Avertissement — à lire avant de commencer. Cette leçon n’est pas un corrigé du sujet ECE. Diffuser un corrigé officiel des ECE est interdit, et ce n’est de toute façon pas le but pédagogique. L’idée ici est de te donner des pistes de réflexion et une méthode pour aborder ce type de sujet : comment lire l’énoncé, identifier la question, construire une stratégie et anticiper les résultats. À toi ensuite de faire le travail intellectuel le jour de l’épreuve — c’est lui qui te vaudra des points.
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- Reconnaître le type d’un sujet ECE (classique ou poursuite de stratégie)
- Identifier la question scientifique d’un sujet portant sur la validation d’une plante candidate au rôle de plante compagne
- Comprendre à quoi sert chacune des ressources fournies (feuilles de géranium, microscope, réactifs spécifiques, schémas et tableaux)
- Mobiliser les notions de trichome glandulaire, de métabolite secondaire (terpène) et de défense indirecte par confusion olfactive
- Construire une stratégie d’observation cytologique en trois temps : le quoi, le comment, les résultats anticipés
- Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée en partie B pour quantifier l’efficacité réelle de la plante compagne
- Communiquer l’observation des trichomes par photographie titrée et légendée ou par tableau d’effectifs sur tableur, et interpréter avec la trame « J’observe / Or je sais / J’en déduis »
- Rédiger une conclusion qui répond exactement à la question posée
1. Quel type de sujet ECE est-ce ?
Avant de plonger dans le contenu, il faut d’abord reconnaître le type du sujet, car la stratégie attendue n’est pas la même.
Deux grands types de sujets ECE :
- Sujet « classique » (à l’ancienne). La partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer… ». On te demande de proposer la stratégie avant toute manipulation. Ensuite tu mets en œuvre.
- Sujet « poursuite de stratégie ». Tu commences par une manipulation déjà cadrée, suivie d’une analyse de résultats. C’est seulement ensuite qu’on te demande de proposer une stratégie pour poursuivre la résolution du problème (avec une autre expérience, un autre angle).
Ici, dans le sujet 26_SVT_24, la partie A commence par « Élaborer une stratégie de résolution afin de déterminer si le géranium peut être considéré comme une plante compagne ». C’est donc un sujet classique. Tu dois proposer ta stratégie complète à l’examinateur avant de toucher au matériel.
2. Le contexte et la question scientifique
L’épreuve te plonge dans le quotidien d’une maraîchère bio. Pour limiter l’usage de pesticides de synthèse, elle teste l’association de cultures avec des plantes compagnes : des espèces accompagnant les cultures principales pour les protéger des ravageurs, soit en attirant des prédateurs auxiliaires, soit en repoussant les insectes nuisibles par leurs émissions volatiles. Le géranium (Pelargonium) est connu pour dégager des odeurs marquées, et la maraîchère se demande s’il pourrait protéger ses cultures contre les pucerons, ravageurs majeurs des potagers.
L’hypothèse est la suivante : pour qu’une plante joue le rôle de plante compagne « répulsive », elle doit produire des composés organiques volatils (COV) susceptibles de perturber le repérage olfactif des pucerons. Ces COV sont le plus souvent des terpènes, molécules de nature lipidique synthétisées et stockées dans des structures épidermiques spécialisées : les trichomes glandulaires. Le géranium présente-t-il ces structures ? Et ces structures contiennent-elles bien des composés lipidiques compatibles avec la production de terpènes ?
La question scientifique du sujet : « Le géranium peut-il être considéré comme une plante compagne, c’est-à-dire produit-il des structures épidermiques susceptibles d’émettre des composés volatils protecteurs contre les pucerons ? » C’est la phrase à garder en tête du début à la fin. Ta stratégie, tes observations microscopiques et ta conclusion doivent répondre à cette question précise, pas à une autre.
3. À quoi servent les ressources fournies ?
Les ressources d’un sujet ECE ne sont jamais là pour décorer. Chacune a une fonction précise dans la résolution. Avant de te lancer, prends 2 minutes pour identifier ce que chaque ressource t’apporte.
Ressource 1 — Feuilles fraîches de géranium, microscope optique, lames, lamelles, fiche-protocole de prélèvement d’épiderme. Elle te donne accès à l’épiderme foliaire, c’est-à-dire au tissu de surface où sont localisés les trichomes (poils épidermiques). C’est le tissu pertinent : si le géranium possède des trichomes glandulaires, c’est sur l’épiderme qu’on les trouvera. La fiche-protocole te guide pour réussir le prélèvement délicat de la fine pellicule d’épiderme.
Ressource 2 — Trois réactifs spécifiques : rouge soudan III (lipides), liqueur de Fehling ou biuret (protéines), eau iodée (amidon). Elle te permet de tester chimiquement la nature des composés stockés dans les trichomes. Le seul réactif pertinent ici est le rouge soudan III, qui colore en orange-rouge les composés lipidiques (terpènes inclus). Les deux autres réactifs sont des distracteurs : tu dois savoir choisir le bon. Tu pourrais aussi vouloir les tester pour exclure définitivement la présence de protéines ou d’amidon dans les trichomes, et confirmer la spécificité du résultat lipidique.
Ressource 3 — Schéma comparatif des trichomes glandulaires et non glandulaires, et tableau du comportement des pucerons en présence d’odeurs perturbatrices. Elle te fournit la grille de lecture pour distinguer les deux types de trichomes (glandulaires en forme de « tête sur pied », non glandulaires en simples bâtonnets ou crochets) et pour relier la production de COV au mécanisme de défense indirecte (confusion olfactive des pucerons). Sans cette ressource, tu pourrais observer des trichomes sans savoir les classer ni comprendre leur fonction protectrice.
4. Le raisonnement scientifique du sujet
On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :
- Pour qu’une plante soit compagne répulsive, elle doit émettre des composés organiques volatils (COV) qui perturbent le comportement des ravageurs.
- Les COV impliqués dans la défense des plantes sont majoritairement des terpènes (mono- et sesquiterpènes), molécules de nature lipidique synthétisées par la voie du mévalonate ou du MEP.
- La synthèse et le stockage des terpènes ont lieu dans des structures spécialisées de l’épiderme : les trichomes glandulaires, formés d’un pied de cellules support et d’une « tête » sécrétrice contenant les composés volatils.
- Pour démontrer que le géranium est capable de produire des COV terpéniques, il faut donc montrer (a) qu’il possède bien des trichomes glandulaires sur son épiderme, et (b) que ces trichomes contiennent bien des composés lipidiques (révélables par le rouge soudan III).
- La conjonction des deux résultats (présence morphologique + composition chimique compatible) valide le géranium comme candidat sérieux au rôle de plante compagne. Reste à confirmer en partie B l’efficacité réelle au champ par des données quantitatives (taux de colonisation par les pucerons).
Conclusion logique : pour répondre à la question, il « suffit » d’observer l’épiderme du géranium au microscope, d’identifier la présence ou non de trichomes glandulaires, et de tester chimiquement avec le rouge soudan III la nature lipidique de leur contenu. Toute la stratégie est dans cette articulation morphologie + chimie.
5. Rappels théoriques : trichomes, terpènes et défense indirecte
Les trichomes sont des excroissances épidermiques de la plante, formées à partir d’une ou plusieurs cellules épidermiques différenciées. On distingue deux grandes catégories. Les trichomes non glandulaires (en bâtonnets, crochets, étoiles, etc.) jouent un rôle mécanique et physique : ils freinent les insectes herbivores, limitent l’évaporation par création d’une couche d’air immobile à la surface de la feuille, ou piègent la rosée. Les trichomes glandulaires ont une structure caractéristique en « tête sur pied » : un pied de cellules support surmonté d’une « tête » de cellules sécrétrices qui synthétisent et accumulent des composés bioactifs (terpènes, flavonoïdes, alcaloïdes, mucilages…). Quand la tête est touchée ou stressée, elle libère son contenu par diffusion ou rupture.
Les terpènes sont une vaste famille de métabolites secondaires (chapitre 2A.2), construits à partir d’unités isoprène (C₅H₈). Ils sont de nature lipidique (insolubles dans l’eau, solubles dans les solvants organiques) et nombreux d’entre eux sont volatils à température ambiante : monoterpènes (C₁₀) et sesquiterpènes (C₁₅) en particulier. Les terpènes assurent diverses fonctions écologiques : défense directe (toxicité ou répulsion pour les herbivores), défense indirecte (attraction des prédateurs des herbivores), communication interplantes (signal de stress), pollinisation (parfums attractifs).
La défense indirecte par confusion olfactive repose sur le fait que les pucerons (et de nombreux autres herbivores) sélectionnent leur plante hôte à l’odeur : ils suivent un gradient de COV émis par les plantes susceptibles. Quand une plante voisine (plante compagne) émet ses propres COV, le signal olfactif de la plante cible est brouillé et le puceron a beaucoup plus de difficulté à la repérer. C’est le même principe que le brouillage radio en aviation : le bruit étouffe le signal. Ce mécanisme est exploité dans l’agriculture biologique sous le nom de « push-pull » ou « polyculture associée ».
Attention à ne pas confondre plante compagne « répulsive » (émission de COV qui éloignent les ravageurs) et plante « piège » (attire les ravageurs pour les détourner de la culture principale). Les deux stratégies fonctionnent, mais elles reposent sur des mécanismes opposés. Le géranium agit ici en mode répulsif.
6. Construire ta stratégie en trois temps
Au moment où tu appelles l’examinateur pour formaliser ta proposition, ta stratégie doit toujours être structurée en trois temps. C’est la méthode officielle attendue par les jurys :
Une stratégie ECE se formule toujours selon trois axes :
- LE QUOI — qu’est-ce que je cherche à mettre en évidence ?
- LE COMMENT — comment je m’y prends concrètement (matériel, manipulation, mesures) ?
- LES RÉSULTATS ANTICIPÉS — qu’est-ce que j’attends comme résultat et comment je conclurai dans chaque cas ?
Appliquons cette grille au sujet géranium :
Le QUOI
Je cherche à montrer que les feuilles de géranium possèdent (a) des trichomes glandulaires à leur surface, et (b) que ces trichomes contiennent des composés de nature lipidique compatibles avec la production de terpènes volatils. La double démonstration (morphologique + chimique) validerait l’aptitude du géranium à émettre les COV nécessaires à un rôle de plante compagne.
Le COMMENT
Je vais prélever un fragment d’épiderme à la face inférieure d’une feuille de géranium (à l’aide de la pince fine ou en cassant délicatement la feuille pour décoller la fine pellicule, selon la fiche-protocole). Je dépose le fragment dans une goutte d’eau sur lame, je couvre d’une lamelle, puis j’observe au microscope optique en démarrant à faible grossissement (×40) pour repérer la présence éventuelle de trichomes, puis au moyen grossissement (×100) pour identifier morphologiquement les trichomes glandulaires (forme « tête sur pied ») et les distinguer des trichomes non glandulaires (bâtonnets simples). Ensuite, je remplace l’eau par une goutte de rouge soudan III, j’attends 2-3 minutes pour la coloration, et j’observe à nouveau au ×100 : si les têtes glandulaires se colorent en orange-rouge, c’est la signature caractéristique de lipides, donc de terpènes potentiellement volatils. Je compte aussi grossièrement les densités relatives de trichomes glandulaires et non glandulaires sur plusieurs champs microscopiques pour estimer l’abondance.
Les RÉSULTATS ANTICIPÉS
Deux scénarios sont possibles, et chacun m’oriente vers une conclusion différente :
- Scénario 1 — Trichomes glandulaires nombreux et soudan III positif. L’épiderme révèle des trichomes en « tête sur pied » bien identifiables, en densité notable, dont les têtes virent à l’orange-rouge après application du rouge soudan III. Le géranium possède bien les structures et les composés requis : il est un candidat sérieux au rôle de plante compagne répulsive.
- Scénario 2 — Trichomes uniquement non glandulaires ou soudan III négatif. Si on n’observe que des bâtonnets simples sans tête sécrétrice, ou si les têtes ne se colorent pas par le soudan III (ce qui indiquerait l’absence de lipides), le géranium ne dispose pas du dispositif morphologique et chimique attendu d’une plante compagne répulsive. L’hypothèse serait à reconsidérer (autres mécanismes ? autres molécules ?).
7. La mise en œuvre pratique
Une fois la stratégie validée par l’examinateur, tu passes à la manipulation. C’est une étape technique qui demande de la précision à chaque opération.
Étapes clés de la préparation et de l’observation :
- Prélèvement de l’épiderme : selon la fiche-protocole, casse délicatement la feuille de géranium en deux et tire sur la pellicule transparente qui se détache à l’arrière de la cassure (face inférieure de préférence, plus riche en trichomes). Pose ce fragment dans une goutte d’eau sur lame.
- Couverture et observation initiale : couvre d’une lamelle en évitant les bulles d’air. Observe au microscope au ×40 pour repérer la zone la plus garnie de trichomes, puis passe au ×100.
- Identification morphologique : repère les trichomes glandulaires (forme caractéristique en « tête sur pied » : une cellule ou un groupe de cellules globuleuses sur un pied uni- ou pluricellulaire) et distingue-les des trichomes non glandulaires (simples bâtonnets, crochets ou poils unicellulaires sans tête).
- Coloration au rouge soudan III : retire la lamelle, dépose une goutte de rouge soudan III sur le fragment d’épiderme, attends 2-3 minutes, rince à l’eau pour éliminer l’excès, recouvre d’une lamelle propre.
- Observation après coloration : retourne au microscope au ×100. Les têtes glandulaires riches en lipides apparaissent colorées en orange-rouge ; les autres structures restent incolores ou faiblement teintées.
- Estimation de l’abondance : compte grossièrement le nombre de trichomes glandulaires par champ microscopique sur 3-5 champs pour avoir une idée de la densité.
Sécurité. Le rouge soudan III est un colorant à manipuler avec gants. Le matériel de microscopie reste sous responsabilité de l’élève : ne force jamais la mise au point au fort grossissement.
8. Que pourrait être la ressource complémentaire (partie B) ?
Dans tous les sujets ECE, la partie B prévoit l’appel de l’examinateur pour obtenir une ressource complémentaire. Cette ressource n’est pas un cadeau : elle est calibrée pour compléter ton analyse ou débloquer une étape de raisonnement. Anticiper sa nature est un excellent réflexe d’élève.
Sur ce sujet précis, la ressource complémentaire pourrait être :
- Un tableau ou graphique comparant le taux de colonisation par les pucerons de parcelles de culture cible (laitues, choux, rosiers…) avec géranium associé vs sans géranium, sur plusieurs semaines, permettant de quantifier l’efficacité réelle au champ.
- Un chromatogramme (CPG ou CCM) identifiant les principaux terpènes volatils émis par le géranium (citronellol, géraniol, linalol, β-pinène…), confirmant la nature chimique précise des COV.
- Un tableau du comportement des pucerons en olfactométrie (choix entre une source contenant des COV de géranium et une source neutre), démontrant directement l’effet répulsif des composés émis.
- Une liste de plantes compagnes reconnues en agriculture biologique (lavande, basilic, menthe, capucine, œillet d’Inde…) avec leurs trichomes glandulaires et leurs molécules actives associées, permettant de situer le géranium dans l’arsenal des plantes répulsives connues.
Quelle qu’elle soit, cette ressource doit toujours être mobilisée explicitement dans ta conclusion : ne la regarde pas seulement, cite-la et explique en quoi elle conforte (ou nuance) ton interprétation des résultats expérimentaux.
9. Communiquer les résultats et interpréter
Pour la partie B, présente tes résultats sous une forme claire — deux options classiques sont attendues selon la nature de ton observation.
Option 1 — Photographie titrée et légendée. Capture deux champs microscopiques caractéristiques : (1) un champ avant coloration montrant les trichomes glandulaires en « tête sur pied » et (2) un champ après coloration au rouge soudan III avec les têtes colorées en orange-rouge. Présente chaque image avec un titre informatif (« Trichomes glandulaires sur épiderme inférieur de feuille de géranium, microscope optique, ×100, avant coloration » et « Mêmes trichomes après coloration au rouge soudan III, têtes colorées en orange-rouge, ×100 »), précise les échelles (barre micrométrique adaptée) et légende les éléments clés (pied, tête sécrétrice, trichome non glandulaire).
Option 2 — Production sur tableur. Construis un tableau de synthèse à deux entrées : en lignes, les deux critères diagnostiques (présence de trichomes glandulaires ; coloration positive au soudan III) ; en colonnes, ton observation (oui/non), la densité estimée (faible / moyenne / forte) et la conclusion partielle. Tu peux y associer un diagramme en barres du nombre de trichomes glandulaires comptés par champ microscopique sur 3-5 champs, avec moyenne et écart-type, pour donner une dimension semi-quantitative à ton observation.
Interpréter les résultats
Adopte la structure d’analyse en trois temps, attendue à l’épreuve. Elle force la rigueur du raisonnement et te fait gagner des points :
Exemple appliqué au sujet (si trichomes glandulaires nombreux et coloration positive) :
- J’observe… que l’épiderme inférieur de la feuille de géranium présente, sur tous les champs examinés, des structures en « tête sur pied » caractéristiques des trichomes glandulaires, en densité moyenne à forte (≈ 15 par champ au ×100). Après application du rouge soudan III, les têtes de ces trichomes virent à l’orange-rouge intense, tandis que les pieds et les trichomes non glandulaires environnants restent incolores.
- Or je sais que… les trichomes glandulaires sont les sites de synthèse et de stockage des terpènes (ressource 3) et que le rouge soudan III est un réactif spécifique des composés lipidiques, qu’il colore en orange-rouge (ressource 2). Les terpènes volatils sont précisément des molécules lipidiques.
- J’en déduis que… le géranium possède bien les structures épidermiques et les composés chimiques requis pour produire et émettre des terpènes volatils dans l’atmosphère. Il dispose donc de l’équipement attendu d’une plante compagne répulsive contre les pucerons. La validation définitive de son efficacité au champ relève de la ressource complémentaire (partie B).
10. La conclusion : revenir à la question initiale
Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler la double observation (trichomes glandulaires identifiés + coloration positive au soudan III), (2) interpréter cette double signature comme la capacité à produire des COV terpéniques, (3) répondre explicitement à la question posée par le sujet (le géranium peut-il être considéré comme une plante compagne ?). Pense aussi à intégrer la ressource complémentaire obtenue auprès de l’examinateur.
Exemple de formulation type (si les deux signatures sont positives) :
« L’observation microscopique de l’épiderme inférieur des feuilles de géranium met en évidence une densité notable de trichomes glandulaires en « tête sur pied ». Après application du rouge soudan III, les têtes de ces trichomes se colorent en orange-rouge, signature spécifique de composés lipidiques. Ces deux résultats convergent vers l’aptitude du géranium à synthétiser et stocker des terpènes volatils, capables d’être émis dans l’air ambiant. La ressource complémentaire (efficacité au champ / chromatogramme / olfactométrie) confirme l’effet répulsif réel sur les pucerons. Le géranium peut donc être considéré comme une plante compagne répulsive valide, susceptible d’être associée aux cultures sensibles aux pucerons pour réduire l’usage de pesticides de synthèse. »
11. Les pièges fréquents à éviter
Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici c’est un sujet classique : la stratégie en 3 temps se formule avant la manipulation. Ne fais pas l’erreur d’attendre les résultats avant de proposer ta stratégie — c’est la marque d’un sujet « poursuite » et tu serais hors-cadre.
Piège n°2 — Choisir le mauvais réactif. Trois réactifs sont fournis : rouge soudan III pour les lipides, biuret/Fehling pour les protéines, eau iodée pour l’amidon. Le seul pertinent pour mettre en évidence des terpènes (lipidiques) est le rouge soudan III. Choisir un autre réactif te ferait conclure à tort à l’absence du composé recherché.
Piège n°3 — Confondre trichomes glandulaires et non glandulaires. Les trichomes glandulaires ont une tête sécrétrice bien visible (forme en « tête sur pied »). Les trichomes non glandulaires sont de simples bâtonnets ou crochets sans tête. Confondre les deux ferait conclure à tort à la présence de structures sécrétrices alors qu’il n’y en a pas. Le schéma comparatif (ressource 3) est ton garde-fou.
Piège n°4 — Conclure à une plante compagne efficace sans la validation au champ. Posséder les structures et les composés requis montre l’aptitude potentielle du géranium, mais ne démontre pas son efficacité réelle dans un contexte cultural. C’est précisément pourquoi la ressource complémentaire en partie B apporte les données quantitatives (taux de colonisation, olfactométrie). Ne grille pas cette nuance dans ta conclusion.
Piège n°5 — Confondre défense directe et indirecte. La défense directe agit sur le ravageur lui-même (toxicité, répulsion). La défense indirecte agit en attirant les ennemis naturels du ravageur (parasitoïdes, prédateurs). Le rôle « plante compagne répulsive » testé ici relève principalement de la défense indirecte par confusion olfactive (le ravageur ne trouve plus sa plante cible). Sois précis dans le vocabulaire.
Piège n°6 — Ne pas exploiter la ressource complémentaire. Si tu l’as demandée et reçue, elle doit apparaître dans ta conclusion. Sinon, c’est comme si tu ne l’avais pas utilisée.
12. Indice / cause / exemple — trichomes glandulaires et plantes compagnes
- Indice : présence sur l’épiderme foliaire de structures en « tête sur pied » dont les têtes se colorent en orange-rouge au rouge soudan III, marquant la présence de composés lipidiques (terpènes)
- Cause : les trichomes glandulaires sont des structures sécrétrices spécialisées qui synthétisent et stockent les terpènes ; ces terpènes, volatils à température ambiante, diffusent dans l’air ambiant et brouillent le repérage olfactif des pucerons (mécanisme de confusion olfactive), constituant ainsi une défense indirecte de la plante voisine cible
- Exemple : la lavande, le basilic, la menthe, la capucine et l’œillet d’Inde sont d’autres plantes compagnes classiques, toutes caractérisées par une densité élevée de trichomes glandulaires sécréteurs de terpènes (linalol, eugénol, menthol, isothiocyanates, thiophènes selon les cas) ; en agriculture biologique, leur association aux cultures sensibles (rosiers, choux, tomates) fait partie des stratégies « push-pull » de protection sans pesticides
Ce qu’il faut retenir
- Type de sujet : classique (partie A = « Élaborer une stratégie… ») — ici stratégie proposée avant manipulation
- Question du sujet : le géranium peut-il être considéré comme une plante compagne (production de COV répulsifs contre les pucerons) ?
- Outils : microscope optique + prélèvement d’épiderme + réactifs spécifiques (le bon est le rouge soudan III pour les lipides)
- Double signature attendue : (a) trichomes glandulaires en « tête sur pied » morphologiquement identifiés, (b) têtes colorées en orange-rouge par le soudan III (présence de lipides = terpènes)
- Stratégie en 3 temps : LE QUOI (caractériser morphologie + chimie de l’épiderme) / LE COMMENT (épiderme + microscope + soudan III) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (double signature positive = candidat valide ; négative = à reconsidérer)
- Communiquer les résultats : photographies titrées et légendées avant/après coloration OU tableau de synthèse + comptage par champ sur tableur
- Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
- Lien au cours : 2A.1 (épiderme et trichomes, échanges plante-milieu) + 2A.2 (métabolites secondaires, terpènes)
- Piège majeur à éviter : choisir le mauvais réactif (biuret ou eau iodée à la place du soudan III)
- Conclusion finale : toujours articuler aptitude potentielle (morphologie + chimie validées) et efficacité réelle (ressource complémentaire au champ)