Notions scientifiques
Une différence fondamentale entre les plantes vertes et les animaux est l’aptitude qu’ont les plantes à fabriquer leur propre nourriture par le processus de photosynthèse. Le processus de photosynthèse aboutit à la formation de nourriture pour la plante (sous forme de glucides) et à un dégagement d'oxygène à partir de l'eau puisée dans le sol, du gaz carbonique de l'atmosphère et de la lumière.
Le phototropisme est le mouvement de croissance de la plante en direction de la lumière.
Termes scientifiques
Phototropisme (capacité à pousser dans une direction donnée), photosynthèse.
Objectifs
Concevoir des protocoles expérimentaux pour mettre en évidence les besoins en
lumière de la plante, dans le processus de photosynthèse et donc pour se
nourrir.
Mise en évidence des processus de phototropisme.
Durée
Mise en place des expériences : 2 séances de 45 minutes.
Observations quotidiennes sur plusieurs jours.
Démarche pédagogique
Hypothèses faites par les élèves
Le jardinier a mis la graine trop penchée.
La graine était fatiguée, alors elle s'est allongée.
La plante regarde vers le lavabo parce qu'elle a soif.
La plante regarde vers la fenêtre pour regarder la lumière.
Expériences proposées par les élèves
Hypothèse 1 : Semer des graines de tournesol dans du
terreau : pots où elles seront penchées et pots où elles seront droites.
Hypothèse 2 : Placer une partie des plantes de l'autre côté du lavabo (non
tournées vers le lavabo).
Hypothèse 3 : Les tourner de l'autre côté pour voir si elles vont de nouveau se
tourner vers la fenêtre (sans lavabo).
Hypothèse 4 : Placer une partie des plantes dans l'obscurité et laisser les
autres à la lumière.
Expériences réalisées par les élèves
Hypothèse 1 :
On place sur la table, à la lumière, des pots avec des graines penchées et des pots avec des graines droites (la position de la graine est indiquée par un codage sur le pot). Les deux pots reçoivent le même arrosage.
Observation des pousses :
Sont-elles penchées ou non ?
Est-ce que les plantes issues des graines
"droites" sont penchées ?
Hypothèse 2 :
Les pots sont placés de l'autre côté du lavabo et
fixés sur la table pour être sûr qu'ils ne seront pas déplacés. L'orientation de
la plante est indiquée par une flèche tracée sur une étiquette adhésive collée
sur le pot.
Observer si les plantes se dirigent vers le lavabo.
Hypothèse 3 :
Placer les plantes sur la table, près d'une fenêtre, sans lavabo. Les pots sont fixés sur la table et les plantes orientées du côté opposé à la fenêtre. Quelques jours plus tard, on observe que les plantes se sont effectivement tournées vers la fenêtre. Certains enfants ont des difficultés à admettre que c'est la lumière qui les attire.
Grâce à ces expériences, les enfants ont simplement mis en évidence que la lumière a un effet sur la croissance des végétaux chlorophylliens.
Hypothèse 4 :
Placer certaines plantes dans un placard à l'abri de la lumière pendant plusieurs jours, les autres resteront à la lumière. Après quelques jours, les enfants remarqueront que les plantes recouvertes sont "pâles", et qu'elles dépérissent. Cette expérience fait apparaître que la lumière est nécessaire à la vie de la plante (en dehors de la période de germination).
La germination de la graine nécessite généralement uniquement de l'eau et de la chaleur. La première étape de la germination est la phase d'absorption de l'eau par la graine. La plupart des graines n'ont pas besoin de lumière pour germer mais il faut placer les plantules à la lumière dès que celles-ci sortent de terre.
Termes scientifiques
Lumière, photosynthèse.
Objectifs
Concevoir des protocoles expérimentaux pour mettre en évidence le besoin ou non
de lumière dans l'étape de germination de la graine.
Mise en évidence des besoins en lumière dans l'étape
de germination et dans la croissance de plante.
Distinction entre germination de la graine et croissance de la plante.
Durée
Mise en place de l'expérience : 45 minutes. Observations quotidiennes sur
plusieurs jours.
Situation déclenchante
A la suite de la lecture de l'histoire de "Roule Galette", des grains de blé ont été apportés en classe. "On pourrait en faire de la farine, comme dans l'histoire ou bien on pourrait les semer. Faut-il les semer à la lumière du jour pour qu'ils poussent ?"
Hypothèses faites par les élèves
On peut mettre les grains de blé n'importe où, ils pousseront quand même.
Expériences proposées par les élèves
On va installer les graines
dans deux soucoupes : une sera placée à la lumière, près de la fenêtre, l'autre
dans le placard.
Après quelques jours, on pourra comparer.
Expériences réalisées par les élèves
Les graines sont déposées
dans deux soucoupes contenant un peu de terreau humide.
Une soucoupe est posée sur la table, près
de la fenêtre.
La deuxième soucoupe est mise dans un
placard à l'abri de la lumière (même pièce et même température).
L'arrosage des graines est effectué pour les deux soucoupes au même moment à l'aide d'un pulvérisateur (même quantité d'eau).
Après quelques jours, les enfants observent que les graines qui sont dans le placard "ont poussé" plus vite.
Quelques jours plus tard, ils constatent que les graines placées à la lumière ont produit des pousses vertes, tandis que les autres sont moins vertes. Un peu plus tard, on s'aperçoit que les grains de blé du placard cessent de pousser (et restent jaunes) tandis que les autres sont bien verts.
Organisation de la classe
Les élèves sont répartis par groupe de 4. Pour tester chaque hypothèse, chaque groupe dispose de deux plantes (un lot expérimental et un lot témoin).
Cahier d'expérience
Les élèves dessinent le protocole expérimental élaboré pour tester chaque hypothèse. Ils dessinent leurs observations et les conclusions tirées par le groupe. Un tableau général de conclusion est réalisé pour la classe.
Le mot du maître
Il conviendra de faire remarquer que pour germer, les graines n'ont pas besoin de lumière, mais que pour se nourrir et croître, la lumière est indispensable.