La nutrition des plantes chlorophylliennes

📚 Objectif

Les plantes vertes réalisent un processus fondamental : la photosynthèse, grâce auquel elles fabriquent leur propre matière. Elles prélèvent ce dont elles ont besoin dans leur environnement, produisent du glucose, stockent de la matière et participent à l’équilibre de tous les écosystèmes. Cette leçon t’explique comment elles y parviennent et pourquoi elles jouent un rôle central dans les chaînes alimentaires et le cycle du carbone.

Les besoins des plantes vertes et leurs lieux de prélèvement

Les plantes chlorophylliennes ont quatre besoins essentiels : le dioxyde de carbone ($CO₂$), l’eau, les sels minéraux et la lumière. Chacun est prélevé dans un endroit précis grâce à des structures adaptées.

Le $CO₂$ est capté au niveau des feuilles, par de très petites ouvertures appelées stomates. Ces stomates ne réagissent pas simplement à la lumière : leur ouverture dépend surtout de la quantité d’eau disponible dans la plante. Lorsque la plante dispose de suffisamment d’eau et que la lumière est présente, les stomates s’ouvrent et le $CO₂$ entre naturellement dans la feuille.

Exemple : Par temps clair, si la terre est bien humide, un plant de salade ouvre largement ses stomates, ce qui augmente son absorption de $CO₂$.

L’eau et les sels minéraux sont prélevés dans le sol par les racines, grâce aux poils absorbants qui augmentent la surface de contact avec la terre. Ces éléments voyagent ensuite jusqu’aux feuilles par le xylème, un réseau interne dans lequel circule la sève brute. Cette montée de la sève peut être observée en plaçant une tige de céleri dans de l’eau colorée : la coloration progresse vers les feuilles.

La lumière est captée par la chlorophylle, pigment vert présent dans les chloroplastes. Sans lumière, la photosynthèse cesse immédiatement. Une plante éclairée produit plus de glucose qu’une plante laissée dans l’ombre, ce qu’on peut vérifier en cachant une partie d’une feuille : seule la zone exposée produira de l’amidon.

Il faut aussi rappeler que la photosynthèse, qui dépend de la lumière, a lieu uniquement le jour, alors que la respiration de la plante, qui libère du $CO₂$, se déroule jour et nuit, car les cellules ont constamment besoin d’énergie.

🤔 Question pour toi : Comment la plante capte-t-elle le $CO₂$, l’eau et la lumière ?

✅ Réponse : Elle capte le $CO₂$ par les stomates des feuilles, absorbe l’eau et les sels minéraux par les racines, et reçoit la lumière grâce à la chlorophylle dans les feuilles.

À retenir

Les feuilles absorbent le $CO₂$ et la lumière, les racines absorbent l’eau et les sels minéraux. Le xylème transporte ces éléments vers les feuilles où la photosynthèse se déroule.

La photosynthèse : produire, stocker et transporter la matière organique

La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes des feuilles. La lumière permet d’assembler le $CO₂$ et l’eau pour produire du glucose, tandis que l’eau fournit l’hydrogène indispensable à sa fabrication. La plante rejette également du dioxygène ($O₂$) dans l’air.

Le glucose fabriqué peut être utilisé immédiatement pour fournir de l’énergie aux cellules. Lorsqu’il est produit en excès, il peut être transformé en lipides ou protéines, ou stocké sous forme d’amidon dans les racines, les graines ou les tiges.

Une fois produit, le glucose n’est pas bloqué dans les feuilles. Il circule dans un réseau interne appelé phloème, sous forme de sève élaborée. Cette sève ne transporte pas seulement du glucose : elle véhicule aussi d’autres molécules organiques importantes, comme les acides aminés et certains acides organiques, permettant ainsi à tous les organes de recevoir les nutriments dont ils ont besoin.

La photosynthèse peut être mise en évidence grâce à plusieurs expériences simples. Le test au Lugol, appliqué sur une feuille exposée à la lumière, révèle la présence d’amidon grâce à une coloration bleu-noir. Les plantes aquatiques, comme l’élodée, produisent des bulles d’$O₂$ visibles lorsqu’elles sont éclairées, preuve que la photosynthèse est en cours.

🤔 Question pour toi : Quels produits la plante fabrique-t-elle lors de la photosynthèse ? ✅ Réponse : Du glucose, utilisé, transformé ou stocké, et du dioxygène rejeté dans l’air.

À retenir

La photosynthèse transforme $CO₂$ et eau en glucose grâce à la lumière, et libère du dioxygène. Le phloème distribue ensuite différents nutriments organiques dans toute la plante.

Le rôle des plantes dans les chaînes alimentaires et le cycle du carbone

Les plantes chlorophylliennes sont les producteurs primaires : elles fabriquent la matière organique utilisée par tous les autres êtres vivants. Le glucose produit dans les feuilles passe aux herbivores lorsqu’ils mangent la plante, puis aux carnivores. La matière circule ainsi d’un niveau à l’autre.

L’énergie, elle, suit un trajet particulier : elle circule d’un maillon à l’autre, mais à chaque étape une partie est perdue sous forme de chaleur, ce qui explique pourquoi les chaînes alimentaires comptent peu de niveaux.

Les plantes jouent aussi un rôle essentiel dans le cycle du carbone. Elles absorbent du $CO₂$ pour réaliser la photosynthèse et restituent du $CO₂$ lorsqu’elles respirent. Les animaux, eux aussi, rejettent du $CO₂$ en respirant. Ce carbone retourne constamment dans l’atmosphère, où il peut à nouveau être absorbé par les plantes.

🤔 Question pour toi : Pourquoi les plantes sont-elles indispensables au cycle du carbone ?

✅ Réponse : Parce qu’elles absorbent du $CO₂$ pour fabriquer du glucose et en rejettent aussi lorsqu’elles respirent, assurant ainsi une circulation continue du carbone.

À retenir

Les plantes fabriquent la matière organique consommée par les autres êtres vivants et participent au cycle du carbone en absorbant et en rejetant du $CO₂$.

💪 Entraînons-nous !

🍃 Que prélèvent les feuilles dans l’air ?

✅ Réponse : Du $CO₂$, utilisé pour fabriquer du glucose.

💧 Que prélèvent les racines dans le sol ?

✅ Réponse : L’eau et les sels minéraux, transportés par la sève brute dans le xylème.

🔆 Pourquoi la lumière est-elle indispensable à la photosynthèse ?

✅ Réponse : Parce qu’elle fournit l’énergie nécessaire à la fabrication du glucose.

🍏 Comment prouver qu’une feuille a produit de l’amidon ?

✅ Réponse : En utilisant le test au Lugol, qui colore en bleu-noir les zones riches en amidon.

Conclusion

Les plantes chlorophylliennes sont de véritables usines biologiques. Elles absorbent le $CO₂$, l’eau et les sels minéraux, captent la lumière grâce à la chlorophylle et produisent du glucose, essentiel à leur croissance. Elles stockent cette matière, la transforment, la distribuent, et nourrissent l’ensemble des chaînes alimentaires. Elles rejettent aussi du $CO₂$ lors de leur respiration et jouent un rôle majeur dans le cycle du carbone. Comprendre leur nutrition, c’est comprendre le fonctionnement global de la biosphère et le rôle vital des plantes dans tous les écosystèmes.