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Les plantes

En cinq ans, une bouture de saule de 5 livres est devenue un arbre de 169 livres, tandis que son sol perdait environ 2 onces. Découvre l’origine de cette masse, modifie la lumière, le CO₂ et la température dans une simulation de photosynthèse, ouvre une feuille, suis l’eau de la racine au stomate et observe comment les fleurs donnent des graines et des fruits.

Progression

À propos de ce cours

Au XVIIe siècle (années 1600), Jan Baptist van Helmont fait pousser un saule dans 200 livres de terre séchée. Au bout de cinq ans, l'arbre a gagné 164 livres : la pousse de 5 livres est devenue un arbre de 169 livres, alors que la terre n'a perdu qu'environ 2 onces. D'où vient cette masse ? La première unité te pose la question, et la suite du cours apporte les éléments de réponse. En septembre 2026, l'air à Mauna Loa contenait 426.07 parties par million de dioxyde de carbone, soit environ 52 pour cent de plus que les quelque 280 ppm d'avant la révolution industrielle.

Les six unités commencent par le fonctionnement de la photosynthèse. En 1771, Joseph Priestley fait brûler une bougie dans un récipient fermé, y place un brin de menthe et constate, quelques jours plus tard, qu'une bougie peut de nouveau brûler dans cet air. En 1779, Jan Ingenhousz montre que cela n'arrive qu'à la lumière et avec les parties vertes. L'unité « Lumière, CO₂ et température » permet ensuite de tracer les courbes de chaque facteur dans un atelier, avec des pointillés pour l'air d'avant la révolution industrielle et celui d'aujourd'hui. L'étude de l'intérieur d'une feuille montre qu'elle n'a souvent que quelques cellules d'épaisseur, mais possède une enveloppe imperméable, deux types de cellules productrices de matière organique, des passages d'air, des conduits et des ouvertures réglables. L'unité sur les stomates et la transpiration explique que jusqu'à 90 pour cent de l'eau absorbée par une plante peut repartir en vapeur. Celle sur les racines, le xylème et le phloème précise que les trois zones fonctionnelles de la pointe d'une racine tiennent à peu près dans son premier centimètre. La dernière unité indique qu'au moins 25 000 espèces d'orchidées ont été nommées. Dans l'atelier, tu cliques sur chaque couche de la feuille, compares le xylème et le phloème, puis la quantité d'eau perdue par CO₂ absorbé lors d'une matinée ensoleillée et d'un après-midi chaud et sec.

Avant de commencer

La photosynthèse se déroule dans les cellules, dans les chloroplastes ; La cellule t’aide donc si ces mots sont nouveaux. L’énigme du saule de Van Helmont, dans la première unité, prend plus de sens quand tu sais que le dioxyde de carbone est un gaz fait d’atomes, ce que Les états de la matière aborde.

À la fin du cours

Tu sauras expliquer d’où vient l’essentiel de la masse sèche d’un arbre, prévoir comment la lumière, le CO₂ et la température changent la vitesse de la photosynthèse et légender les couches d’une feuille. Tu décriras comment les stomates échangent de l’eau contre du dioxyde de carbone, comment le xylème et le phloème font circuler l’eau et le sucre, ce que fait la bande de Caspary et pourquoi les fleurs visitées par les abeilles sont rarement rouges.

  1. 1Comment fonctionne la photosynthèseDans les années 1600, Jan Baptist van Helmont fit pousser un saule dans 200 livres de terre séchée ; après cinq ans, l’arbre avait gagné 164 livres et la terre avait perdu environ 2 onces.
  2. 2Lumière, CO₂ et températureEn septembre 2026, l’air du Mauna Loa contenait 426.07 ppm (parties par million) de dioxyde de carbone, soit environ 52 pour cent de plus que les quelque 280 ppm de l’air avant la révolution industrielle.
  3. 3À l’intérieur d’une feuilleUne feuille n’a souvent que quelques cellules d’épaisseur, mais possède un revêtement imperméable, deux types de cellules productrices de nourriture, des espaces aériens, des conduits et des portes réglables.
  4. 4Stomates et transpirationJusqu’à 90 pour cent de l’eau absorbée par les racines peut ressortir sous forme de vapeur par les stomates.
  5. 5Racines, xylème et phloèmeLes trois zones actives d’une pointe de racine en croissance tiennent dans son premier centimètre environ.
  6. 6Fleurs, graines et fruitsAu moins 25 000 espèces d’orchidées ont été nommées, et certaines se font polliniser en trompant des guêpes.

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Sources de ce cours (16)
  • -fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
  • the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
  • 8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
  • 8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
  • 30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
  • 30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
  • 30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
  • 31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
  • 32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
  • Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
  • Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
  • van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
  • quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
  • F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
  • NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
  • NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).

Consulté le: 2026-10-17