La nutrition des végétaux

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : La planète Terre, l’environnement et l’action humaine
Type : Sujet complet | Année : 2019 | Académie : France métropolitaine

SUJETS COMPLETS

France métropolitaine • Juillet 2019

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France métropolitaine • Juillet 2019

svt • 25 points

La nutrition des végétaux

L’eau et les sels minéraux comme l’azote, le phosphore et le potassium sont indispensables pour satisfaire les besoins nutritifs des végétaux.

Dans ce sujet, on s’intéresse au lieu de prélèvement de l’eau et des sels minéraux au niveau d’un végétal.

document 1 Organisation générale d’un végétal avec ses principaux organes

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D’après le site snv.jussieu.fr et svt.ac-dijon.fr/schéma

1. Recopier le schéma ci-dessous sur la copie et relier chaque substance minérale à l’organe qui la prélève en utilisant le document 1.

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On s’intéresse à l’absorption racinaire par la plantule.

document 2 Expériences permettant de déterminer le lieu d’absorption de l’eau et des sels minéraux

a. Observation d’une plantule à la loupe binoculaire

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La racine est constituée de trois zones distinctes.

Pour déterminer quelle(s) zone(s) de la racine absorbe l’eau et les sels minéraux, les différentes parties de la racine sont placées dans l’eau minéralisée ou dans l’huile selon l’hypothèse testée (voir ci-dessous).

b. Expérience permettant de rechercher la/les zone(s) d’absorption racinaire

Précisions :

L’huile et l’eau ne se mélangent pas, il n’y a pas d’échange entre ces deux fluides.

L’huile est moins dense que l’eau ; ainsi elle se trouve au-dessus de l’eau dans le récipient.

L’huile ne peut pas être absorbée par la plante et n’est pas toxique.

L’huile ne contient ni eau ni sels minéraux.

Conditions expérimentales et résultats :

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2. À partir des documents 2a et 2b, choisir parmi les trois propositions suivantes l’hypothèse testée dans l’expérience précédente et la recopier sur la copie.

Hypothèse 1 : la zone subéreuse absorbe l’eau et les sels minéraux.

Hypothèse 2 : la zone de croissance absorbe l’eau et les sels minéraux.

Hypothèse 3 : la zone pilifère absorbe l’eau et les sels minéraux.

▶ 3. À partir des documents 2a et 2b, décrire sur votre copie une expérience constituée de plusieurs tubes qui permet de tester l’hypothèse suivante :

« La zone de croissance est aussi une zone d’absorption d’eau et de sels minéraux ».

Vous pouvez répondre sous la forme d’un texte ou d’un schéma.

On s’intéresse maintenant à l’absorption de l’azote par les végétaux et à l’amélioration de la production des cultures. L’azote est indispensable pour la croissance des végétaux.

document 3 Présentation de deux pratiques agricoles pour satisfaire les besoins d’une plante non légumineuse (céréale comme le blé) en azote

Pratique agricole no 1 : ajout d’engrais chimique azoté

De l’engrais chimique azoté peut être apporté chaque année dans les cultures de céréales.

Quand l’apport est trop important, le surplus qui n’est pas absorbé par le végétal, se retrouve dans les cours d’eau, ce qui peut perturber les écosystèmes et engendrer des pollutions.

Pratique agricole no 2 : utilisation des bactéries Rhizobium

Une alternative à l’ajout d’engrais consiste à cultiver des légumineuses l’année qui précède la culture de céréales. En effet, la racine de légumineuses (pois chiche, luzerne, etc.) possède des structures sphériques, appelées nodosités, qui renferment des bactéries du genre Rhizobium.

Ces bactéries présentes naturellement dans le sol, sont capables de capter l’azote atmosphérique présent dans les poches d’air du sol et de le transformer en azote utilisable par les végétaux. Après la récolte des légumineuses, il reste dans le sol des feuilles, des racines et des nodosités riches en azote. Les céréales nouvellement cultivées utilisent l’azote issu de ces restes de cultures de légumineuses.

document 4 Cultures de pois chiche (légumineuse) dans trois conditions culturales différentes

La matière sèche produite par la plante permet d’évaluer la production de pois chiche.

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Graphique montrant la quantité de matière sèche produite par le pois chiche dans trois conditions de cultures différentes

4. À partir des documents 3 et 4, comparer les deux pratiques agricoles utilisées pour améliorer la production des cultures.

Pour répondre, rédiger un paragraphe sur votre copie. Des valeurs chiffrées sont attendues.

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Le premier document est un schéma de l’organisation générale d’un végétal avec ses organes et leur rôle respectif.

Le document 2a présente les trois différentes zones d’une racine de plantule.

Le tableau du document 2b compare les résultats d’expériences effectuées sur des plantules afin de connaître la/les zone(s) d’absorption racinaire.

Le document 3 compare deux pratiques agricoles : l’ajout d’engrais chimique azoté et l’alternance de culture avec des légumineuses utilisant les bactéries Rhizobium.

Le graphique du quatrième document compare la quantité de matière sèche produite par le pois chiche selon ses conditions de culture.

Répondre aux questions

 1. Lis attentivement les légendes associées aux organes du végétal, leur rôle y est noté.

 2. Compare les trois tubes en regardant bien quelle partie de la racine est alors en contact avec l’eau. Recherche quelle zone est testée.

 3. Inspire-toi du document 2b pour imaginer une expérience avec plusieurs tubes pour tester l’absorption d’eau et de sels minéraux dans la zone de croissance (zone terminale de la racine).

 4. Compare les intérêts et les inconvénients des deux pratiques agricoles utilisées à l’aide des documents 3 et 4.

Corrigé

Corrigé

▶ 1.

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▶ 2. Le premier tube où toute la racine est dans l’eau est le témoin positif, il y a absorption d’eau et de sels minéraux, le végétal vit et se développe.

Le second tube où toute la racine est dans l’huile est le témoin négatif, il n’y a pas absorption d’eau et de sels minéraux, le végétal meurt.

Dans le troisième tube, seule la zone pilifère de la racine est dans l’eau, c’est donc elle qui est testée. Le végétal vit et se développe, il y a absorption d’eau et de sels minéraux.

L’hypothèse testée est donc l’hypothèse 3 : la zone pilifère absorbe l’eau et les sels minéraux.

▶ 3. Il faut un témoin positif avec échanges : dans le premier tube où toute la racine est dans l’eau, il y a absorption d’eau et de sels minéraux, le végétal vit et se développe.

Il faut un témoin négatif sans échanges : dans le second tube où toute la racine est dans l’huile, il n’y a pas absorption d’eau et de sels minéraux, le végétal meurt.

Dans le troisième tube, seule la zone de croissance de la racine est dans l’eau, c’est donc elle qui est testée. On peut alors savoir s’il y a absorption d’eau et de sels minéraux, dans ce cas la plante vit et se développe comme avec le témoin positif.

L’hypothèse « la zone de croissance est aussi une zone d’absorption d’eau et de sels minéraux » est bien testée.

remarque

Dans le graphique du document 4, il faut comparer les cultures qui ne diffèrent que par un seul facteur, c’est celui qui est testé.

▶ 4. On peut comparer les deux pratiques agricoles utilisées pour améliorer la production des cultures, afin de dégager leurs avantages et inconvénients.

Pratique agricole 1 : engrais chimique azoté 

Avantages : l’engrais peut être apporté chaque année dans les cultures de céréales afin d’augmenter la production comme on le voit dans le graphique en comparant les cultures 1 et 3. Pour la culture 3, sans engrais, on a seulement 6 grammes de matière sèche produite par la plante contre 12 grammes avec l’ajout d’engrais de la culture 1. La production est multipliée par 2 avec l’engrais.

L’apport chimique est facile d’utilisation.

Inconvénients : quand l’apport en engrais est trop important, le surplus qui n’est pas absorbé par le végétal se retrouve dans les cours d’eau, ce qui peut perturber les écosystèmes et engendrer des pollutions.

Pratique agricole 2 : utilisation des bactéries Rhizobium

Les racines de légumineuses contiennent des bactéries capables de fixer l’azote de l’air.

Après la récolte des légumineuses, il reste dans le sol des feuilles, des racines riches en azote. Les céréales cultivées ensuite utilisent l’azote issu de ces restes de cultures de légumineuses.

Avantages : elle augmente la production, comme on le voit dans le graphique en comparant les cultures 2 et 3. Pour la culture 3, sans bactéries, on a seulement 6 grammes de matière sèche produite par la plante contre 10 grammes avec l’ajout de bactéries de la culture 2. La production est multipliée par 1,7 avec les bactéries Rhizobium.

Elle n’est pas polluante.

Inconvénients : cette pratique nécessite une alternance de cultures, d’abord des légumineuses pour enrichir le sol en azote, puis des céréales qui utiliseront cet azote.

remarque

Dans le document 4, c’est la culture du pois chiche qui est testée. Pour une légumineuse, l’ajout de bactérie remplace l’engrais, les cultures 1 et 2 donnent des résultats presque identiques.

Les deux pratiques agricoles augmentent la production des cultures. Cependant, même si la culture avec les bactéries Rhizobium est plus contraignante et un peu moins rentable, elle préserve l’environnement.