Série 2: Exercices - Absorption de l’eau et des sels minéraux par les plantes

Exercice 1

Deux plantules identiques A et B sont cultivées sur deux solutions de chlorures de sodium (NaCl) de concentration 20 g/l et 3 g/l.

Deux jours plus tard, la plantule A se fane alors que la plantule B reste en bon état.

L’observation microscopique de leurs poils absorbants montre les 2 schémas suivants :

Q-1 – Légender les schémas ?

Réponse

1 : Paroi squelettique ; 2:Vacuole ; 3 : Cytoplasme ; 4 : Noyau.

Q-2 – Compléter le tableau suivant :

	Poil 1	Poil 2
Concentration de la solution de NaCl
La plante (A ou B)
Sens du mouvement de l’eau

Réponse

	Poil 1	Poil 2
Concentration de la solution de NaCl	3 g/l	20 g/l
La plante (A ou B)	Plante B	Plante A
Sens du mouvement de l’eau	Du sol au poil absorbant	Du poil absorbant au sol

Q-3 – Expliquer pourquoi la plantule A flétri alors que B reste en bon état ?

Réponse

La plantule (A) est mise dans une solution de NaCl fortement concentrée (hypertonique), ceci provoque la sortie d’eau des cellules de la plantule. Donc les cellules se plasmolysent et la plante flétrie.

La plantule (B) est mise dans une solution faiblement concentrée (hypotonique), ceci provoque l’entré d’eau aux cellules de la plantule. Donc les cellules deviennent turgescentes et la plante reste en bon état.

Exercice 2 :

Des morceaux de pomme de terre de même longueur (5 cm) sont mises dans des solutions de concentrations différentes, et dans une température de 17C. Le tableau suivant présente les résultats de la mesure de la longueur de ces morceaux après 1 h.

La concentration (mol/l)	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
La longueur (mm	53	52	50	47	44	41

Q-1 – Expliquer la variation de la longueur des morceaux de pomme de terre.

Réponse

On remarque que la longueur des morceaux de pomme de terre varie selon la variation de la concentration des solutions.

• Dans une concentration de 0,2 mol/l, la longueur des morceaux ne change pas. En fait, la pression osmotique de cette solution est égale à la pression osmotique des cellules de pomme de terre, alors les échange d’eau des cellules avec le milieu extérieur sont équilibrés, et les cellules restent dans leur état normal.
• Dans une concentration inférieure à 0,2 mol/l, la longueur des morceaux augmente. Ceci est dû au fait que ces solutions sont hypotonique, alors l’eau entre dans les cellules de pomme de terre ce qui provoque l’augmentation de leur volume et ainsi l’augmentation du volume des morceaux de pomme de terre.
• Dans une concentration supérieure à 0,2 mol/l, la longueur des morceaux diminue. Ceci est dû au fait que ces solutions sont hypertonique, alors l’eau sort des cellules de pomme de terre ce qui provoque la diminution de leur volume et ainsi la diminution du volume des morceaux de pomme de terre.

Q-2 – Calculer la pression osmotique des cellules de pomme de terre à l’état normal.

Réponse

La pression osmotique de des cellules de pomme de terre à l’état normal et égale à la pression osmotique de la solution de concentration 0,2 mol/l.

On peut calculer la pression osmotique de cette solution en utilisant la relation suivante

• π = R x C x T x 10-5 (Pascal)
• π = 0,082 × 0,02 x (273 + 17) x 10-5.
• π = 4,76 (Pascal).

Exercice 3 :

On met un morceau d’épiderme interne d’oignon dans une solution d’urée (1mol/l), puis on détermine la fraction (volume de la vacuole / volume de la cellule). La figure suivante présente les résultats obtenus.

Q-1 – Analyser le graphique obtenu.

Réponse

• Au début le rapport (volume de la vacuole / volume ce la cellule) diminue progressivement jusqu’à atteindre une valeur minimale au temps t1.
• Après t1, le rapport (volume de la vacuole / volume ce la cellule) augmente progressivement, et il dépasse sa valeur initiale au temps t2.

Q-2 – Réaliser deux schémas qui illustre l’état des cellules au temps t1 et au temps t2.

Réponse

Q-3 – Expliquer l’état des cellules au temps t1 et au temps t2.

Réponse

• Au temps t1, la cellule est plasmolysée à cause de la sortie d’eau du milieu intracellulaire au milieu extracellulaire (hypertonique).
• La membrane plasmique est perméable à l’urée, donc il entre progressivement à la cellule ce qui provoque l’augmentation de sa pression osmotique. Ceci va induire l’entré de l’eau à la cellule, et ainsi elle devient turgescente au temps t2.

Exercice 4 :

La figure suivante montre les résultats de la mesure de la pression osmotique réalisée sur une racine.

Q-1 – Expliquer, en se basant sur l’analyse de la figure, l’absorption de l’eau au niveau de la racine.

Réponse

Des poils absorbants à l’endoderme, on constate que la pression osmotique augmente progressivement dans les cellules, donc la circulation latérale d’eau se fait de manière passive selon la loi d’osmose.

À partir de l’endoderme on constate l’existence d’une inversion du gradient de la pression osmotique, la progression d’eau nécessite une dépense d’énergie : c’est un transport actif.

Plusieurs études ont montré que l’absorption de certains minéraux est liée à la bonne aération du sol. Les études ont montré aussi que l’utilisation de certains poisons inhibiteurs des réactions de la respiration cellulaire conduit à la diminution de l’absorption de ces minéraux.

Q-2 – à l’aide des données précédents, déterminer le mécanisme responsable de l’absorption des sels minéraux.

Réponse

L’absorption des sels minéraux se fait essentiellement par transport active, depuis l’assise pilifère jusqu’aux vaisseaux du xylème. Si les réactions de la respiration cellulaire, qui sont responsables de la production d’ATP sont inhibées, le transport actif s’arrête et l’absorption de ces minéraux diminue.