docx - STAO

SNC2D Fonctions et systèmes animaux et végétaux

Activité par les élèves – Expérience sur des stomates de feuille Sujets

Durée

cellules végétales et animales, organites

préparation : 5 min activité : 15 min

Attentes particulières SNC2D A1.3 Planifier une expérience (p. ex., concevoir ou adapter un protocole expérimental, sélectionner le matériel et les instruments de mesure), élaborer une stratégie de recherche ou adopter une stratégie de résolution de problèmes. A1.5 Effectuer une expérience en laboratoire ou sur le terrain, exécuter une recherche ou appliquer une stratégie de résolution de problèmes pour répondre à une question de nature scientifique. A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. B2.2 Vérifier la différenciation cellulaire en examinant différents types de cellules animales et végétales au microscope et illustrer ses observations à l'aide de dessins biologiques. [ER, AI]

Introduction Dans cette courte activité, les élèves ont la possibilité de préparer une lame de microscope et de s’exercer à utiliser un microscope. L’activité développe leur capacité de repérer et d’examiner un échantillon au microscope, d’abord à basse intensité puis en augmentant le grossissement. Les stomates sont des orifices de très petite taille présents dans l’épiderme des végétaux. Ils sont constitués de deux cellules jumelles, appelées cellules de garde, disposées symétriquement de part et d’autre d’une paroi mitoyenne qui s’ouvre en fente. Les stomates ont donc une forme relativement distinctive et facile à reconnaître au microscope. Ils s’ouvrent (en réponse à la lumière du soleil) pour permettre les échanges gazeux et se referment pour les empêcher. Les échanges gazeux (en particulier la vapeur d’eau, l’oxygène et le dioxyde de carbone) sont nécessaires pour qu’il y ait photosynthèse. La transpiration correspond à la perte d’eau par les stomates ouverts des feuilles.

Matériel feuilles d’une plante (p. ex., Spathiphyllum, ou lys de la paix) bouteille de vernis à ongles transparent ruban adhésif transparent (ou ruban d’emballage transparent)

lames de microscope ciseaux microscope

Consignes de sécurité 

Le vernis à ongles doit être utilisé dans un endroit bien aéré.

Marche à suivre Formez des équipes de 2 ou 3 élèves (selon le nombre de microscopes disponibles). Les instructions qui suivent sont les consignes de l’activité pour les élèves. 1. Sur la surface inférieure de la feuille examinée, applique une couche épaisse de vernis à ongles sur un carré de 1 cm2 (ou plus grand). Laisse le temps au vernis de sécher complètement. 2. Une fois que le vernis est sec, colle un morceau de ruban adhésif sur le carré que tu as peint sur la feuille. 3. Tire avec soin sur un coin du ruban et décolle doucement le vernis de la feuille. La couche de cellules collées au vernis est ce que tu observeras au microscope. 4. Colle le vernis avec sa couche de cellules sur une lame de microscope propre. À l’aide des ciseaux, taille l’excédent de ruban. 5. Prédire / Expliquer Quels sont les divers types de cellules que tu vois? Comment trouveras-tu les stomates? 6. Observer Mets la lame sur la platine porte-objet. En utilisant la plus faible intensité, parcours la lame jusqu’à ce que tu vois les stomates. Chaque stomate est bordé par deux cellules en forme de saucisse, appelées cellules de garde, qui sont habituellement plus petites que les cellules épidermiques. Contrairement aux autres cellules de l’épiderme, les cellules de garde contiennent des chloroplastes. 7. Dessine ce que tu observes au microscope, en identifiant le stomate, les cellules de garde, les cellules épidermiques et les chloroplastes. Compte le nombre de stomates dans ton champ de vision, puis estime le nombre de stomates que contient l’échantillon examiné. 8. Expliquer Comment as-tu distingué les différentes parties de l’échantillon? Comment peux-tu estimer le nombre total de stomates dans l’échantillon examiné?

Nettoyage Si les feuilles ont été retirées de la plante, elles peuvent être jetées avec les déchets organiques (si votre municipalité offre ce service). Utilisez les méthodes d’élimination conformes au protocole du conseil scolaire et aux règles de votre municipalité.

Qu’est-ce qui se produit? En séchant, le vernis à ongles colle à la couche externe de l’épiderme de la feuille. En retirant la couche de vernis avec le ruban adhésif, on retire en même temps la couche de cellules de surface. Ce sont les cellules qui seront placées sur la lame et observées au microscope.

Comment ça fonctionne? On retrouve habituellement les stomates sur l’épiderme des feuilles et d’autres parties aériennes des végétaux. Ils ont pour principale fonction de permettre une migration rapide (entrée/sortie) du dioxyde de carbone, de l’oxygène et de la vapeur d’eau. Ces gaz sont nécessaires aux processus de photosynthèse et de respiration ou en sont les produits.

énergie lumineuse

6 CO2(g) + 6 H2O(l)

→

C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

chlorophylle

La taille, la forme et la densité des stomates dépendent des espèces végétales et des conditions environnementales.

Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant 1. 2. 3.

Le vernis à ongles doit être parfaitement transparent pour que les cellules soient visibles au microscope. Le Spathiphyllum représente un bon choix de plante parce qu’il a des feuilles épaisses qui seront peu endommagées par l’enlèvement d’une petite couche de cellules. Si les feuilles utilisées ne sont pas retirées de la plante vivante, ne prélevez qu’un seul échantillon par feuille individuelle.

Prochaines étapes Les élèves pourraient comparer les stomates (taille, nombre) de feuilles provenant de différentes espèces végétales. Ils pourraient aussi examiner les différents stades de la mitose au microscope, puisqu’ils auront maintenant les habiletés nécessaires.

Ressources supplémentaires Site contenant des images et de plus amples informations sur les stomates : http://www.eoearth.org/article/Stomata (en anglais seulement)