Série 3: Exercices - Absorption de l’eau et des sels minéraux par les plantes

Exercices

Exercice 1

Pour comprendre des mécanismes d’absorption d’eau et des sels minéraux, on propose l’étude des données suivantes.

La figure 1 présente un schéma d’une coupe transversale de la racine d’une plantule d’haricot, ainsi que les valeurs de la pression osmotique de la vacuole des cellules.

Q-1 –A quel niveau de la racine est réalisé cette coupe ?

Q-2 –Comment appelle-t-on les cellules responsables de l’absorption d’eau est des sels minéraux ? Et quelle est leur caractéristique essentielle ?

Q-3 – Déterminer le sens de passage d’eau dans la racine. Justifier la réponse.

L’irrigation des plantules d’haricot par l’eau salée provoque le flétrissement et la mort de ces plantules.

La mesure de la pression osmotique de la vacuole d’une cellule d’haricot et d’une cellule de salicornia (halophyte) en fonction de la pression osmotique du milieu externe a donné les résultats représentés par la figure 2.

Q-4 – Interpréter les résultats de cette expérience, en expliquant pourquoi les plantules d’haricot flétrissent après irrigation par l’eau salée.

Exercice 2

La figure suivante présente un montage expérimental qui permet l’étude du phénomène d’osmose.

Q-1 – Analysez puis expliquez les résultats de cette expérience.

La figure suivante présente les résultats obtenus après application d’une pression par un piston sur le compartiment B.

Q-2 – Analysez puis expliquez les résultats de cette expérience.

Q-3 – Comparez les résultats de cette expérience avec le phénomène de l’osmose.

Q-4 – Que peut-on produire, en utilisant la technologie adoptée dans la dernière expérience ?

Exercice 3

On met des morceaux de pomme de terre qui ont la même longueur 30 mm dans des solutions de saccharose de concentrations différentes.

Après 12 h en 290°K, on mesure ces morceaux de pomme de terre. La figure 1 présente les résultats obtenus.

La figure 2 présente un schéma d’une cellule de pomme de terre mise dans un milieu de concentration 0,4 mol/l.

Q-1 – Déterminez les noms de la figure.

Q-2 – Déterminez la pression osmotique de la vacuole au début de l’expérience, justifiez votre réponse.

Q-3 – Analysez puis expliquez les résultats de cette expérience.

Correction

Exercice 1

R1 – La coupe est réalisée dans la zone pilifère de la racine, parce qu’à ce niveau se situent les poils absorbants.

R-2 – Cette cellule est appelée poil absorbant. Elle se caractérise par un prolongement très long qui lui assure une grande surface de contact avec le sol, et par une grande vacuole.

R-3 – On remarque une augmentation de la pression osmotique au poil absorbant ver les cellules internes de la racine, donc l’eau est transportée dans le sens croissant de la pression osmotique : du poil absorbant vers les cellules internes de la racine.

R-4 –

• Pour la salicornia, on remarque que la pression osmotique de la vacuole est très grande, et elle augmente avec l’augmentation de la pression osmotique du milieu externe,ce qui permet à cette plante d’absorber l’eau même si elle est irriguée avec de l’eau salée.

• Pour l’haricot, on remarque que la pression osmotique de la vacuole est petite, et elle devient inférieure à la pression osmotique du milieu externe, ce qui conduit au flétrissement de l’haricot lorsqu’il est irrigué avec de l’eau salée.

Exercice 2

R-1 –

• Au début de l’expérience, le niveau d’eau dans le compartiment A est égale au niveau d’eau dans le compartiment B.

• À la fin de l’expérience, le niveau d’eau dans le compartiment B (NaCl) augment et il diminue dans le compartiment A (eau pure).

• Le changement du niveau d’eau dans les deux compartiments est due à loi d’osmose : passage d’eau du compartiment du compartiment le moins concentré (A) vers le compartiment le plus concentré (B).

R-2 –

• On constate que l’eau augmente dans le compartiment A et diminue dans le compartiment B.

• Ce changement du niveau d’eau est due à l’application d’une pression, par le piston, plus grande que la pression osmotique de la solution de NaCl.

R-3 – Ce phénomène est le contraire du phénomène d’osmose (osmose inverse).

R-4 – On peut appliquer ce phénomène pour la production de l’eau potable, par dessalement de l’eau de mer.

Exercice 3

R-1 – Les noms des figures :

• 1 – Paroi squelettique.

• 2 – Membrane plasmique.

• 3 – Noyau.

• 4 – Cytoplasme.

• 5 – Vacuole.

R-2 – Pour calculer la pression osmotique des vacuoles des cellules au début de l’expérience, on utilise la concentration du milieu isotonique (qui ne change pas la longueur des morceaux de pomme de terre). Du graphique on trouve que cette concentration est égale à 0.2 mole/l.

Donc, π = R x C x T = 8200 x 0.2 x 290 = 4.756x105 Pa.

R-3 –

• Dans une concentration de 0.2 mole/l, les morceaux de pommes de terre ne changent pas de longueur, car ce milieu est isotonique.

• Dans une concentration inférieure à 0.2 mole/l, la longueur des morceaux de pomme de terre augmente, car ces milieux sont hypotoniques ce qui conduit à l’entrer d’eau aux cellules des pommes de terre (turgescence).

• Dans une concentration supérieure à 0.2 mole/l, la longueur des morceaux de pomme de terre diminuent, car ces milieux sont hypertoniques ce qui conduit à la sortie d’eau des cellules des pommes de terre (plasmolyse).