Nutrition des végétaux : exercices corrigés de 1re

On convertit le seuil en fraction : $0{,}1\,\% = \dfrac{0{,}1}{100} = 0{,}001$.

On l'applique à la masse de matière sèche : $0{,}001 \times 250 = 0{,}25$.

On écrit le résultat avec son unité : 0,25 g.

On vérifie la logique : au-delà de 0,25 g, soit plus de 0,1 % de 250 g, l'élément est un macronutriment ; en dessous, c'est un micronutriment.

On écrit la proportion minimale : 90 % correspond à $\dfrac{90}{100}$.

On calcule : $\dfrac{90}{100} \times 400 = 360$.

On ajoute l'unité : 360 g.

On interprète : comme la proportion moyenne dépasse 90 %, la masse de ces quatre éléments est supérieure à 360 g pour 400 g de matière sèche.

Question 1. On convertit 78 % en fraction : $\dfrac{78}{100}$.

On multiplie par le volume d'air : $\dfrac{78}{100} \times 50 = 39$, soit 39 L d'azote.

Question 2. Cet azote atmosphérique n'est pas assimilable directement par la plante : celle-ci l'absorbe surtout sous forme d'ions nitrate $NO_3^-$ présents dans la solution du sol.³

Un sol pauvre en nitrate limite donc la croissance, malgré l'abondance d'azote dans l'air. D'où l'intérêt des engrais azotés, apportés par les producteurs.³

Question 1. Les organes de nutrition des végétaux vasculaires sont les racines, la tige et les feuilles ; ensemble, ils forment l'appareil végétatif.³

Question 2. Le dioxyde de carbone vient de l'air et entre par les feuilles.³ Le nitrate est dissous dans la solution nutritive du sol et entre par les racines.³

Question 3. L'affirmation est incomplète. Les racines absorbent bien la solution du sol, mais la plante prélève aussi des gaz dans l'air par ses feuilles.³

On peut ajouter que le carbone, élément majeur de la matière organique, vient du dioxyde de carbone de l'air et non du sol.³

Dans une mole d'ions $NO_3^-$ (62 g), il y a une mole d'atomes d'azote, soit 14 g.

La fraction de masse d'azote dans le nitrate vaut donc $\dfrac{14}{62}$.

On l'applique à l'apport : $\dfrac{14}{62} \times 31 = 7$.

On écrit l'unité : 7 g d'azote.

Contrôle de cohérence : 31 g est la moitié de 62 g, donc l'azote apporté est la moitié de 14 g, soit 7 g.

Question 1. On additionne : $90 + 12 + 80 + 6 = 188$ g.

On rapporte à la matière sèche : $\dfrac{188}{200} \times 100 = 94$, soit 94 %.

Question 2. Les quatre éléments constituent en moyenne plus de 90 % de la matière sèche végétale.³ Avec 94 %, le résultat est compatible.

Question 3. Le carbone, l'hydrogène et l'oxygène sont puisés dans l'air et dans l'eau.³ Le carbone provient du dioxyde de carbone fixé par photosynthèse chez les plantes autotrophes.³

Le reste de la matière sèche, 12 g, regroupe les autres macronutriments et les micronutriments.

Question 1. La plante A est autotrophe : elle tire son carbone du dioxyde de carbone de l'air grâce à la photosynthèse.³

La plante B, non chlorophyllienne, dépend d'organismes autotrophes pour sa nutrition carbonée.³

Question 2. Grâce à la photosynthèse, les végétaux autotrophes sont à la base de nombreuses chaînes alimentaires. La plupart des animaux en dépendent, directement s'ils sont herbivores, indirectement s'ils sont carnivores.²

Sans ces producteurs, les herbivores perdraient leur nourriture, et les carnivores qui s'en nourrissent seraient touchés à leur tour.

Question 3. Réduire les feuilles à des aiguilles limite la transpiration, donc la perte d'eau.² C'est une adaptation à des milieux secs, où l'eau est la ressource rare.²

Question 1. Ici, l'eau et le dioxyde de carbone sont abondants : la plante dispose donc sans peine de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.³ Comme le nitrate est rare, c'est l'azote qui risque de manquer.

Question 2. L'agriculteur doit enrichir la solution du substrat en azote minéral, sous forme de nitrate : c'est le rôle d'un engrais azoté.³

Question 3. L'azote gazeux forme déjà 78 % de l'air, et pourtant la plante ne peut pas s'en servir sous cette forme. Elle l'assimile seulement sous forme minérale, surtout en ions nitrate.³ Ajouter du gaz ne changerait donc rien.

Pour conclure, on distingue abondance d'un élément dans le milieu et disponibilité sous une forme que la plante peut absorber.