Les plantes, contrairement aux animaux, n’utilisent pas d’autres organismes pour se nourrir, elles sont autotrophes alors que les animaux sont hétérotrophes. Les plantes utilisent directement l’eau, la lumière pour le processus de la photosynthèse et des substances présentes dans le sol tels que les minéraux pour leur croissance. L’eau et les sels minéraux sont absorbés par les plantes à partir du sol et conduits par la sève dans les différentes parties de la plante.

L’eau assure aux plantes un apport en hydrogène. Le trajet de l'azote, de l'atmosphère jusqu'à la synthèse des protéines par les plantes, est complexe. Les plantes ne peuvent pas utiliser l'azote de l'atmosphère comme nutriment. Des espèces bactériennes, présentes dans le sol, sont responsables de la fixation de l'azote et de la formation de nitrates lors de la nitrification. Les plantes vont ensuite réduire les nitrates en ammoniaque, forme sous laquelle l'azote est incorporé dans les protéines.

La photosynthèse fournit à la plante la matière organique nécessaire à sa croissance. La photosynthèse s’effectue à partir de l’eau présente dans le sol et du gaz carbonique de l’atmosphère, en utilisant comme source d’énergie la lumière solaire captée par un pigment, la chlorophylle. La photosynthèse conduit à la formation de sucres (glucose), mais également à la production d’oxygène rejeté dans le milieu environnant. Les plantes sont les seules à produire de l’oxygène sur la Terre. Les feuilles des plantes se déplacent en fonction du soleil de façon à pouvoir assurer leur activité photosynthétique.

Les plantes respirent. Elles consomment donc de l’oxygène et rejettent du gaz carbonique. Chez les plantes, la respiration existe de jour comme de nuit. Pour qu’une plante vive, la photosynthèse doit excéder la respiration. C’est-à-dire, que le gain de gaz carbonique doit excéder les pertes en gaz carbonique. Pour vivre, la plante a besoin de lumière et de gaz carbonique pour produire sa propre matière vivante. A la lumière, la respiration est masquée par le processus de photosynthèse.

Les stomates sont des petits trous dans l’épiderme. Présents sur la face inférieure des feuilles, ils facilitent les échanges gazeux. Quand les stomates sont ouverts, le gaz carbonique nécessaire à la photosynthèse peut entrer dans la feuille et la vapeur d’eau en sortir. Sous l’action de la chaleur du soleil, des pertes en eau dues à la transpiration entraînent une montée de l’eau en provenance des racines.

Outre l’eau, la lumière et le gaz carbonique, de nombreux composants sont nécessaires à la vie des plantes. Le manque d’azote peut provoquer le jaunissement des feuilles. L’azote est un constituant de la chlorophylle, et sans chlorophylle une feuille ne peut être verte. Le fer est un élément essentiel à la photosynthèse. Un manque de fer dans le sol peut également conduire au jaunissement des feuilles.

Notions scientifiques

L'absorption de l'eau par les racines permet à la plante de puiser des nutriments à partir du sol et de les transporter, via la sève brute, vers les différentes parties de la plante. L'eau constitue la seule source d'hydrogène nécessaire pour le mécanisme de photosynthèse.

Termes scientifiques

Circulation, sève

Objectifs
Concevoir un protocole expérimental pour observer l'absorption et la circulation de l'eau par les plantes.
Prendre conscience de l'absorption de l'eau par les plantes et de la circulation de celle-ci au sein de la plante.
 

Durée
1 séance de 45 minutes pour la mise en place.

3 séances d'observation, de discussion et de prise de notes de 30 minutes quelques heures après la mise en place de l'expérience, le lendemain et le surlendemain.

Expériences proposées par les élèves

Quand on dit qu'une fleur boit de l'eau, on ne voit pas l'eau car elle est transparente. Il faut colorer l'eau pour voir si elle va dans la plante et la colore.

Expériences réalisées par les élèves

"Pour mieux voir, il faut prendre une fleur blanche."

L'œillet blanc est plongé dans le vase dont l'eau a été colorée avec de l'encre bleue. Pour ne pas que l'eau s'évapore, on obture le col du vase avec de la pâte à modeler.

Le bracelet en caoutchouc est glissé autour du vase pour repérer le niveau de l'eau.

Après quelques jours, les enfants font les constatations suivantes :

La plante a changé de couleur, elle est "devenue bleue".

Le niveau de l'eau dans le vase a baissé.

"C'est la plante qui a bu l'eau".