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Les fonctions vitales et la photosynthèse

Les fonctions vitales sont les tâches que tout être vivant doit accomplir pour rester en vie : la nutrition, la respiration, le transport et l'excrétion. Les plantes vertes se nourrissent par photosynthèse : grâce à la lumière du soleil et à la chlorophylle, elles transforment le dioxyde de carbone et l'eau en glucose et rejettent du dioxygène.

🎬 L'histoire pas à pas

  1. Tout être vivant a besoin d'énergie, même quand il dort. La feuille verte est l'endroit où la plante trouve son énergie : elle fabrique elle-même sa nourriture.
  2. Regarde à l'intérieur de la feuille. Les petits corps verts sont les chloroplastes. Leur pigment vert, la chlorophylle, capte la lumière du soleil.
  3. Le dioxyde de carbone de l'air entre par un minuscule pore sous la feuille, le stomate. Deux cellules de garde l'ouvrent et le ferment.
  4. L'eau monte des racines par la nervure de la feuille et arrive jusqu'aux chloroplastes.
  5. La lumière apporte l'énergie. L'eau est coupée en morceaux, le dioxygène sort par le stomate et le CO₂ est assemblé en glucose. Le glucose en trop est stocké sous forme d'amidon.
  6. À toi de jouer : bouge le curseur de lumière et ferme le stomate. Observe comment la fabrication de nourriture accélère, ralentit ou s'arrête.

Astuce : fais glisser la scène 3D pour la tourner. Utilise deux doigts pour zoomer.

🤔 Les doutes courants, éclaircis

Si les plantes fabriquent du dioxygène, pourquoi dit-on aussi qu'elles respirent ?

Chaque cellule vivante a besoin d'énergie, donc les cellules des plantes respirent tout le temps et utilisent du dioxygène. À la lumière, la photosynthèse produit plus de dioxygène que la respiration n'en utilise, donc la feuille en rejette au total.

D'où vient le dioxygène : du CO₂ ou de l'eau ?

De l'eau. À l'étape 5, tu vois l'eau de la nervure arriver au chloroplaste et le dioxygène en sortir ; le carbone du CO₂ entre dans le glucose.

Pourquoi les feuilles sont-elles vertes ?

La chlorophylle des chloroplastes absorbe la lumière rouge et bleue et renvoie la lumière verte, donc les feuilles paraissent vertes.

Que se passe-t-il si les stomates se ferment ?

Le CO₂ ne peut plus entrer, donc la fabrication de nourriture s'arrête même en pleine lumière. Essaie le bouton du stomate à la dernière étape.

Les plantes fabriquent-elles de la nourriture la nuit ?

Non. Sans lumière, le premier événement (capter la lumière) ne peut pas avoir lieu. Mets le curseur de lumière à 0 pour voir la fabrication de glucose s'arrêter.

Que sont les fonctions vitales ?

Un corps vivant fait sans arrêt du travail de réparation et d'entretien, même quand il semble immobile. Les cellules se détruisent et se reconstruisent, et les molécules ne cessent de circuler. Tout cela demande de l'énergie, et l'énergie vient de la nourriture.

Les tâches de base qui maintiennent un organisme en vie s'appellent les fonctions vitales :

Un organisme formé d'une seule cellule fait tout cela par sa surface. Un grand corps pluricellulaire a besoin d'organes spéciaux pour chaque tâche, car la plupart de ses cellules sont loin de l'extérieur.

Les modes de nutrition : autotrophe et hétérotrophe

Les autotrophes (ceux qui se nourrissent seuls) fabriquent leur propre nourriture à partir de choses simples et minérales : le dioxyde de carbone et l'eau. Les plantes vertes et certaines bactéries font cela. Les hétérotrophes (ceux qui se nourrissent d'autres êtres) en sont incapables ; ils mangent la nourriture fabriquée par d'autres, comme les animaux et les champignons.

La nourriture fabriquée par les autotrophes est la base de toutes les chaînes alimentaires, donc toute la vie dépend d'eux.

La photosynthèse : comment les plantes fabriquent leur nourriture

La photosynthèse est le processus par lequel les plantes vertes utilisent la lumière du soleil et la chlorophylle pour transformer le dioxyde de carbone et l'eau en glucose, en libérant du dioxygène.

6CO₂ + 12H₂O → (lumière, chlorophylle) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O (forme équilibrée simple : 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂)

Les trois événements de la photosynthèse

  1. La chlorophylle absorbe l'énergie de la lumière.
  2. L'énergie lumineuse devient de l'énergie chimique, et l'eau est coupée en hydrogène et en oxygène.
  3. Le dioxyde de carbone est réduit (associé à de l'hydrogène) pour former un glucide.

Ces étapes n'ont pas besoin de se suivre immédiatement. Les plantes du désert absorbent le CO₂ la nuit (les stomates s'ouvrent quand il fait frais) et le stockent ; elles l'utilisent le jour, quand la lumière est là.

Où cela se passe-t-il ?

Surtout dans les cellules de la feuille, remplies de chloroplastes. Le glucose qui n'est pas utilisé tout de suite est stocké sous forme d'amidon, la banque de nourriture de la plante.

Les stomates et les matières premières

Les stomates sont de minuscules pores, situés surtout sur la face inférieure des feuilles. Chacun est gardé par deux cellules de garde en forme de haricot. Quand l'eau entre dans les cellules de garde, elles gonflent et le pore s'ouvre ; quand elles perdent de l'eau, elles rétrécissent et le pore se ferme. Les stomates laissent entrer le CO₂ et sortir le O₂, mais beaucoup de vapeur d'eau s'échappe aussi par eux ; la plante les ferme donc quand elle manque d'eau.

Expériences et points clés pour l'examen

Test à l'amidon : garde une plante en pot dans le noir pendant 3 jours (pour épuiser son amidon), puis mets-la au soleil. Fais bouillir une feuille dans de l'alcool pour enlever la couleur verte, puis ajoute de l'iode. Les parties qui ont reçu de la lumière et qui contiennent de la chlorophylle deviennent bleu-noir (présence d'amidon).

La chlorophylle est-elle nécessaire ? Utilise une feuille panachée (taches vertes et blanches). Seule la partie verte devient bleu-noir.

Le CO₂ est-il nécessaire ? Place une plante dans un bocal fermé avec de l'hydroxyde de potassium (qui absorbe le CO₂). Sa feuille ne montre pas d'amidon.

Conseil d'examen : les questions sur l'équation, les trois événements, l'ouverture et la fermeture des stomates et l'expérience de dé-amidonnage tombent chaque année, souvent pour 2 à 3 points.

Formules et définitions clés

Exemples résolus

1. Cite les matières premières et les produits de la photosynthèse.

Matières premières : dioxyde de carbone (de l'air) et eau (du sol). Conditions nécessaires : lumière du soleil et chlorophylle. Produits : glucose (stocké sous forme d'amidon) et dioxygène (rejeté).

2. Pourquoi garde-t-on une plante dans le noir pendant 2 à 3 jours avant un test à l'amidon ?

Dans le noir, la plante ne peut pas fabriquer de nourriture, elle utilise donc l'amidon déjà présent dans ses feuilles. Ainsi, si de l'amidon apparaît après l'expérience, on sait qu'il a été fabriqué pendant l'expérience, et pas avant.

3. Une feuille de croton panachée est testée à l'iode après avoir été au soleil. Que vois-tu et qu'est-ce que cela prouve ?

Seules les parties qui étaient vertes deviennent bleu-noir ; les parties blanches restent brunâtres. De l'amidon n'a été fabriqué que là où il y avait de la chlorophylle, donc la chlorophylle est nécessaire à la photosynthèse.

4. Pourquoi les cellules de garde ferment-elles les stomates par une chaude après-midi ?

Par temps chaud, la plante perd beaucoup d'eau sous forme de vapeur par les stomates. Quand l'eau manque, les cellules de garde perdent de l'eau, deviennent molles et ferment le pore. Cela économise l'eau, mais ralentit aussi la photosynthèse car moins de CO₂ entre.

5. Pourquoi dit-on que les autotrophes sont la base de toute la vie sur Terre ?

Ils sont les seuls à transformer l'énergie lumineuse en énergie alimentaire. Les herbivores mangent les plantes, les carnivores mangent les herbivores, et les décomposeurs mangent les morts de tous. Sans autotrophes, plus aucune énergie alimentaire n'entre dans la chaîne.

Erreurs fréquentes

Quiz d'entraînement

1. Laquelle n'est PAS une fonction vitale ?
2. Le pigment vert qui absorbe la lumière est :
3. Le dioxygène rejeté pendant la photosynthèse vient de :
4. Les stomates s'ouvrent quand les cellules de garde :
5. L'iode devient bleu-noir en présence de :

Entraînement : réponds toi-même

Écris ou choisis ta réponse, puis appuie sur Vérifier. Prends un indice si tu bloques ; la solution complète s'affiche après ta réponse.

Questions fréquentes

Quelles sont les quatre fonctions vitales ?

La nutrition, la respiration, le transport et l'excrétion. Ensemble, elles fournissent au corps de l'énergie et des matières et le débarrassent de ses déchets.

Quelle est l'équation de la photosynthèse ?

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂, en présence de lumière du soleil et de chlorophylle.

Comment les stomates s'ouvrent-ils et se ferment-ils ?

Les cellules de garde gonflent quand l'eau y entre, ce qui ouvre le pore ; quand elles perdent de l'eau, elles rétrécissent et le pore se ferme.

Où c'est enseigné

PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIII. Energy and metabolism
RomaniaClasa a X-aNutrition
Spain1º BachilleratoAnimal physiology and histology
Spain1º BachilleratoPlant physiology and histology
Spain2º BachilleratoMetabolism
CBSE (India)Class 10World of Living
England (GCSE, A level)Year 9Biology: Material cycles and energy
England (GCSE, A level)Year 104.4 Bioenergetics
England (GCSE, A level)Year 104.4 Bioenergetics
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 8MS-LS1 From molecules to organisms
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10From molecules to organisms: structures and processes
South Korea중학교 2학년Plants and energy
FranceQuatrièmeLiving things and evolution
FrancePremièreContemporary environmental issues
FrancePremièreThe Sun, our energy source
FranceTerminaleFrom wild to domesticated plants
Russia7 классArchaeplastids (plants)

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