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.