TP SVT La nutrition des végétaux

Comment les plantes se nourrissent-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? 

Pour Jean-Baptiste Van Helmont, au XVIIe siècle, le grand Aristote à tord, sinon comment expliquer qu’un saule arrosé dans un pot puisse croitre sans que la quantité de terre ne diminue ? 

Deux hypothèses s’affrontent donc: 

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

On sait aujourd’hui que les plantes se nourrissent d’air, d’eau et de lumière, c’est ce que l’on appelle la photosynthèse et nous allons le montrer.

1-Mise en évidence de la présence d’amidon dans des feuilles d’Élodée

L’amidon (du latin amulum ou amylum, non moulu) est un glucide (sucre) complexe composé d’unités de glucose (sucre simple). Il s’agit d’une molécule de réserve pour les végétaux supérieurs et un élément courant de l’alimentation humaine.

Formule chimique : (C₆H₁₀O₅)_n

La photosynthèse permet de fabriquer du glucose selon la réaction:

6CO₂ + 6H₂0 + lumière —–> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Puis le glucose est mis en réserve sous forme d’amidon selon la réaction de déshydratation:

C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ —–> (C₆H₁₀O₅)₂ + H₂0

Ceci, c’est la théorie, encore faut-il le prouver.

Montrez que les cellules des feuilles d’Élodée produisent de l’amidon uniquement lorsqu’elles sont exposées à la lumière.

Matériel : Lunettes de protection

• Parties photosynthétiques d’un végétal préalablement éclairées : 2 heures minimum pour des feuilles aériennes et dans un milieu enrichi en CO2 pour une plante aquatique de type Élodée
• Des parties photosynthétiques laissées à l’obscurité pendant 24h
• Tubercules de pomme de terre
• Ciseaux fins
• 2 Verres de montre
• Eau iodée
• Bec électrique
• 2 Béchers en Pyrex avec un morceau d’élodée et un tiers d’eau du robinet:
  • l’un avec laissé à la lumière
  • l’autre mis à l’obscurité
• Gants ou pince en bois
• Microscope optique
• 1 téléphone portable
• 1 porte téléphone
• Pipette Pasteur
• Bécher avec eau distillée
• Un feutre pour écrire sur le verre

Méthode :

• Avec le stylo, notez « Lumière » sur un verre de montre
• Allumez le bec électrique sur thermostat 5
• Portez à ébullition le bécher contenant l’échantillon végétal resté à la lumière toute la journée
• Laissez bouillir 2 minutes
• Avec un gant, retirez le bêcher
• Arrachez 3/4 feuilles
• Déposer ces feuilles dans un verre de montre 
• Ajoutez quelques gouttes d’eau iodée
• Laissez reposer 5 minutes
• Sur une lame, notez « Lumière »
• Déposez une feuille sur une lame
• Ajoutez une goutte d’eau iodée
• Recouvrez d’une lamelle
• Recommencez avec une autre feuille
• Observez au microscope
• La coloration bleutée met en évidence la présence d’amidon (regardez la nervure)
• Prenez une photo
• Recommencez ce protocole avec une feuille du végétal resté à l’obscurité

Pour bien comprendre la signification du test à l’eau iodée :

1. Découpez la pomme de terre en deux puis déposez une goutte d’eau iodée sur la patate
2. Déposez une goutte d’eau iodée sur la paillasse
3. La coloration bleu/noire est caractéristique de l’amidon, polymère de glucose
4. Observez les résultats : que nous apprennent ces tests ?
5. Comment appelle-t-on ces résultats dans une expérience scientifique ?
6. Prenez une photo

Travail à faire pour la prochaine séance :

1. Comparez vos photos dans les deux cas
2. Interprétez
3. Rédigez un compte rendu avec vos photos
4. Envoyez votre compte-rendu en PDF
5. Ne pas oublier les noms et prénoms

TP Présence d’amidon dans les chloroplastes

Comment explique-t-on la couleur verte des végétaux ?

2-Mise en évidence de l’absorption de la lumière par les végétaux

Les pigments chlorophylliens:

Ce sont des pigments portés par les chloroplastes des cellules végétales. ceux-ci sont indispensables à l’activité photosynthétique de la plante.

Encore faut-il le montrer !

A l’aide des deux expériences suivantes, montrer que la plante capte un partie du spectre de la lumière blanche.

Mise en évidence de l’absorption d’une partie de la lumière blanche par un jus de chlorophylles:

L’extraction de la chlorophylle des végétaux permet d’obtenir une solution chlorophyllienne qui va servir à réaliser la suite des manipulations.

Les feuilles de la plante sont mises en contact avec de l’éthanol absolu qui va les léser mécaniquement et va détruire les membranes des cellules dans le but d’en extraire les organites, les lipides et les lipoprotéines sont solubles dans l’éthanol.

Le broyat ainsi obtenu est filtré et la chlorophylle est extraite grâce au dichlorométhane, solvant d’extraction.

Après une seconde filtration, le filtrat est chauffé afin de garder uniquement les pigments de la chlorophylle. 

Matériel:

• alcool absolu
• mortier et pilon
• épinards
• entonnoir
• béchers
• papier filtre
• sable de Fontainebleau
• un spectromètre à main

Protocole d’extraction des chlorophylles :

1. Pesez 20g de feuilles d’épinard dans un bécher
2. Couper-les finement à l’aide d’une paire de ciseaux
3. Placez les feuilles coupées dans un mortier
4. Ajouter 10g de sable de fontainebleaux
5. Ajouter 20ml d’éthanol absolu. 
6. Broyer-écraser les feuilles avec le pilon jusqu’à obtention d’une soupe verte
7. Filtrer le broyat dans un entonnoir muni d’un filtre à café. 

Mise en évidence de l’absorption de lumière

1. Récupérez le filtrat
2. Remplissez la cuve du spectromètre avec ce filtrat
3. Observez la lumière à travers le spectroscope sans la cuve
4. Notez les couleur visible dans l’ordre précis
5. Puis observez la lumière à travers la cuve du spectromètre
6. Vous devez voir une différence
7. Dessinez ce que vous observez maintenant
8. Comparez avec ce que vous aviez observez précédemment

Séparer les différents pigments photosynthétiques

Matériel:

• éprouvette à chromatographie avec un demi centimètre d’éluant
• du papier à chromatographie
• une feuille d’épinard
• une tige en verre

• Repérez le bas de la bande de papier à chromatographie (Wattman) : extrémité opposée à l’orifice par lequel la bande sera suspendue.
• Veillez à prendre le papier uniquement par les bords sans poser vos gros doigts tout plein de gras sur la zone de migration.
• Écrasez, à environ 2 cm du bas de la bande, deux bouts de feuilles à l’aide de la tige en verre comme sur l’image ci-dessus.
• Allez sous la hôte avec le papier et l’éprouvette
• Allumez la hôte (si ce n’est pas déjà fait)
• Versez 1 demi centimètre d’éluant dans l’éprouvette si ce n’est pas déjà fait : le papier doit toucher le liquide mais le liquide ne doit pas recouvrir la tache de chlorophylle (Voir schéma)
• Suspendez le papier à chromatographie à l’aide d’un crochet fixé sur un bouchon, le placer dans l’éprouvette et fermer
• Faites l’obscurité en recouvrant l’éprouvette du papier d’aluminium
• Laissez migrer le solvant 5/6 minutes
• Ramenez l’éprouvette à votre paillasse
• Enlevez le papier d’aluminium mais sans enlever le bouchon
• Repérez les différents pigments chlorophylliens
• Prenez une photo à travers le verre ou bien dessinez ce que vous voyez

Pour la semaine prochaine:

Rédigez un compte-rendu de vos découvertes.

A l’aide des deux expériences, montrez comment la plante capte un partie du spectre de la lumière blanche.