TP de Physiologie végétale : potassium et phosphate dans les plantes et dans la terre

Résumé du document

Les végétaux puisent les minéraux du sol afin de produire de la matière organique. Ce sont des organismes autotrophes. La nutrition minérale est le résultat de l'accumulation des minéraux dans la plante qui sont indispensables à sa croissance. La plante a besoin de certains minéraux en petites quantités, ce sont les micro-éléments (Fe, Cu, Mn, Co), alors que pour d'autres comme le Phosphate (Pi) et le Potassium (K+) doivent être absorbés en grande quantité. On parle de macroéléments. Le potassium est le cation inorganique le plus présent dans le cytosol. Il permet le contrôle du potentiel hydrique et dans la pression de turgescence des cellules. Le phosphate, quant à lui est principalement stocké dans la vacuole, il participe au métabolisme énergétique, à la synthèse et à l'hydrolyse de liaisons riches en énergie.

Dans ce TP nous allons extraire et doser les éléments minéraux et notamment Pi et K+ dans une feuille de maïs et dans une terre argilo humique.
Notre but sera alors d'expliquer les différents liens observables entre la teneur en Pi et en K+ de la feuille, ainsi que celle de la terre (éléments aisément solubles, et éléments initialement présents dans le complexe absorbant).

Matériel et méthode

- Préparation de l'extrait de plante

Pour pouvoir étudier les teneurs en éléments chimiques d'une plante, nous utilisons un extrait de plante obtenu par broyage des feuilles de maïs dans de l'acide chlorhydrique. Cet acide sert essentiellement à précipiter des molécules gênantes telles que les protéines, pigments. Il empêche l'absorption des éléments minéraux sur les structures cellulaires. Le précipité est éliminé par centrifugation, ce qui va nous permettre de récupérer le surnageant appelé F après filtrage, et de doser le phosphate par spectrophotométrie et le potassium par photométrie d'émission de flamme.

- Extraction des éléments minéraux de la terre

La terre mise en suspension dans l'eau, va nous permettre de « détacher » les minéraux facilement solubles de la terre nous servant de sol humique. La centrifugation aura pour rôle de mettre en évidence un surnageant contenant ces minéraux (...)

Extraits

[...] Dans ce TP nous allons extraire et doser les éléments minéraux et notamment Pi et dans une feuille de maïs et dans une terre argilo humique. Notre but sera alors d'expliquer les différents liens observables entre la teneur en Pi et en de la feuille, ainsi que celle de la terre (éléments aisément solubles, et éléments initialement présents dans le complexe absorbant). Matériel et méthode Préparation de l'extrait de plante Pour pouvoir étudier les teneurs en éléments chimiques d'une plante, nous utilisons un extrait de plante obtenu par broyage des feuilles de maïs dans de l'acide chlorhydrique. [...]

[...] Dans notre TP, nous trouvons pour Pi 4,171 g.kg-¹ donc et pour K 19,305 g.kg-¹ donc Nous avons donc bien mis en évidence dans ce TP que le potassium et le phosphate sont nécessaires à la plante en grandes quantités. Ce sont donc bien des macroéléments comme nous l'avions précisé dans l'introduction, ils sont accumulés par la plante. Si ces macroéléments venaient à manquer dans le sol, la plante ne pourrait plus se développer et assurer toutes ces activités (nutrition, photosynthèse, turgescence, production d'énergie Nous avons pu voir dans ce TP deux types de structures du sol contenant les ions : o La solution du sol qui contient des ions libres qui sont assimilables directement par la plante. [...]

[...] Pi.F = = 4,171 g/kg MS Pi.S1 = = 0,058 g/kg MS Pi.S2 = = 0,101 g/kg MS Rapport de teneur en phosphate de la solution du sol à la teneur totale en phosphate dans le sol : Rapport = .100 = = Interprétations : On constate qu'il y a plus de phosphate dans les feuilles que dans la terre. On peut dire que la plante accumule cet élément au sein de ses cellules. En effet, nous avons vu dans l'introduction qu'elle en avait besoin car il participe au métabolisme énergétique, à la synthèse et à l'hydrolyse de liaisons riches en énergie elle en a besoin pour se développer (fabrication d'acides nucléiques, formation d'ATP), lors de la photosynthèse. [...]

[...] Dosage du potassium 3.2 ) Manipulations La droite d'étalonnage du dosage est reportée au graphique 1 de l'annexe 2 : LPF des solutions étalon en fonction de leurs concentrations en potassium 3.3 ) Calculs Nous avons construit un graphique des LPF (Lectures au Photomètre de Flamme) des solutions étalons en fonction de leurs concentrations en potassium. Nous obtenons les LPF en tant que fonction linéaire de la concentration en potassium. Nous pouvons donc reporter les valeurs de nos solutions. De ce report, nous allons pouvoir déterminer par lecture graphique les concentrations en potassium de et en nmol.mL- 1. o Calcul du potassium en g.kg-¹ de MS ou de terre sèche : Les formules suivantes vont nous permettre de calculer la teneur en potassium. K.F= ; K.S1 = ; K.S2 = Nos volumes sont en ml. [...]

[...] Nous nous baserons donc sur le linéaire de notre courbe pour trouver les quantités de phosphates par tube. Annexe 1 - Graphique 1 : Absorbance (à 650 nm) en fonction de la quantité de phosphate par tube (µmol/tube) Calcul du Phosphate en g/kg de MS ou de terre sèche : Les formules suivantes vont nous permettre de calculer la teneur en phosphate (dans la plante ou dans la terre). Nous calculons la teneur en phosphate dans la plante et dans la terre, c'est-à-dire pour S1 et S2. [...]