Fichier PDF - Lycée Le Corbusier

T.P.E.
Réalisé par Céline Boiret, Amélie Fradin et Stéphanie Gournet.
Problématique :
Pourquoi la tige d’une plante est-elle orientée vers le
haut pendant sa croissance ?
SOMMAIRE :
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sommaire en re-cliquant sur le titre.
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INTRODUCTION
(GOURNET Stéphanie)
I. Le phototropisme
1/ Expériences (BOIRET Céline)
2/ Résultats (BOIRET Céline)
3/ Interprétation (FRADIN Amélie)
a.) Présentation générale du coléoptile
b.) Explication du mécanisme d’une hormone
prépondérante : l’auxine
c.) Pourquoi une telle courbure?
II. Le géotropisme
1/ Expériences (BOIRET Céline)
2/ Résultats (BOIRET Céline)
3/ Interprétation (FRADIN Amélie)
a.)
b.)
c.)
d.)
Définition
Première étape : la géoréception
Le système effecteur
Conclusion
CONCLUSION
LEXIQUE
(GOURNET Stéphanie)
(GOURNET Stéphanie)
BIBLIOGRAPHIE
(GOURNET Stéphanie)
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INTRODUCTION
Lors de la germination* d’une graine, on constate
que la croissance de la tige est orientée « vers le
haut ». Cependant, il arrive quelques fois que celleci soit « courbée » dans une autre direction : cela
est dû aux différents stimulus extérieurs qui
entraînent une modification de la direction de la
croissance de la plantule. Ce phénomène est appelé
le tropisme* d’une plante.
Comment peut-on alors définir les différents
facteurs qui interviennent dans ce tropisme?
Pour émettre des hypothèses, nous avons, dans
un premier temps, consulté plusieurs encyclopédies et
quelques sites Internet. Suite à plusieurs séances de
recherches, on a pu mettre en évidence plusieurs
facteurs dont le phototropisme*, action de la lumière
sur le coléoptile, et le géotropisme*, action de la
pesanteur* sur la tige. Ces deux facteurs vont donc
représenter les deux grandes parties de notre T.P.E.
afin de les soumettre à des études expérimentales.
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I.
Phototropisme
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Problématique :
La lumière joue-t-elle un rôle
dans le tropisme* d’une plante ?
Hypothèse : La tige s’oriente vers la source
lumineuse.
1) Expérience
Pour tester cette hypothèse , nous avons effectué
une expérience qui consiste à montrer l’influence de
la lumière sur plusieurs graines. Nous avons commencé
celle-ci le 28 décembre 2000 dans le sous-sol de
Céline Boiret ; On a remplie trois pots de terreau,
d’un bulbille* d’ail, de cinq graines d’haricots et
de dix graines de lentilles. Nous les avons placés 24
heures sur 24, pendant vingt-quatre jours, près d’une
lumière blanche à une température constante d’environ
10°C.
Schéma du protocole :
5
Photo du protocole :
→ photo prise le 28 décembre 2000.
Après un arrosage quotidien, nous avons constaté au
bout de vingt-quatre jours les résultats suivants
2) Résultats
Photo du résultat :
→ photo prise le 21 janvier 2001.
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Nous avons regroupé les diverses informations de
notre expérience, achevée le 21 janvier 2001, sous
forme de tableau :
Angle
Distance
d’inclina
de la
ison en lumière en
°C
cm
Graines
Orientatio
n
Jours
1
bulbille*
d’ail
1 vers la
lumière
24
70
37
5 haricots
3 vers la
lumière
24
45
27
10
lentilles
10 vers la
lumière
11
-5
15
On constate alors que quatorze plantes sur seize
ont poussé en direction de la lumière.
L’hypothèse peut donc être confirmée, la lumière
est l’un des facteurs qui intervient sur la
croissance d’une plante.
Remarques :
Plus les plantes se trouvent éloignées de la
lumière, moins leur tige est inclinée. On peut donc
en conclure que le tropisme tient aussi compte de
l’intensité de la lumière.
On constate que pour les lentilles, l’inclinaison
de la plante a produit un renversement de celles-ci
c’est-à-dire que les tiges se sont trouvées presque
couchées à l’horizontale : cela est dû très
certainement à la fine épaisseur de la tige. Malqré
cette difficulté à évoluer, on observe que les
feuilles de celles-ci se sont réorientées vers la
lumière. Par conséquent, l’hypothèse est bien
confirmée (cf schéma page précédente).
7
Schéma sur l’orientation des
lentilles
8
3) Interprétation
D’après les expériences vues préalablement, nous
pouvons donc conclure que la tige pousse bien vers le
haut, mais, plus précisément, vers une source
lumineuse.
Mais pourquoi s’oriente-t-elle vers la lumière ?
a.) Présentation générale du coléoptile*
La tige, lors de la germination*, est composée de
plusieurs zones qui forment le coléoptile. La
première s’appelle la partie basale : elle constitue
le bas de la plantule. La seconde se nomme la partie
apicale : elle comprend l’apex c’est-à-dire le sommet
de la tige.
Nous aurions tendance à penser que l’apex* serait à
l’origine de ce tropisme puisqu’il est le premier à
émerger à la lumière. Pour éviter un doute sur ce
phénomène, nous nous aiderons du protocole suivant,
pris dans un manuel scolaire :
Effet de la lumière sur le coléoptile :
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On observe que lorsque l’apex* est encapuchonné, la
lumière ne joue pas son rôle de stimulus. Ce schéma
nous prouve donc que l’apex est sensible à la
lumière, et donc, qu’il influence la courbure de la
plantule.
Maintenant, pour mieux comprendre ce résultat,
« rentrons » à l’intérieur de cette tige pour y voir
les éléments qui sont à l’origine de la sensibilité
et de l’attirance de la tige vers la lumière.
b.) Explication du mécanisme d’une hormone*
prépondérante : l’auxine*
Le stimulus, qui est ici la lumière, est capté par
l’apex. Pourtant, la courbure se fait au niveau de la
partie basale. Par conséquent, un « message » y est
envoyé.
Ce message est une hormone* appelé l’auxine*. Cette
substance chimique se trouve majoritairement dans la
partie basale et provoque la croissance des cellules
d’élongation*. C’est une molécule très petite qui
circule à travers les cellules parenchymateuses* du
phloème* et qui migre toujours dans le même sens
c’est-à-dire du sommet vers le bas de la tige. Ce
phénomène peut donc être appelé un « transport
polaire ».
Cette information gagne donc les cellules cibles de
la région d’élongation cellulaire* se trouvant dans
la partie basale.
Par conséquent, l’auxine* joue un rôle prépondérant
dans l’incurvation d’une plante.
c.) Pourquoi une telle courbure ?
Cela est dû à une répartition inégale de l’auxine
sécrétée par le sommet de la plantule. La lumière
stimule un déplacement de l’auxine de la zone
éclairée vers la zone obscure : celle-ci allonge les
cellules de cette partie plus vite, ce qui provoque
une courbure.
Malgré tout, on peut constater qu’une plante placée
dans l’obscurité poussera quand même vers le
haut. Par conséquent, un autre facteur entre en jeu :
le géotropisme.
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II. Géotropisme
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Problématique : La pesanteur* joue-t-elle un rôle
dans le tropisme d’une plante ?
Hypothèse : La tige s’oriente vers le haut grâce à
la pesanteur.
1)Expérience
Pour définir l’action de la pesanteur*, nous
avons effectué une expérience. Pour commencer, nous
avons installé trois pots, contenant tous cinq
graines de lentilles, dans le noir, pour que l’action
de la lumière n’intervienne pas. Nous les avons
placés dans des positions différentes dans le but de
mettre en évidence la, ou les directions que prennent
la tige :
-Le premier pot était placé à l’endroit.
-Le second pot était couché sur un de ses côtés.
-Le troisième était à l’envers. Tout comme les
autres il contenait cinq graines de lentilles mais
dans du coton pour maintenir les graines à l’envers.
Ces pots ont été maintenus à une température de
20°C, 24 heures sur 24 jusqu'à l’apparition d’un
résultat.
Schéma du protocole :
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Photo du protocole :
-> photo prise le 21 février 2001
2) Résultats
Photo du résultat :
-> photo prise le 8 mars 2001
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Nous avons regroupé les informations dans un
tableau que voici :
POTS
Nombre
de
graines
Nombre de
tiges
orientées
vers le haut
Pot
à
l’endroit
5
5
5
4
5
5
15
14
Pot
couché sur
le côté
Pot
à l’envers
TOTAL
Ces résultats nous permettent donc de confirmer
l’hypothèse ; Lorsqu’il y a seulement la force de la
pesanteur* qui intervient, la tige s’oriente vers le
haut, on parle alors de géotropisme négatif.
3) Interprétation
La réponse des plantes à la pesanteur est
flagrante, cette dernière expérience nous le prouve
bien.
a.) Définition
La tige quelque soit sa position de départ, se
dirigera obligatoirement vers le haut si aucun autre
stimulus que la pesanteur entre en jeu : dans ce cas,
le géotropisme est dit « négatif », puisqu’il est
contraire à celui des racines, dit « positif ».
La zone de perception du stimulus lors de la
germination* est l’apex* et la zone de réaction est
la région d’élongation cellulaire*.
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b.) Première étape : la géoréception
-> Identifions le récepteur du stimulus :
G. Haberlandt avait suggéré que les grains
d’amidon*, situés dans les cellules cibles des
cellules d’élongation*, étaient de très probables
géorécepteurs. Ces corps, formés dans des
amyloplastes*, sont mobiles dans le cytoplasme* et
vont s’accumuler vers la zone inférieure des
cellules.
Schéma des cellules du coléoptile :
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c.) Le système effecteur
Les grains d’amidon* réagissent avec l’auxine*
afin de pouvoir allonger les cellules. Lorsque la
plante est couchée sur le côté, le déplacement des
grains d’amidon va modifier le trajet initial
effectué par l’auxine, pour qu’un excédent de cette
hormone* migre vers la face intérieure de cet organe.
L’auxine étant la substance chimique pour la
croissance des cellules, elle permettra donc de
stimuler une élongation plus rapide des cellules
cibles du coléoptile*, grâce à l’excédent de
l’hormone.
d.) Conclusion
Comme pour le phototropisme, le géotropisme est
dû à une inégalité de répartition de l’auxine.
Lorsque la plante est verticale, l’auxine
diffuse, elle agit donc de façon homogène. Dans ce
cas, la tige poussera donc droite et vers le haut,
sans aucune courbure (si les autres stimulus
possibles n’entrent pas en jeu).
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CONCLUSION
Nos expériences et nos analyses, vues
précédemment, nous expliquent parfaitement le
fonctionnement de l’orientation d’une plante.
D’après toute cette étude, on s’aperçoit que
l’auxine joue un rôle prépondérant dans le tropisme
dune plante. Celle-ci intervient non seulement dans
le géotropisme mais aussi dans le phototropisme,
c’est donc elle qui inflige à la plante une
orientation en fonction des différents stimulus
qu’elle perçoit.
Par conséquent, nous pouvons conclure que le tropisme
d’une plante obéit à l’auxine qui, elle, est
commandée par divers facteurs extérieurs.
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Lexique :
Amidon : Polymère du glucose, substance de réserve
des végétaux.
Amyloplaste : Plaste produisant de l’amidon.
Apex : ici, sommet de la tige.
Auxine : Hormone végétale qui favorise notamment la
croissance des plantes.
Bulbille : Petit bulbe formé par un bourgeon
auxiliaire ou adventif, susceptible, après s’être
détaché, de se développer dans une autre plante.
Cellule parenchymateuse : Cellule formée par le
parenchyme, c’est-à-dire par un tissu végétal fait de
cellules plus ou moins semblables.
Coléoptile : Gaine enveloppant la tige lors de la
germination.
Cytoplasme : Ensemble des structures de la cellule
vivante renfermé dans sa membrane, à l’exclusion du
noyau.
Elongation cellulaire : Elongation de cellules déjà
existantes.
Géotropisme : Orientation imposée à la croissance
d’un organe végétal par la pesanteur.
Germination : Développement de l’embryon contenu dans
une graine, mettant fin à la période de la vie
latente, ou anhydrobiose.
Hormone : Substance chimique émise par une ou
plusieurs glandes d’un être vivant et agissant sur
l’activité de l’un de ses propres organes.
Pesanteur : Attraction que la terre exerce sur les
corps situés au voisinage de sa surface.
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Phloème : Tissu conducteur des plantes qui sert au
transport des glucides et des hormones.
Phototropisme : Orientation imposée à la croissance
d’un organe végétal par la lumière : la plante
s’oriente vers la source lumineuse.
Tropisme : Orientation imposée à la croissance d’un
organe végétal par différents stimulus extérieurs.
Bibliographie :
-> Encyclopédies :
- Titre : « Encyclopaedia Universalis »
Tome : 22
Pages : de 984 à 986.
- Titre : « Axis »
Tome : 10
Pages : de 286 à 287
-> Manuel scolaire :
- Titre : « Sciences et vie de la terre »
Option : science expérimentale
Auteurs : Professeurs de lycée
Thème : germination et croissance des
végétaux, classe de 1èreS.
Page : 20 -> expérience sur le tropisme.
-> Sites Internet :
- Moteur de recherche : GOOGLE
Mot clé : tropisme
19
Adresse : http ://levillage.ifrance.com/cyberbio/entée.htm
- Moteur de recherche : YAHOO
Mot clé : tropisme
Adresse :
http://www.mwmedia.com.tm/saweb/cours/dossiers/plante
s/lexique.htm
- Moteur de recherche : GOOGLE
Mot clé : phototropisme
Adresse :
http ://communes.quid.fr/WEB/PLANTES/Q005750.HTM#N60
- Moteur de recherche : GOOGLE
Mot clé : phototropisme
Adresse :
http ://www.uqac.uquebec.ca/des/3psy206/natapp/phconn
ex.html
- Moteur de recherche : YAHOO
Mot clé : géotropisme
Adresse :
http ://www3.sympatico.ca/ericaron/végétaux.html
- Moteur de recherche : GOOGLE
Mot clé : géotropisme
Adresse :
http://www.multimedia.com/mad8/EvolVie/develop5.htm
- Moteur de recherche : YAHOO
Mot clé : géotropisme
Adresse :
http://wwwsers.imaginet.fr/~pol/6LEX-SMS.html
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