairement observables sur votre préparation).
3) Identifiez le compartiment de la cellule qui permet de réaliser la photosynthèse, en comparant l’échantillon non coloré et celui coloré au lugol
Fiche : la cellule eucaryote (à APPRENDRE pour le contrôle)Les constituants communément rencontrés lors de l’observation des cellules eucaryotes sont :- un noyau, qui contient l’information génétique, sous la forme de molécules d’ADN condensées en chromosomes- un cytoplasme, liquide où s’effectuent une grande partie des réactions chimiques nécessaires à la survie de la cellule- une membrane plasmique, qui marque la frontière entre le milieu intérieur de la cellule et le milieu extracellulaire, et permetles échanges de matière entre ces deux milieuxAu sein du cytoplasme, on rencontre des organites, qui sont spécialisés dans des fonctions particulières. Par exemple, lamitochondrie permet la respiration cellulaire, tandis que le chloroplaste permet de réaliser la photosynthèse.On note également la présence d’un système membranaire intracellulaire, le réticulum endoplasmique et l’appareil de Golgi, quiinterviennent dans la production et l’export des protéines.
Le dessin d’observation en SVT : conseils Place des légendes (alignées à droite).
Place du titre (en bas).
Traits de légende (propres, ne se croisent pas,
flèche vers le dessin).
Titre pertinent et complet avec mode
d’observation + Grossissement.
Légendes justes, complètes, orthographe
correct.
J’intitule
Correction
Correction
Photosynthèse :
Chaîne métabolique de
transformation de l’énergie
lumineuse en énergie
biologique
la spécialisation des cellules chez les Plantes : les cellules de la feuille
Identifiez le compartiment de la cellule qui permet de réaliser la photosynthèse, en comparant l’échantillon non coloré et celui coloré au lugolLa photosynthèse produit du glucose qui s’assemble en chaine pour former de l’amidon. Le lugol détecte la présence d’amidon. Nous observons que, dans les cellules de la feuille, le compartiment coloré au lugol est le chloroplaste. Nous pouvons donc déduire que le chloroplaste est l’organite responsable de la photosynthèse.Les cellules de la feuille sont donc spécialisées dans la photosynthèse du fait de leur nombre important de chloroplastes. La photosynthèse fournit du sucre à l’organisme, elle correspond donc à la fonction de nutrition
Correction
L’amidon est une chaine de molécules de glucose.Le glucose est un sucre de formule C6H12O6
Partie 2 : la spécialisation des cellules chez les Plantes : les cellules de tubercule de Pomme de Terre (Racine)
A partir de ce document, déterminez dans quelle fonction sont spécialisées les cellules de pommes de terre, et par quel moyen cette spécialisation est réalisée par la cellule.
Partie 2 : la spécialisation des cellules chez les Plantes CORRECTION
Cellules du parenchyme foliaire: Production d’énergie (photosynthèse) et stockage de réserves (sucres)Ceci est optimisé par un organite : le chloroplaste, présent en abondance
Cellules du tubercule de pomme de terre: stockage de réserves (sucres)Amidon : chaine de glucoseAmidon se colore en violet en présence de lugolCeci est optimisé par un organite : l’amyloplaste
La même fonction (nutrition, réserves nutritives) est réalisée et optimisée au moyen de deux organites différents : le chloroplaste pour les cellules de la feuille, l’amyloplaste pour les cellules de pomme de terre
Zone pilifère
Poil absorbant = une seule cellule
Cellule épidermique
Aspect d’une jeune racine Le poil absorbant constitue une spécialisation des cellules bordant la
racine.Les membranes des poils absorbants sont riches en
transporteurs membranaires favorisant le transport des molécules d’eau
Le poil absorbant permet d’augmenter la surface d’échange avec le sol et de
mieux y puiser les nutriments
Partie 2 : la spécialisation des cellules chez les Plantes, au niveau de la racine
La cellule se spécialise dans ce cas par une modification de sa morphologie
BILAN SUR LES CELLULES SPECIALISEES DES VEGETAUX – A APPRENDRE
Mise en évidence de cellules spécialisées chez les végétaux et les animaux Chez les organismes unicellulaires, toutes les fonctions sont réalisées par une seule cellule. Mais chez les organismes pluricellulaires, les fonctions sont distribuées sur différentes cellules. Les cellules observées au niveau des tissus des organes permettent d’identifier comment la spécialisation se manifeste au niveau de la cellule.
Par exemple, chez les végétaux : -les cellules du parenchyme de la feuille sont pour certaines riches en chloroplastes, ce qui permet une photosynthèse efficace et contribue au stock de réserves énergétiques de l’organisme-les cellules des tubercules, situés sous terre et appartenant au système racinaire, sont quant à elles riches en amyloplastes, un organite qui contient du sucre sous la forme d’amidon. L’amidon est un polysaccharide (chaîne de glucose) identifiable parun test au Lugol. Les végétaux stockent donc des réserves énergétiques au niveau de leur tubercule. -Les cellules des poils absorbants ont une morphologie différente des autres cellules de la racine, avec une forme plus allongée permettant d’augmenter la surface d’échange avec le sol et de mieux y puiser les nutriments
Ces exemples, non exhaustifs, des spécialisations des cellules permettent donc d’optimiser les fonctions nécessaires à la survie de l’organisme. Ces spécialisations résultent de long processus évolutifs (plusieurs centaines de millions d’années) au
cours de l’histoire du vivant.
Dans un prochain cours, nous étudierons les cellules spécialisées chez l’être humain… et nous découvrirons qu’il existe d’autres stratégies de spécialisation des cellules
pour mieux assurer les fonctions du vivant!
A la fin de cette séance, vous devez savoir :-manipuler un microscope optique-réaliser un montage entre lame et lamelle-réaliser un dessin d’observation de cellule et le légender correctement-connaître le principe de la coloration au lugol
Vous devez, en termes de connaissances, maitriser :-la définition d’une cellule eucaryote et savoir reconnaître et identifier ses principaux constituants- le rôle de différents organites chez les végétaux : chloroplaste,
amyloplaste
Et être capables d’expliquer comment les cellules végétales peuvent se spécialiser dans une fonction sous la forme d’un paragraphe argumenté de quelques phrases…
Au contrôle, il y aura des questions de connaissances sur les définitions clefs de ce
cours : Cellule eucaryote,
chloroplaste, amyloplaste, cellule spécialisée
Il y aura des photos de cellules observées au microscope, qu’il
faudra savoir légender proprement avec le
vocabulaire approprié
Il est possible qu’il y ait une expérience de coloration au
lugol à analyser, selon les groupes.