Les besoins des cellules d'une plante chlorophyllienne

Citer les quatre éléments dont les cellules d'une plante chlorophyllienne ont besoin pour fabriquer leur matière organique et pour fonctionner.

Associer chaque besoin d'une plante verte à sa source dans l'environnement : dioxyde de carbone, eau, sels minéraux, énergie lumineuse. Les sources proposées sont : l'air, le Soleil, le sol (solution du sol).

Un jardinier cultive des plants de haricots dans une serre à Angers. Recopier et compléter la phrase suivante : « Grâce à l'énergie ........ captée par la ........, la plante fabrique de la matière ........ à partir de matière ........ . »

Un élève de 5e place trois pots identiques de radis, tous sur un support inerte (billes de verre), dans trois conditions pendant deux semaines :

• pot A : lumière, arrosage avec une eau contenant des sels minéraux (solution nutritive) ;

• pot B : obscurité, arrosage avec la même solution nutritive ;

• pot C : lumière, arrosage avec de l'eau distillée (sans sels minéraux).

À la fin, les plants A sont vigoureux, les plants B sont jaunes et allongés, les plants C sont petits et pâles.

1. a) Indiquer le facteur étudié en comparant A et B, puis en comparant A et C.

1. b) Pour chaque comparaison, formuler la conclusion qu'on peut tirer.

Des plants identiques de menthe sont placés dans quatre enceintes transparentes fermées, éclairées pendant une semaine :

• enceinte 1 : air normal, eau et sels minéraux ;

• enceinte 2 : air sans dioxyde de carbone, eau et sels minéraux ;

• enceinte 3 : air normal, eau sans sels minéraux ;

• enceinte 4 : air normal, eau et sels minéraux, mais enceinte recouverte d'un tissu opaque.

Seule la croissance de l'enceinte 1 est nette.

1. a) Pour chaque enceinte, indiquer le besoin dont la plante est privée.

1. b) Expliquer ce que l'on peut conclure sur la nécessité de chaque besoin.

1. c) Expliquer pourquoi l'enceinte 1 joue le rôle de témoin.

Un maraîcher de la région nantaise cultive des tomates en serre. En hiver, il ajoute un éclairage artificiel et enrichit l'air de la serre en dioxyde de carbone.

1. a) Nommer les deux besoins des cellules végétales que ces deux mesures permettent de satisfaire.

1. b) Expliquer pourquoi ces mesures peuvent augmenter la production de matière organique.

1. c) Citer un troisième besoin que le maraîcher doit aussi satisfaire par l'arrosage.

Une culture hors-sol (hydroponie) de salades est réalisée dans une solution nutritive contenant de l'eau et des sels minéraux, sans aucune terre.

1. a) Expliquer pourquoi les salades peuvent pousser sans terre.

1. b) Indiquer ce qui reste indispensable en dehors de la solution nutritive pour que les salades fabriquent leur matière organique.

1. c) Préciser le rôle du sol dans une culture classique.

Dans une forêt de hêtres des Vosges, le sous-bois est très sombre en été. Des mesures montrent que la lumière au sol représente 2 % de celle reçue au sommet des arbres. Au printemps, avant l'apparition des feuilles des hêtres, la lumière au sol atteint 40 %. Des fleurs comme l'anémone sylvie fleurissent et produisent leurs feuilles uniquement au printemps, puis disparaissent en surface.

1. a) Calculer, pour une lumière de 1 000 unités au sommet des arbres, la quantité reçue au sol en été et au printemps.

1. b) Expliquer, en utilisant les besoins d'une plante chlorophyllienne, pourquoi l'anémone concentre son activité au printemps.

1. c) Proposer une explication au fait que l'anémone peut ensuite survivre sous terre pendant l'été.

Un agriculteur de Beauce constate que, malgré une bonne exposition au soleil et un arrosage suffisant, son blé présente des feuilles jaunes et une croissance ralentie sur une parcelle cultivée depuis de nombreuses années sans aucun apport d'engrais. Sur une parcelle voisine fertilisée, le blé est vert et vigoureux.

1. a) Identifier, parmi les besoins d'une plante chlorophyllienne, ceux qui sont satisfaits et celui qui est probablement limitant sur la première parcelle.

1. b) Justifier ce choix à partir des observations.

1. c) Proposer une expérience simple permettant de vérifier cette hypothèse, en précisant le témoin.