Karamö, le prof virtuelLeçon 15 sur 22
La respiration des végétaux
Je sais montrer que toutes les parties d'une plante respirent, jour et nuit, et expliquer par où entrent et sortent les gaz.
- 45 min
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Mettre en évidence la respiration d'une plante à l'obscurité
- Nommer les voies d'entrée de l'air : stomates, lenticelles, racines
- Distinguer respiration et photosynthèse
- Appliquer ces connaissances aux cultures (labour, sols inondés, conservation des récoltes)
Avant de commencer : La leçon sur la respiration des êtres vivants (test à l'eau de chaux) ; la leçon sur les végétaux chlorophylliens (la photosynthèse).
1Je découvre
À Kouroussa, Fanta aide sa mère dans le jardin de gombo. Après plusieurs jours de très fortes pluies, un coin du jardin reste inondé : l'eau stagne, et les jeunes plants de gombo de ce coin jaunissent et meurent, alors que ceux qui sont sur la butte restent verts.
Sa mère lui explique : « Les racines étouffent quand la terre reste noyée. » Fanta est étonnée : « Les racines étouffent ? Mais les plantes n'ont pas de poumons, pas de nez… Et puis le maître a dit que les plantes rejettent du dioxygène, grâce à la chlorophylle. Comment pourraient-elles en manquer ? »
Les plantes respirent-elles comme les animaux ? Par où entrent les gaz, et quelle différence y a-t-il entre respiration et photosynthèse ?
2Je comprends
1. Une difficulté : la photosynthèse cache la respiration
Tu sais déjà que, à la lumière, une plante verte fait la photosynthèse : elle absorbe du dioxyde de carbone et rejette du dioxygène. Si l'on place une plante verte au soleil dans un bocal avec de l'eau de chaux, l'eau de chaux reste claire : la plante « mange » le dioxyde de carbone au lieu d'en rejeter.
Pour étudier la respiration seule, il faut donc empêcher la photosynthèse : on place la plante à l'obscurité (dans un placard, ou le bocal recouvert d'un tissu noir), ou on utilise des parties non vertes : racines, fleurs, fruits, graines.
2. Expérience : toutes les parties de la plante respirent
On prépare cinq bocaux fermés, chacun avec un petit verre d'eau de chaux, et on les laisse à l'obscurité pendant une journée :
- bocal 1 : une jeune plante de maïs entière ;
- bocal 2 : des feuilles de manguier ;
- bocal 3 : des racines de manioc fraîchement arrachées ;
- bocal 4 : des fleurs d'hibiscus ;
- bocal 5 (témoin) : rien.
Observations. L'eau de chaux se trouble dans les bocaux 1 à 4 ; elle reste claire dans le bocal témoin. Une bougie allumée s'éteint vite dans les bocaux 1 à 4.
Conclusion. La plante entière, les feuilles, les racines et les fleurs absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone : elles respirent. La respiration se fait dans toutes les parties vivantes de la plante.
Les graines en germination, les fruits mûrs et même les tubercules d'igname conservés au grenier respirent aussi. On observe d'ailleurs que les graines qui germent dégagent de la chaleur : la respiration libère de l'énergie, comme chez les animaux.
3. Par où entrent et sortent les gaz ?
La plante n'a pas d'organe respiratoire spécialisé comme les poumons. Les gaz entrent par de petites ouvertures et circulent dans des espaces remplis d'air, à l'intérieur des organes.
Les stomates des feuilles. Au microscope, l'épiderme d'une feuille montre de minuscules ouvertures, les stomates, formés de deux cellules en forme de haricot qui bordent un petit trou, l'ostiole. Ils sont en général plus nombreux sur la face inférieure des feuilles. C'est par les stomates que le dioxygène entre et que le dioxyde de carbone sort (et c'est aussi par eux que passent les gaz de la photosynthèse et la vapeur d'eau).
Les lenticelles des tiges. Sur l'écorce des tiges et des troncs, on voit de petites taches ou petites fentes en relief : ce sont les lenticelles. Elles laissent passer l'air à travers l'écorce.
Les racines. Les racines prennent le dioxygène de l'air contenu dans le sol, dans les petits espaces entre les grains de terre, à travers leur surface et leurs poils absorbants.
- Feuille
- Tige et tronc
- Racine
- Fleur, fruit, graine
- Stomates, surtout sur la face inférieure
- Lenticelles de l'écorce
- Surface et poils absorbants, dans l'air du sol
- Surface et petites ouvertures
4. Respiration et photosynthèse : deux phénomènes différents
Il ne faut pas les confondre. Ce sont deux échanges de gaz en sens inverse :
| Respiration | Photosynthèse | |
|---|---|---|
| Où ? | dans toutes les parties vivantes | seulement dans les parties vertes |
| Quand ? | jour et nuit, sans arrêt | seulement à la lumière |
| Gaz absorbé | dioxygène | dioxyde de carbone |
| Gaz rejeté | dioxyde de carbone | dioxygène |
| Rôle | libérer l'énergie des sucres | fabriquer les sucres |
Le jour, une plante verte fait les deux en même temps. Mais la photosynthèse est beaucoup plus forte que la respiration : au total, la plante rejette du dioxygène et absorbe du dioxyde de carbone. La respiration est masquée.
La nuit, il n'y a plus de photosynthèse : on ne mesure que la respiration. La plante absorbe du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone, comme un animal.
- Respiration : oui
- Photosynthèse : oui, très forte
- Bilan : la plante rejette du dioxygène
- Respiration : oui
- Photosynthèse : non
- Bilan : la plante rejette du dioxyde de carbone
5. Applications en agriculture
Aérer le sol. Les racines ont besoin de l'air du sol. En labourant, en binant ou en sarclant, le paysan ameublit la terre et permet à l'air d'y entrer. Un sol tassé ou inondé longtemps manque de dioxygène : les racines s'asphyxient et pourrissent. C'est ce qui est arrivé au gombo de Fanta. Faire des buttes ou des billons et creuser des rigoles pour évacuer l'eau protège les cultures.
Les plantes des milieux inondés. Certaines plantes sont adaptées : le riz de bas-fond possède dans ses tiges et ses racines des tissus remplis d'air qui conduisent le dioxygène des feuilles jusqu'aux racines. Dans les mangroves du littoral guinéen, certains palétuviers ont des racines qui sortent de la vase, comme de petits piquets, et prennent l'air à marée basse.
Conserver les récoltes. Les graines, les fruits et les tubercules conservés continuent de respirer : ils consomment leurs réserves de sucres et dégagent de la chaleur et de l'humidité. Pour qu'ils se conservent longtemps, on les garde au sec, au frais et dans un endroit aéré : la respiration est alors ralentie et les moisissures se développent moins.
Méthode
Pour montrer qu'un organe de plante respire :
- Je place l'organe dans un bocal fermé avec de l'eau de chaux.
- Si l'organe est vert, je mets le bocal à l'obscurité pour empêcher la photosynthèse.
- Je prépare un bocal témoin identique, sans organe.
- J'observe après quelques heures : l'eau de chaux troublée montre un rejet de dioxyde de carbone.
- Je conclus : l'organe respire.
Exemple
Alpha met une branche feuillée de goyavier dans un bocal fermé avec de l'eau de chaux, en plein soleil. Après trois heures, l'eau de chaux est encore claire. Il conclut que les feuilles ne respirent pas. A-t-il raison ?
Non. Au soleil, les feuilles font aussi la photosynthèse, qui absorbe beaucoup de dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone produit par la respiration est aussitôt utilisé par la photosynthèse : il ne trouble pas l'eau de chaux.
Pour montrer la respiration, Alpha doit refaire l'expérience à l'obscurité, avec un bocal témoin.
Exemple
Pourquoi un paysan de la Haute-Guinée creuse-t-il des rigoles autour de son champ d'arachide pendant la saison des pluies ?
Les rigoles évacuent l'eau de pluie en trop.
Sans elles, le sol resterait gorgé d'eau : l'air ne pourrait plus y circuler.
Les racines de l'arachide, privées de dioxygène, ne pourraient plus respirer et pourriraient.
Les rigoles protègent donc la respiration des racines.
3Je retiens
Je retiens
Toutes les parties vivantes d'une plante respirent (racines, tiges, feuilles, fleurs, fruits, graines), le jour comme la nuit.
Respirer : absorber du dioxygène, rejeter du dioxyde de carbone ; cela libère de l'énergie (et de la chaleur).
L'air entre par les stomates des feuilles, les lenticelles des tiges et la surface des racines (air du sol).
Pour observer la respiration d'une partie verte, on la place à l'obscurité : à la lumière, la photosynthèse masque la respiration.
Un sol tassé ou inondé asphyxie les racines ; le labour, le sarclage et le drainage aèrent le sol.
4Erreurs fréquentes
- Dire que « les plantes respirent le dioxyde de carbone le jour » : le jour, la plante respire toujours du dioxygène ; c'est la photosynthèse qui absorbe le dioxyde de carbone.
- Croire que les plantes ne respirent que la nuit : elles respirent aussi le jour, mais la photosynthèse masque la respiration.
- Oublier les racines : elles respirent l'air du sol, ce qui explique l'asphyxie dans un sol inondé.
- Faire l'expérience de respiration d'une feuille à la lumière : l'eau de chaux restera claire et la conclusion sera fausse.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Complète.
a) Les petites ouvertures de la feuille s'appellent les … .
b) Sur l'écorce, l'air entre par les … .
c) Les racines respirent l'air contenu dans le … .
d) Pour étudier la respiration d'une feuille, on la place à l'… .
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Les stomates.
b) Les lenticelles.
c) Le sol.
d) L'obscurité.
2Exercice 2
Recopie le tableau et complète par oui ou non.
| Respiration | Photosynthèse | |
|---|---|---|
| A lieu dans les racines | ||
| A lieu la nuit | ||
| Rejette du dioxygène | ||
| Nécessite la chlorophylle |
Voir le corrigéCacher le corrigé
| Respiration | Photosynthèse | |
|---|---|---|
| A lieu dans les racines | oui | non |
| A lieu la nuit | oui | non |
| Rejette du dioxygène | non | oui |
| Nécessite la chlorophylle | non | oui |
3Exercice 3
On place des graines de riz en germination dans un thermos avec un thermomètre, et des graines bouillies dans un autre thermos. Après deux jours, le premier thermomètre indique 32 °C, le second 25 °C.
a) Calcule la différence de température.
b) Explique cette différence.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) 32 − 25 = 7. Il y a 7 °C de différence.
b) Les graines vivantes en germination respirent : elles « brûlent » lentement leurs réserves et libèrent de l'énergie, en partie sous forme de chaleur. Les graines bouillies sont mortes, elles ne respirent pas et ne produisent pas de chaleur.
4Exercice 4
Hawa laisse deux bocaux contenant chacun une plante de haricot et un verre d'eau de chaux : bocal A au soleil, bocal B dans une armoire. Le lendemain, seule l'eau de chaux du bocal B est troublée.
a) Explique le résultat du bocal B.
b) Explique pourquoi l'eau de chaux du bocal A est restée claire, alors que la plante A respire aussi.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Dans l'armoire, il fait noir : la plante ne fait pas de photosynthèse ; elle ne fait que respirer et rejette du dioxyde de carbone, qui trouble l'eau de chaux.
b) Au soleil, la plante A respire aussi, mais elle fait en même temps la photosynthèse, beaucoup plus forte, qui absorbe le dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone rejeté par la respiration est aussitôt utilisé : la respiration est masquée.
5Exercice 5
Dans la plaine de Kankan, un champ de maïs reste inondé pendant une semaine après de très fortes pluies. Les plants jaunissent, puis meurent.
a) Quelle est la cause de la mort des plants ?
b) Propose deux solutions pour éviter ce problème.
c) Le riz de bas-fond, lui, supporte l'inondation. Pourquoi ?
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Le sol inondé ne contient plus d'air : les racines du maïs sont privées de dioxygène, elles ne peuvent plus respirer ; elles s'asphyxient et pourrissent, et la plante meurt.
b) Creuser des rigoles ou des canaux de drainage pour évacuer l'eau ; semer sur des buttes ou des billons ; ameublir le sol par le labour pour qu'il laisse mieux passer l'eau et l'air.
c) Le riz possède dans ses tiges et ses racines des tissus remplis d'air, qui conduisent le dioxygène depuis les feuilles jusqu'aux racines noyées.
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6Je vérifie
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