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Transport chez les plantes

Biologie IGCSE · Sujet 8

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5:54

Transport chez les plantes

Un grand arbre élève de l'eau à cent mètres dans les airs, tous les jours, sans pompe ni pièces mobiles. Il le fait en utilisant uniquement l'évaporation de ses feuilles…

Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés

8.1

Xylem et phloem

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Énoncer les fonctions du xylem et du phloème : (a) xylem – transport de l'eau et des ions minéraux, et soutien (b) phloème – transport de saccharose et d'acides aminés 3 Relier la structure des vaisseaux xylématiques à leur fonction, limités à : (a) parois épaisses avec lignine (aucun détail sur la lignification n'est requis) (b) absence de contenu cellulaire (c) cellules jointes bout à bout sans cloisons transversales pour former un tube continu long
2 Identifier dans les schémas et images la position du xylem et du phloème observés dans des coupes de racines, tiges et feuilles de plantes dicotylédones non ligneuses

Source : Programme Cambridge International

Un grand arbre debout dans un champ
Un arbre transporte l'eau de ses racines vers le haut via les vaisseaux xylémiens.

Les plantes possèdent deux tissus de transport s'étendant dans les racines, tiges et feuilles :

  • xylem 木质部 — transporte l'eau et les mineral ions 矿物质离子 depuis les racines, et procure support 支撑 à la plante.
  • phloem 韧皮部 — transporte le sucrose 蔗糖 et les amino acids 氨基酸 vers les zones où ils sont nécessaires.

Dans une racine, une tige ou une feuille, le xylème et le phloème sont situés côte à côte dans des vascular bundles 维管束.

Structure du xylème (Supplément)

Le xylème est constitué de longs tubes appelés vessels 导管, parfaitement adaptés au transport de l'eau :

  • leurs parois sont épaisses et renforcées par du lignin 木质素, qui contribue également au support de la plante.
  • les cellules sont mortes et vides (elles ne contiennent aucun contenu cellulaire), l'eau traverse donc librement.
  • les cellules sont assemblées bout à bout sans parois transversales dans le tube, formant un long tuyau continu.
Xylème et phloème côte à côte : le xylème est un tube de cellules mortes, creuses, aux parois lignifiées qui transporte l'eau vers le haut, tandis que le phloème est composé de cellules vivantes avec des plaques criblées transportant le saccharose dans les deux sens
Le xylème transporte l'eau vers le haut dans des tubes lignifiés morts ; le phloème transporte le saccharose dans des cellules vivantes
Micrographie optique d'une partie de tige en coupe transversale : des amas de cellules de xylème colorées en rouge se situent dans des faisceaux vasculaires disposés en anneau près du bord externe, les grandes cellules claires de parenchyme de la moelle remplissant le centre
Une tige en coupe transversale : le xylème coloré en rouge se trouve dans les faisceaux vasculaires près de la périphérie
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Route du xylème et du phloème

Observez comment l'eau et le sucre se déplacent dans différents tissus de transport des plantes.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
xylem/ˈzaɪləm/ 木质部 mù zhì bù
mineral ions/ˈmɪnərəl ˈaɪɒnz/ 矿物质离子 kuàng wù zhì lí zi
support/səˈpɔːt/ 支撑 zhī chēng
phloem/ˈfləʊɪm/ 韧皮部 rèn pí bù
sucrose/ˈsuːkrəʊs/ 蔗糖 zhè táng
amino acids/əˈmiːnəʊ ˈæsɪdz/ 氨基酸 ān jī suān
vascular bundles/ˈvæskjʊlə ˈbʌndlz/ 维管束 wéi guǎn shù
vessels/ˈveslz/ 导管 dǎo guǎn
lignin/ˈlɪɡnɪn/ 木质素 mù zhì sù
root hair cells/ruːt heə selz/ 根毛细胞 gēn máo xì bāo
root hairs/ruːt heəz/ 根毛 gēn máo
surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ 表面积 biǎo miàn jī
8.2

Absorption d'eau

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Identifier dans les schémas et images les poils absorbants et énoncer leurs fonctions
2 Affirmer que la grande surface des poils absorbants augmente l'absorption d'eau et d'ions minéraux
3 Énoncer le trajet parcouru par l'eau à travers la racine, la tige et la feuille comme suit : poils absorbants, cellules du cortex racinaire, xylem, cellules mésophylliques
4 Enquêter, à l'aide d'un colorant approprié, le trajet de l'eau à travers les parties aériennes d'une plante

Source : Programme Cambridge International

L'eau et les ions minéraux pénètrent dans la plante par les cellules pileuses 根毛细胞. L'énorme nombre de poils absorbants 根毛 confère une très grande surface 表面积, ce qui accélère l'absorption de l'eau et des ions minéraux.

L'eau suit ensuite ce trajet :

cellules pileuses → cellules du cortex 皮层 racinaire → xylème → cellules du mésophylle 叶肉 foliaire.

Vous pouvez illustrer ce trajet en plongeant une plante ou une fleur blanche dans de l'eau contenant un colorant 染色剂. Le colorant est transporté vers le haut par le xylème et colore les nervures.

Une plante entière montrant l'eau absorbée par les poils absorbants dans le sol, remontant par le xylème dans la tige, puis s'évaporant des feuilles sous forme de vapeur d'eau lors de la transpiration
L'eau est absorbée par les poils absorbants, transportée vers le haut par le xylème, et perdue par les feuilles
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Absorption d'eau par les poils absorbants

Les cellules des poils absorbants captent l'eau par osmose — l'eau passe du sol dilué vers la cellule plus concentrée.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
cortex/ˈkɔːteks/ 皮层 pí céng
mesophyll/ˈmesəfɪl/ 叶肉 yè ròu
stain/steɪn/ 染色剂 rǎn sè jì
8.3

Transpiration

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Décrire la transpiration comme la perte de vapeur d'eau par les feuilles
2 Affirmer que l'eau s'évapore des surfaces des cellules mésophylliques vers les espaces aériens, puis diffuse hors des feuilles sous forme de vapeur d'eau par les stomates
4 Expliquer comment la perte de vapeur d'eau est liée à : la grande surface interne fournie par les espaces aériens interconnectés entre les cellules mésophylliques et la taille et le nombre de stomates
5 Expliquer le mécanisme par lequel l'eau monte vers le haut dans le xylem en termes de tirage transpiratoire qui aspire une colonne de molécules d'eau, maintenues ensemble par des forces d'attraction entre les molécules d'eau
3 Enquêter et décrire les effets de la variation de température et de vitesse du vent sur le taux de transpiration 6 Expliquer les effets sur le taux de transpiration de la variation des facteurs suivants : température, vitesse du vent et humidité
7 Expliquer comment et pourquoi se produit la flétrissement

Source : Programme Cambridge International

La transpiration 蒸腾作用 est la perte de vapeur d'eau 水蒸气 depuis les feuilles.

  • L'eau s'évapore 蒸发 des surfaces humides des cellules du mésophylle vers les espaces aériens 气腔 situés à l'intérieur de la feuille.
  • La vapeur d'eau diffuse 扩散 ensuite hors de la feuille à travers les stomates 气孔.
Gros plan sur une feuille : l'eau est aspirée par le xylème, s'évapore des cellules du mésophylle humide vers les espaces aériens, et la vapeur d'eau diffuse hors de la feuille à travers un stomate ouvert
L'eau s'évapore du mésophylle et diffuse hors des stomates sous forme de vapeur d'eau

Ce qui change le taux de transpiration

Facteur La transpiration est plus rapide lorsque… Pourquoi
température 温度 il fait plus chaud l'eau s'évapore plus vite
vitesse du vent 风速 il y a plus de vent le vent emporte la vapeur d'eau
humidité 湿度 (Supplément) l'air est plus sec une différence de concentration plus importante accélère la diffusion de l'eau vers l'extérieur

Exemple résolu. Dans un potomètre, la bulle d'air parcourt 60 mm en 5 minutes. Calculez le taux d'absorption d'eau et expliquez ce qui se passe lorsqu'un ventilateur est allumé. Taux = distance ÷ temps = 60 ÷ 5 = 12 mm par minute. Indiquez toujours l'unité complète du taux, « mm par minute », et non simplement « 12 ». Un ventilateur augmente la vitesse du vent, ce qui emporte la vapeur d'eau loin de la feuille ; la transpiration s'accélère alors et la bulle parcourt une plus grande distance au cours des mêmes 5 minutes.

Comment l'eau remonte dans le xylème (Supplément)

Alors que la vapeur d'eau quitte la feuille, elle tire davantage d'eau vers le haut derrière elle. Cette traction est appelée la traction transpiratoire 蒸腾拉力. Les molécules d'eau s'attirent mutuellement grâce aux forces d'attraction 吸引力, elles sont ainsi tirées vers le haut ensemble comme une longue colonne 水柱 d'eau continue.

Flétrissement (Supplément)

Si une plante perd de l'eau plus vite qu'elle ne peut l'absorber, ses cellules deviennent molles et la plante flétrit 萎蔫 — les feuilles et la tige pendent. Cela arrive souvent par temps chaud, sec et venteux.

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Le courant de transpiration

L'eau est tirée vers le haut dans un flux continu, des racines aux feuilles où elle s'évapore.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
transpiration/trænspəˈreɪʃn/ 蒸腾作用 zhēng téng zuò yòng
water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ 水蒸气 shuǐ zhēng qì
evaporates/ɪˈvæpəreɪts/ 蒸发 zhēng fā
air spaces/eə ˈspeɪsɪz/ 气腔 qì qiāng
diffuses/dɪˈfjuːzɪz/ 扩散 kuò sàn
stomata/ˈstəʊmətə/ 气孔 qì kǒng
temperature/ˈtemprɪtʃə/ 温度 wēn dù
wind speed/wɪnd spiːd/ 风速 fēng sù
humidity/hjuːˈmɪdɪti/ 湿度 shī dù
transpiration pull/trænspəˈreɪʃn pʊl/ 蒸腾拉力 zhēng téng lā lì
forces of attraction/ˈfɔːsɪz ɒv əˈtrækʃn/ 吸引力 xī yǐn lì
column/ˈkɒlʌm/ 水柱 shuǐ zhù
wilts/wɪlts/ 萎蔫 wēi niān
8.4

Translocation (Supplément)

Programme
Fondamental Supplémentaire
1 Décrire la translocation comme le mouvement du saccharose et des acides aminés dans le phloème des sources aux puits
2 Décrire : (a) les sources comme les parties des plantes qui libèrent du saccharose ou des acides aminés (b) les puits comme les parties des plantes qui utilisent ou stockent du saccharose ou des acides aminés
3 Expliquer pourquoi certaines parties d'une plante peuvent agir comme source et puits à différents moments

Source : Programme Cambridge International

La translocation 转运 est le mouvement du saccharose et des acides aminés dans le phloème, des sources 源 vers les puits 库.

  • les sources sont les parties qui libèrent le saccharose ou les acides aminés — par exemple les feuilles, qui produisent du sucre par photosynthèse.
  • les puits sont les parties qui utilisent ou stockent ces substances — par exemple les racines en croissance ou un organe de stockage.
Une feuille identifiée comme source produisant du saccharose, avec des flèches dans le phloème transportant le saccharose vers un shoot en croissance (en haut) et vers les racines (en bas), toutes deux identifiées comme des puits
Le phloème transporte le saccharose d'une source vers un puits ; la direction peut changer
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Translocation dans le phloème

Le phloème transporte les sucres dissous là où ils sont produits (la source) vers là où ils sont utilisés ou stockés (le puits).

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
translocation/trænsləʊˈkeɪʃn/ 转运 zhuǎn yùn
sources/ˈsɔːsɪz/ 源 yuán
sinks/sɪŋks/ 库 kù
8.4

Conseils d'examen

  • Xylème : eau et ions minéraux, uniquement vers le haut, plus support — ses cellules sont mortes, avec des parois lignifiées épaisses. Phloème : saccharose et acides aminés, dans des cellules vivantes.
  • Mémorisez le trajet de l'eau : cellule pileuse → cortex → xylème → mésophylle.
  • Transpiration = évaporation du mésophylle, puis diffusion hors des stomates. C'est plus rapide quand il fait plus chaud, qu'il y a plus de vent ou que l'air est plus sec.
  • L'eau monte grâce à la traction transpiratoire ; les molécules d'eau restent liées entre elles pour former une colonne.
  • La translocation va d'une source (où le sucre est produit ou stocké) vers un puits (où il est utilisé). La direction peut changer selon la saison.

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