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 circulation de la sève brute dans une plante
- Comprendre à quoi sert chacune des ressources fournies (tige colorée à l’éosine, microscope, fiche tissus conducteurs, planche de référence)
- Mobiliser les notions de xylème, de vaisseau conducteur à parois lignifiées et de transpiration foliaire (théorie de la cohésion-tension)
- Construire une stratégie de poursuite en trois temps pour démontrer le rôle moteur de la transpiration foliaire dans la montée de la sève
- Anticiper la nature de la ressource complémentaire apportée pour caler le mécanisme moteur de l’ascension
- Communiquer la coupe longitudinale par photographie titrée et légendée ou par tableau d’observation 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_25, la partie A te demande directement de réaliser une coupe longitudinale d’une tige préalablement trempée dans une solution d’éosine colorée et d’identifier au microscope les vaisseaux conducteurs de la sève brute. La manipulation est déjà entièrement cadrée. Ce n’est qu’en partie B qu’on te demandera de proposer une stratégie pour démontrer que la transpiration foliaire constitue bien la force motrice principale de cette ascension. C’est donc un sujet « poursuite de stratégie ».
2. Le contexte et la question scientifique
L’épreuve s’ouvre sur une observation familière : chez les fleuristes, on trouve parfois des œillets blancs colorés en bleu, des roses arc-en-ciel ou d’autres curiosités florales obtenues en trempant la base des tiges coupées dans une solution colorée. La couleur monte d’elle-même dans la tige et finit par atteindre les pétales. Cette « magie » n’en est pas une : elle exploite une capacité physiologique fondamentale de toutes les plantes — leur système de circulation hydrique. Comprendre ce mécanisme, c’est comprendre comment une plante haute de plusieurs mètres (ou plusieurs dizaines de mètres pour les arbres) peut alimenter ses feuilles en eau et en sels minéraux depuis ses racines.
Le sujet propose de simuler ce phénomène en laboratoire : une tige d’angiosperme a été trempée dans une solution d’éosine (colorant rouge) pendant plusieurs heures. Il s’agit maintenant d’identifier précisément les structures qui ont conduit le colorant à travers la tige, et plus généralement de comprendre comment la sève brute (eau + sels minéraux puisés au niveau racinaire) monte jusqu’aux organes aériens.
La question scientifique du sujet : « Quelles structures de la tige assurent la circulation ascendante de la sève brute, et quel mécanisme physique en est la force motrice ? » C’est la phrase à garder en tête du début à la fin. Ta coupe longitudinale, ton observation microscopique et ta stratégie de poursuite 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 — Tige fraîche d’angiosperme préalablement trempée dans une solution d’éosine, lame de rasoir, matériel d’observation microscopique. Elle te donne accès au matériel biologique pertinent : la tige où le colorant rouge a été véhiculé, et qui révélera donc par contraste les vaisseaux conducteurs. L’éosine joue ici le rôle de marqueur : elle est entraînée passivement avec la sève brute et permet de localiser visuellement les vaisseaux empruntés. Sans cette coloration préalable, les vaisseaux seraient transparents et difficiles à distinguer.
Ressource 2 — Texte ou fiche descriptive sur les tissus conducteurs (xylème et phloème). Elle te fournit les critères morphologiques permettant de distinguer le xylème (vaisseaux à parois lignifiées avec épaississements caractéristiques : annelés, spiralés, réticulés, ponctués selon le stade de maturité) du phloème (cellules à parois fines, cribles ou tubes criblés associés à des cellules compagnes). C’est ta grille de lecture : sans elle, tu pourrais voir des structures sans pouvoir les nommer ni les associer à leur fonction conductrice.
Ressource 3 — Photographie de référence d’une coupe de tige colorée au carmin-vert d’iode. Elle te montre l’aspect attendu du xylème (coloré en vert par le vert d’iode qui marque la lignine des parois) et du phloème (coloré en rose-rouge par le carmin qui marque la cellulose). C’est ton « modèle visuel » : tu pourras comparer ton observation à cette référence pour valider l’identification des vaisseaux empruntés par l’éosine.
4. Le raisonnement scientifique du sujet
On peut maintenant relier les ressources entre elles pour bâtir le raisonnement. Suis bien la logique :
- La sève brute (eau + sels minéraux) est puisée au niveau racinaire et doit être acheminée jusqu’aux feuilles, parfois à plusieurs dizaines de mètres de hauteur.
- Cette circulation se fait dans des tissus conducteurs spécialisés de la plante. Les angiospermes en possèdent deux : le xylème (sève brute, montante) et le phloème (sève élaborée chargée de sucres, ascendante ET descendante).
- Les vaisseaux du xylème sont reconnaissables à leurs parois lignifiées renforcées par des épaississements caractéristiques (annelés, spiralés, réticulés, ponctués). Ces parois rigides permettent de résister à la dépression créée par la traction de l’eau lors de l’évaporation foliaire.
- En trempant la tige dans l’éosine, on colore artificiellement la sève brute : les vaisseaux qui transportent cette sève deviennent rouges et facilement identifiables au microscope. Par contraste, le phloème (qui ne transporte que la sève élaborée) reste incolore.
- Pour la partie B, il restera à démontrer le moteur de cette ascension : la transpiration foliaire au niveau des stomates, qui crée une tension transmise dans toute la colonne d’eau xylémienne (théorie de la cohésion-tension). C’est l’objet de la stratégie de poursuite.
Conclusion logique : pour répondre à la question, il « suffit » de réaliser une coupe longitudinale fine de la tige colorée, d’observer au microscope les vaisseaux teintés en rouge, de confirmer leur appartenance au xylème par leurs épaississements caractéristiques, puis (partie B) de proposer une expérience montrant le rôle de la transpiration foliaire. Toute la stratégie articule structure (vaisseaux) et fonction (montée motorisée par la transpiration).
5. Rappels théoriques : xylème, phloème et cohésion-tension
Le xylème est le tissu conducteur de la sève brute (eau + sels minéraux) puisée par les racines et acheminée vers les organes aériens. Il est constitué de cellules mortes à parois épaisses, lignifiées (vaisseaux et trachéides), formant des canaux continus de plusieurs dizaines de centimètres à plusieurs mètres de long. Les épaississements pariétaux (annelés ou spiralés dans les vaisseaux protoxylème jeunes, réticulés ou ponctués dans le métaxylème mature) constituent une signature diagnostique visible au microscope optique. Ces parois renforcées résistent à la dépression interne créée par la transpiration foliaire et préservent l’intégrité de la colonne d’eau.
Le phloème, à l’inverse, conduit la sève élaborée (chargée de saccharose et autres molécules organiques) produite par la photosynthèse, depuis les organes sources (feuilles matures) vers les organes puits (racines, fleurs, fruits, jeunes feuilles). Il est formé de cellules vivantes (tubes criblés et cellules compagnes) à parois cellulosiques fines. La circulation y est bidirectionnelle selon les besoins de la plante.
La théorie de la cohésion-tension (Dixon, 1894) explique le mécanisme de la montée de la sève brute. À la surface des feuilles, l’évaporation au niveau des cellules du mésophylle et des stomates (« transpiration foliaire ») crée une tension (pression négative) dans la colonne d’eau. Cette tension est transmise de proche en proche dans tout le xylème grâce à la cohésion des molécules d’eau entre elles (liaisons hydrogène) et à leur adhésion aux parois lignifiées des vaisseaux. L’eau est ainsi « tirée » du haut vers le bas, depuis les racines jusqu’aux feuilles. La poussée racinaire (légère pression hydrostatique générée par l’osmose au niveau des poils absorbants) contribue de façon mineure, surtout chez les jeunes plantes ou la nuit.
Attention au sens de circulation : la sève brute monte exclusivement (xylème, racines → feuilles). La sève élaborée circule dans les deux sens (phloème, des organes sources photosynthétiquement actifs vers les organes puits consommateurs). Ne confonds pas dans ta rédaction.
6. Construire ta stratégie de poursuite en trois temps
Comme il s’agit d’un sujet « poursuite de stratégie », ce n’est pas en partie A que tu proposes une stratégie (la manipulation y est imposée). C’est en partie B qu’on attend ta proposition, pour démontrer le rôle moteur de la transpiration foliaire dans la montée de la sève brute. Et cette proposition doit, comme 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 à la stratégie de poursuite pour le sujet circulation de la sève brute :
Le QUOI
Je cherche à démontrer expérimentalement que la transpiration foliaire est bien la force motrice principale de la montée de la sève brute dans le xylème. Pour cela, je dois mettre en évidence que réduire ou supprimer la transpiration entraîne un ralentissement ou un arrêt de la montée du colorant dans la tige.
Le COMMENT
Je vais réaliser une expérience comparative sur deux ou trois tiges identiques (mêmes espèce, taille, vigueur, nombre de feuilles), toutes trempées dans la même solution d’éosine. (a) Tige témoin : laissée à l’air libre, à la lumière, à 20-25 °C, conditions normales d’évaporation. (b) Tige sous cloche : enfermée dans une cloche transparente saturée en humidité (atmosphère à 100 % d’humidité relative), ce qui annule la transpiration. (c) Tige effeuillée (optionnelle) : feuilles retirées, supprimant la surface évaporante. Je mesure régulièrement la hauteur atteinte par le front coloré dans chaque tige (toutes les 30 min pendant 3-4 h) et je trace les courbes hauteur = f(temps).
Les RÉSULTATS ANTICIPÉS
Deux scénarios sont possibles, et chacun m’oriente vers une conclusion différente :
- Scénario 1 — Effet net de la suppression de transpiration. La tige témoin montre une montée rapide du front coloré (par exemple 10-15 cm en 3 h). La tige sous cloche, ou la tige effeuillée, montre une montée beaucoup plus lente, voire nulle. La transpiration foliaire est démontrée comme moteur principal de l’ascension de la sève brute. La théorie de la cohésion-tension est validée.
- Scénario 2 — Pas de différence notable. Si les deux tiges montent à la même vitesse, soit la transpiration n’est pas le moteur principal (ce qui serait surprenant), soit le dispositif expérimental est défectueux (cloche non étanche, durée trop courte…). Il faudrait alors revoir les conditions ou tester d’autres facteurs (poussée racinaire si racines présentes, capillarité).
7. La mise en œuvre pratique
Cette partie correspond à la manipulation cadrée de la partie A : tu dois réaliser la coupe longitudinale de la tige colorée et observer au microscope les vaisseaux empruntés par l’éosine. C’est une étape technique qui demande beaucoup de précision dans le geste de coupe.
Étape 1 — Réalisation de la coupe longitudinale.
- Prélève un fragment de tige de 1 à 2 cm de long dans la portion la plus colorée (où l’éosine a manifestement circulé).
- Coupe ce fragment en deux longitudinalement avec la lame de rasoir, en repérant la zone rouge correspondant aux faisceaux vasculaires.
- Réalise ensuite des coupes longitudinales très fines (la plus fine possible, idéalement quelques cellules d’épaisseur) à partir de la zone colorée. Plusieurs essais sont souvent nécessaires : garde les coupes les plus minces et les plus régulières.
- Place les meilleures coupes dans une goutte d’eau sur lame, couvre d’une lamelle en évitant les bulles.
Étape 2 — Observation et identification des vaisseaux conducteurs.
- Démarre au microscope au grossissement ×40 pour repérer la zone d’intérêt (présence de structures allongées, colorées en rouge).
- Passe au ×100 puis ×400 pour identifier précisément les vaisseaux : structures cylindriques allongées, à parois épaissies, colorées en rouge par l’éosine.
- Cherche en particulier les épaississements caractéristiques : structures annelées (anneaux successifs de lignine), spiralées (ressort hélicoïdal), réticulées (mailles), ponctuées (perforations) selon le stade de maturité du vaisseau. Ces motifs sont la signature visuelle du xylème.
- Confronte à la photographie de référence au carmin-vert d’iode pour valider la position et la nature des vaisseaux identifiés.
Étape 3 — Diagnostic.
- Les vaisseaux colorés en rouge présentant des épaississements lignifiés (annelés, spiralés…) sont les vaisseaux du xylème.
- Les autres tissus (parenchymes, phloème) restent incolores.
- Conclusion : la sève brute a bien circulé exclusivement dans le xylème, conformément à la théorie.
Sécurité. La lame de rasoir est extrêmement coupante : manipule-la toujours en éloignant les doigts de la lame, et coupe vers l’extérieur. L’éosine est un colorant peu toxique mais à manipuler avec gants. Pour les expériences sous cloche, attention à ne pas confiner trop longtemps une plante vivante sans renouveler l’air (privation d’O₂).
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 schéma détaillé du xylème et du phloème en coupe transversale, montrant leur disposition dans les faisceaux vasculaires, et permettant de situer précisément le xylème dans l’architecture de la tige.
- Un graphique ou tableau d’une expérience publiée mesurant la vitesse de montée de l’éosine dans des tiges placées dans différentes conditions (à l’air libre vs sous cloche humide ; à la lumière vs à l’obscurité ; effeuillée vs feuillée), démontrant quantitativement le rôle moteur de la transpiration.
- Un schéma de la théorie de la cohésion-tension illustrant comment l’évaporation au niveau des stomates crée une tension transmise dans toute la colonne d’eau du xylème grâce aux liaisons hydrogène intermoléculaires.
- Des données quantitatives sur la transpiration d’une plante (litres d’eau évaporés par jour pour un arbre de taille moyenne, dépendance vis-à-vis du déficit hydrique de l’air, fermeture stomatique en cas de stress), illustrant l’intensité du phénomène moteur.
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 un champ microscopique caractéristique de ta coupe longitudinale montrant les vaisseaux du xylème colorés en rouge avec leurs épaississements annelés ou spiralés visibles. Présente l’image avec un titre informatif (« Vaisseaux du xylème colorés à l’éosine dans une coupe longitudinale de tige d’angiosperme, microscope optique, ×400 »), précise l’échelle (barre micrométrique adaptée) et légende les éléments clés (vaisseau, épaississement annelé, épaississement spiralé, paroi lignifiée).
Option 2 — Production sur tableur. Construis un tableau d’observation récapitulant les caractéristiques notées pour chaque type de vaisseau identifié : forme générale, présence d’épaississements (oui/non, type), coloration par l’éosine (oui/non, intensité), conclusion sur la nature du tissu (xylème ou autre). Tu peux y associer un schéma annoté de ta coupe avec localisation des faisceaux conducteurs colorés.
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 vaisseaux annelés/spiralés colorés en rouge observés) :
- J’observe… que la coupe longitudinale de la tige révèle des structures allongées colorées en rouge par l’éosine, présentant des parois épaisses ornées d’épaississements caractéristiques en anneaux et en spirales. Les autres tissus environnants (parenchymes, autres faisceaux) restent incolores.
- Or je sais que… les vaisseaux du xylème se reconnaissent à leurs parois lignifiées présentant des épaississements annelés, spiralés, réticulés ou ponctués (ressources 2 et 3), et que la sève brute circule exclusivement dans le xylème depuis les racines vers les feuilles. Le phloème, lui, conduit la sève élaborée et ne véhicule pas l’eau colorée.
- J’en déduis que… les vaisseaux empruntés par l’éosine sont bien les vaisseaux du xylème. La circulation ascendante de la sève brute s’effectue donc dans le xylème et uniquement dans le xylème. La démonstration du moteur (transpiration foliaire) reste à fournir par l’expérience comparative proposée en partie B.
10. La conclusion : revenir à la question initiale
Ta conclusion doit faire 3 choses : (1) rappeler l’observation des vaisseaux colorés à épaississements caractéristiques, (2) identifier ces vaisseaux comme appartenant au xylème, conducteur de la sève brute, (3) répondre explicitement à la question posée par le sujet (quelles structures conduisent la sève brute, et quel est leur moteur ?). Pense aussi à intégrer la ressource complémentaire obtenue auprès de l’examinateur.
Exemple de formulation type (si vaisseaux identifiés et transpiration validée par la ressource) :
« La coupe longitudinale de la tige a permis d’identifier au microscope des vaisseaux à parois lignifiées présentant des épaississements annelés et spiralés caractéristiques, intensément colorés en rouge par l’éosine. Ces vaisseaux sont les vaisseaux du xylème, tissu conducteur de la sève brute (eau + sels minéraux) des racines vers les feuilles. La ressource complémentaire (schéma du xylème / expérience sous cloche / théorie de la cohésion-tension) confirme que la force motrice principale de cette ascension est la transpiration foliaire : l’évaporation au niveau des stomates crée une tension transmise dans la colonne d’eau grâce aux liaisons hydrogène intermoléculaires, tirant l’eau du bas vers le haut. La coloration artificielle des fleurs chez les fleuristes exploite donc directement la circulation naturelle de la sève brute dans le xylème, motorisée par la transpiration foliaire. »
11. Les pièges fréquents à éviter
Piège n°1 — Ne pas identifier le type de sujet. Ici c’est un sujet « poursuite de stratégie » : la stratégie en 3 temps porte sur la partie B (expérience sur la transpiration), pas sur la coupe imposée en A. Si tu inverses, tu vas formuler ta proposition au mauvais moment et perdre des points.
Piège n°2 — Confondre xylème et phloème. Les deux tissus conducteurs coexistent dans les faisceaux vasculaires. Le xylème conduit la sève brute (eau + sels minéraux, montante seulement) et possède des vaisseaux à parois lignifiées épaissies. Le phloème conduit la sève élaborée (sucres, bidirectionnelle) et possède des cellules vivantes à parois cellulosiques fines. Identifier l’un pour l’autre ferait conclure à un mauvais sens de circulation et à un mauvais rôle physiologique.
Piège n°3 — Réaliser une coupe trop épaisse. Si la coupe a plusieurs cellules d’épaisseur, la superposition des plans optiques rend l’observation floue et empêche d’identifier les épaississements pariétaux. Une bonne coupe doit être aussi mince que possible (idéalement quelques cellules) : préfère plusieurs essais sur la même tige plutôt que de te contenter d’une coupe médiocre.
Piège n°4 — Oublier la transpiration foliaire dans l’explication de la montée. Identifier le xylème ne suffit pas : sans force motrice, il n’y aurait aucune raison que la sève monte. La transpiration foliaire est l’élément clé du mécanisme et doit apparaître explicitement dans la conclusion. C’est précisément pourquoi la partie B la met au cœur de la stratégie de poursuite.
Piège n°5 — Confondre épaississements annelés et spiralés. Ce sont deux signatures différentes du xylème : les anneaux sont des cercles complets successifs (vaisseaux protoxylème jeunes, capables encore de s’allonger) ; les spirales sont des hélices continues (également flexibles). Les épaississements réticulés (en filet) ou ponctués (avec perforations) sont au contraire caractéristiques des vaisseaux matures du métaxylème. Sois précis dans ta description.
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 — xylème et transpiration foliaire
- Indice : structures allongées colorées en rouge par l’éosine, à parois épaisses présentant des épaississements annelés ou spiralés, visibles en coupe longitudinale de tige au microscope optique
- Cause : ces structures sont les vaisseaux du xylème ; ils acheminent la sève brute (eau + sels minéraux) des racines vers les feuilles ; la force motrice principale est la transpiration foliaire qui, en évaporant l’eau au niveau des stomates, crée une tension transmise dans toute la colonne d’eau (théorie de la cohésion-tension de Dixon, 1894), tandis que la poussée racinaire contribue de façon mineure
- Exemple : un œillet blanc coupé et trempé dans une solution d’eau colorée voit ses pétales se teinter en moins de 24 h par ce mécanisme ; les séquoias géants (>100 m) acheminent ainsi de l’eau jusqu’à leurs cimes les plus hautes, malgré la pression hydrostatique défavorable, grâce à la cohésion de l’eau dans le xylème ; un chêne adulte peut transpirer plusieurs centaines de litres d’eau par jour en été
Ce qu’il faut retenir
- Type de sujet : poursuite de stratégie (coupe imposée en A, expérience sur la transpiration à proposer en B)
- Question du sujet : quelles structures conduisent la sève brute, et quel est leur moteur ?
- Outils A : tige colorée à l’éosine + lame de rasoir (coupe longitudinale fine) + microscope optique + fiche descriptive xylème/phloème + photographie de référence au carmin-vert d’iode
- Diagnostic : vaisseaux à épaississements annelés/spiralés colorés en rouge = vaisseaux du xylème conducteurs de la sève brute
- Stratégie B en 3 temps : LE QUOI (démontrer le rôle moteur de la transpiration) / LE COMMENT (expérience comparative tige témoin vs tige sous cloche humide vs tige effeuillée, mesure de la hauteur du front coloré au cours du temps) / LES RÉSULTATS ANTICIPÉS (montée nettement plus lente sous cloche = transpiration validée comme moteur)
- Communiquer les résultats : photographie titrée et légendée de la coupe OU tableau d’observation avec schéma annoté
- Interpréter : J’observe… / Or je sais… / J’en déduis…
- Lien au cours : 2A.1 (tissus conducteurs, échanges plante-milieu, transpiration) — la théorie de la cohésion-tension de Dixon explique l’ascension de la sève contre la gravité
- Piège majeur à éviter : confondre xylème (annelés/spiralés, sève brute montante) et phloème (cribles, sève élaborée bidirectionnelle)
- Conclusion finale : toujours articuler la structure (xylème identifié) et le mécanisme moteur (transpiration foliaire) pour répondre explicitement à la question