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Bibliothèque de ressources

Bibliothèque de ressources  |  Enquête en cours  |  7e - 9e année, 10e - 12e année

Où se produit l’échange gazeux chez les plantes?

Above: Image © defun, iStockphoto.com

Aperçu

Les structures foliaires des dicotylédones et leur rôle dans l’échange gazeux sont présentés aux élèves. Puis, les élèves collaborent afin d’effectuer une enquête dans laquelle ils suivent une procédure simple pour recueillir des échantillons de cellules foliaires et comparer les structures des feuilles de différentes plantes.

Développement des habiletés de recherche

Développement de concepts

  • Présenter les structures du système foliaire
  • Comprendre le rôle des cellules du système foliaire dans le processus d’échange gazeux chez les plantes

Connaissances et habiletés préalables

  • Anatomie végétale de base
  • Compréhension du concept des cellules
  • Capacité d’utiliser un microscope simple

Critères de réussite

  • Les élèves obtiennent un échantillon de cellules de feuilles utilisable.
  • Les élèves observent les cellules des feuilles à l’aide d’un microscope.
  • Les élèves consignent adéquatement les observations dans un diagramme étiqueté et dessiné à la main.
  • Les élèves comprennent le rôle des structures cellulaires foliaires et leur fonction dans le processus d’échange gazeux.

Durée estimée

  • 40 à 60 minutes en classe
  • Du temps peut être requis avant le cours pour lire des fiches d’information

Matériel

  • Microscopes – 1 par groupe de 3-4 élèves
  • Lames pour microscope – 1 par groupe
  • Vernis à ongles transparent – 1 bouteille par groupe
  • Ruban adhésif transparent – 1 rouleau par groupe
  • Plants de tomate de l’Enquête sur les semences de TomatosphèreMC, 1-2 feuilles des plants témoins (graines ayant séjourné sur la Terre) et 1-2 feuilles de plants appartenant au groupe de traitement (les graines qui ont été exposées à l’espace)
  • Facultatif – feuilles de plantes monocotylédones (p. ex., herbe, feuilles de maïs) dans le but de les comparer aux feuilles des dicotylédones
  • Cellules spécialisées du système foliaire (fiche d’information de TomatosphèreMC) – 1 par élève
  • Fiche reproductible 1 : Résumé d’enquête – Où se produit l’échange gazeux chez les plantes? - 1 par élève doc  pdf
  • Fiche reproductible 2 : Instructions pour l’échantillonnage des cellules foliaires - 1 par groupe doc  pdf

Conseils pour réussir

  • Il est fortement recommandé d’organiser les groupes de travail avant la leçon pour gagner du temps.
  • L’éducateur peut demander aux élèves de lire des documents de base et/ou de regarder des vidéos avant le cours pour se préparer à en discuter en classe.

Activité théorique

Introduction à l’enquête

Étape 1

Demander aux élèves de lire le document Cellules spécialisées du système foliaire (fiche d’information de TomatosphèreMC) avant le cours.

Étape 2

Former des groupes de 2 à 4 élèves. Distribuer un exemplaire de la Fiche reproductible 1 : Résumé d’enquête à chaque groupe.

Étape 3

Demander à chaque groupe d’élèves d’élaborer une question sous forme vérifiable pour l’enquête qui consistera à comparer les stomates à partir de deux échantillons de feuilles des plantes de TomatosphèreMC en utilisant un échantillon de cellules de feuilles et un microscope ainsi qu’en appliquant l’habileté « observer » (p. ex., pour comparer le nombre, la forme, etc. des stomates ou la configuration de la cellule). Demander également à chaque groupe d’élèves de formuler une hypothèse basée sur leur question d’enquête.

Activité théorique facultative

Inviter les élèves à réaliser la stratégie d’apprentissage Lancer de dés contenant des questions sous forme vérifiable ou à lire le document Poser des questions sous forme vérifiable dans la section Processus scientifique de TomatosphèreMC s’ils ont besoin de s’exercer à élaborer des questions sous forme vérifiable.

Action

Mener l’enquête : Où se produit l’échange gazeux chez les plantes?

Étape 1

Distribuer le matériel à chaque groupe d’élèves. Chaque groupe travaillera avec DEUX feuilles — UNE feuille de TomatosphèreMC de chacun des DEUX groupes de traitement. Si vous n’utilisez pas les plantes TomatosphèreMC, donnez à chaque groupe deux types de feuilles différents (p. ex., une feuille de dicotylédone et une feuille de monocotylédone).

Remarque : Pour éviter de confondre l’identité des feuilles, vous pouvez distribuer une feuille à la fois et demander aux groupes de préparer et d’étiqueter la lame de microscope pour une feuille avant de leur distribuer la deuxième.

Étape 2

Fournir à chaque groupe un exemplaire de la Fiche reproductible 2 : Instructions pour l’échantillonnage des cellules foliaires ou projeter les instructions sur un écran en utilisant la technologie accessible en classe.

Étape 3

Se familiariser avec la procédure d’échantillonnage des cellules foliaires et avec les conseils pour réussir, comme indiqué ci-dessous :

  1. Retirer doucement une feuille d’une plante appartenant à un des groupes de plants de tomates (p. ex., groupe témoin ou groupe de test).
  2. Appliquer délicatement une fine couche de vernis à ongles sur le dessus de la feuille et la laisser sécher complètement.
  3. Mettre un morceau de ruban adhésif sur le vernis à ongles séché. Retirer délicatement le ruban. La couche mince de vernis à ongles doit adhérer au ruban et s’enlever de la surface de la feuille.
  4. Coller le ruban sur la lame du microscope et bien appuyer. Étiqueter la lame pour indiquer le type de feuille (p. ex. groupe témoin ou groupe test, ou type G ou H, ou monocotylédone ou dicotylédone, etc.).
  5. Examiner la lame au microscope.
  6. Répéter les étapes « a » à « e » avec une feuille de l’autre groupe de plantes.

Étape 4

Demander aux élèves d’utiliser la Fiche reproductible 1 : Résumé d’enquête pour consigner leurs observations et dessiner, dans les espaces vides prévus à cet effet sur la fiche, les structures cellulaires qu’ils peuvent voir dans les échantillons sur les lames. Demander aux élèves d’étiqueter leurs dessins en utilisant la terminologie adéquate (voir la figure 1).

Consolidation

Étape 1

À la fin de l’enquête, passer en revue les résultats et les conclusions que les élèves ont inscrits sur la Fiche reproductible 1. Demander aux élèves de discuter des résultats en lien avec les questions sous forme vérifiable et les hypothèses qu’ils ont élaborées au début de l’activité.

Prolongement

  • Répéter l’activité en utilisant différents types de feuilles (p. ex., des feuilles de plantes autres que des tomates ou autres que des plantes monocotylédones) ou des feuilles de différentes parties de la même plante.

Information supplémentaire

Ressources de Parlons sciences :

  • La lumière et les plantes (fiche d’information de TomatosphèreMC) –
  • Cette fiche d’information explique l’influence de diverses conditions de lumière sur la photosynthèse.
  • Recherche par mots-clés Échange gazeux sur ExploreCurioCite.org
  • Recherche par mots-clés Feuilles et tiges sur ExploreCurioCite.org
  • Communiquer avec un site local du programme Sensibilisation Parlons sciences pour présenter des activités pratiques dans votre classe.

L’équipe de TomatosphereMC souhaite collecter des modèles et des photos de ses stratégies d’apprentissage en action. Merci d’envisager de nous transmettre les vôtres à : tomatosphere@parlonssciences.ca.