Transport de Sève et Nutrition Minérale

Les élèves apprennent mieux ces mécanismes complexes en manipulant directement les plantes et en visualisant les processus invisibles. Travailler avec des expériences concrètes et des schémas collaboratifs transforme une notion théorique abstraite en une compréhension tangible et durable.

• Terminale
• SVT Terminale : Comprendre le Vivant et la Planète
• 4 activités
• 25 min–50 min

Objectifs d’apprentissage

1. Expliquer les mécanismes physiques et physiologiques de la montée de la sève brute dans le xylème, incluant la pression racinaire et le phénomène de transpiration.
2. Analyser le rôle des stomates dans la régulation des échanges gazeux (CO2, O2) et de la perte d'eau par transpiration.
3. Comparer la composition et les voies de circulation de la sève brute et de la sève élaborée au sein de la plante.
4. Démontrer l'impact de carences spécifiques en éléments minéraux (N, P, K) sur la croissance et la morphologie des plantes à l'aide d'observations expérimentales.
5. Synthétiser les relations entre l'anatomie des tissus vasculaires (xylème, phloème) et les fonctions de transport de la sève.

Jeu de simulation

⏱ 50 min·Binômes

Expérimentation : Coloration et trajet de la sève

Les élèves placent des tiges de céleri dans de l'eau colorée (encre ou éosine) puis réalisent des coupes transversales et longitudinales après 24h. Ils identifient les vaisseaux du xylème colorés et schématisent le trajet de la sève brute.

Préparation et détails

Expliquez les mécanismes de la montée de la sève brute dans le xylème.

Conseil de facilitation: Préparez à l’avance des plantes à longues racines comme le haricot ou le tournesol pour l’expérience de coloration, car les racines doivent absorber suffisamment de colorant pour une coloration visible du xylème.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Penser-Partager-Présenter

⏱ 25 min·Binômes

Penser-Partager-Présenter: Transpiration et moteur de la sève

Individuellement, chaque élève explique par écrit pourquoi la sève monte malgré la gravité. En binôme, ils confrontent leurs explications puis les vérifient à l'aide d'un schéma du modèle cohésion-tension. La classe discute ensuite des limites du modèle.

Préparation et détails

Analysez le rôle des stomates dans la régulation de la transpiration et des échanges gazeux.

Conseil de facilitation: Avant le Think-Pair-Share, projetez une image d’une feuille avec des stomates ouverts et fermés pour ancrer leur réflexion sur les échanges gazeux et leur impact sur la transpiration.

Setup: Disposition de classe standard ; les élèves se tournent vers leur voisin

Materials: Consigne de discussion (projetée ou distribuée), Optionnel : fiche de prise de notes pour les binômes

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Jeu de simulation

⏱ 40 min·Petits groupes

Investigation collaborative : Carences minérales

Les groupes reçoivent des photos de plantes présentant des carences (chlorose, nécrose, nanisme). Ils formulent des hypothèses sur l'élément manquant, les vérifient à l'aide d'un tableau de symptômes et proposent une solution nutritive corrective.

Préparation et détails

Démontrez l'importance des éléments minéraux (N, P, K) pour la croissance et le développement des plantes.

Conseil de facilitation: Demandez aux élèves de comparer leurs observations sur les carences minérales avant de formuler des hypothèses, pour éviter de partir de stéréotypes plutôt que d’observations directes.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Jeu de simulation

⏱ 30 min·Petits groupes

Schéma bilan collaboratif : Sève brute et sève élaborée

En petits groupes, les élèves construisent un schéma fonctionnel intégrant xylème, phloème, racines, feuilles et organes de réserve. Ils doivent représenter les deux circuits de sève avec leurs compositions et leurs moteurs respectifs.

Préparation et détails

Expliquez les mécanismes de la montée de la sève brute dans le xylème.

Setup: Espace modulable avec différents îlots de travail

Materials: Fiches de rôle avec objectifs et ressources, Monnaie fictive ou jetons de jeu, Tableau de suivi des tours

• Appliquer
• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Conscience sociale
• Prise de décision

Enseigner ce sujet

Enseigner ce sujet demande de partir du visible pour expliquer l’invisible. Commencez toujours par une observation concrète (coloration de la sève, carences minérales) avant d’introduire les concepts théoriques comme la cohésion-tension ou le gradient de pression. Évitez de commencer par les formules ou les schémas complexes : les élèves ont besoin de s’approprier les mécanismes par l’expérience avant de les abstraire.

À quoi s’attendre

À la fin de ces activités, les élèves doivent pouvoir expliquer le trajet de la sève brute et élaborée avec précision, identifier les tissus conducteurs sur une coupe, et relier les rôles du xylème et du phloème à la nutrition minérale et organique de la plante.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Lors de l’activité 1 (Expérimentation : Coloration et trajet de la sève), certains élèves pourraient croire que la sève monte grâce à une pompe dans les racines.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’activité 1, guidez les élèves pour qu’ils observent que le colorant remonte le long des vaisseaux du xylème et reliez cela à la transpiration foliaire. Montrez-leur une coupe de tige où les vaisseaux colorés sont visibles, puis demandez-leur d’expliquer pourquoi la couleur s’arrête aux feuilles.

Idée reçue courante

Lors de l’activité 4 (Schéma bilan collaboratif : Sève brute et sève élaborée), des élèves pourraient confondre les vaisseaux du xylème et du phloème.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’activité 4, donnez aux élèves une coupe de tige déjà colorée (par exemple, bleu pour le xylème, rouge pour le phloème) et demandez-leur de légender en précisant le sens de circulation de chaque sève. Comparez leurs schémas pour corriger les erreurs avant de valider leur travail.

Idée reçue courante

Lors de l’activité 3 (Investigation collaborative : Carences minérales), des élèves pourraient penser que les plantes se nourrissent uniquement par les racines.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Pendant l’activité 3, faites-leur analyser les compositions des deux sèves (brute et élaborée) et comparez-les. Montrez-leur que la sève élaborée contient des sucres et acides aminés produits dans les feuilles, prouvant que la photosynthèse est essentielle à la nutrition végétale.

Idées d'évaluation

Vérification rapide

Après l’activité 1 (Expérimentation : Coloration et trajet de la sève), présentez aux élèves une coupe de tige colorée. Demandez-leur d’identifier les tissus vasculaires visibles, d’expliquer le trajet suivi par le colorant en utilisant le vocabulaire spécifique (xylème, sève brute, transpiration), et de justifier leur réponse en observant la coupe.

Question de discussion

Pendant l’activité 2 (Think-Pair-Share : Transpiration et moteur de la sève), posez la question suivante : 'Pourquoi une plante peut-elle survivre dans un environnement très sec ?' Guidez la discussion pour qu’ils abordent les adaptations des stomates, le rôle de la pression racinaire et l’efficacité du transport de la sève, en vous appuyant sur leurs observations de l’activité 1.

Billet de sortie

Après l’activité 4 (Schéma bilan collaboratif : Sève brute et sève élaborée), demandez aux élèves de dessiner un schéma simplifié montrant le trajet de la sève brute des racines aux feuilles. Ils doivent légender au minimum le xylème, les stomates et indiquer la force motrice principale (transpiration). Collectez ces schémas pour vérifier leur compréhension du mécanisme.

Extensions et étayage

• Demandez aux élèves de concevoir une expérience pour tester l’effet de différentes intensités lumineuses sur le transport de la sève élaborée, en utilisant des indicateurs de présence de sucres (comme la liqueur de Fehling).
• Pour les élèves en difficulté, fournissez des étiquettes à coller sur leur schéma bilan (xylème, phloème, sève brute, sève élaborée) plutôt que de les faire tout écrire de mémoire.
• Proposez une recherche documentaire sur les plantes carnivores : comment leur système vasculaire s’adapte-t-il à une nutrition supplémentaire par piégeage d’insectes ?

Vocabulaire clé

Xylème	Tissu végétal conducteur responsable du transport de la sève brute (eau et sels minéraux) des racines vers les feuilles.
Phloème	Tissu végétal conducteur assurant la circulation de la sève élaborée (sucres produits par la photosynthèse) des feuilles vers les autres organes de la plante.
Stomates	Petites ouvertures à la surface des feuilles, régulées par des cellules de garde, qui contrôlent les échanges gazeux et la transpiration.
Transpiration	Processus d'évaporation de l'eau à partir de la surface des feuilles, principalement par les stomates, qui crée une force d'aspiration pour la montée de la sève brute.
Nutrition minérale	Apport et assimilation par la plante des éléments chimiques essentiels (ions minéraux) présents dans le sol, nécessaires à sa croissance et à son métabolisme.