Comment ce noyer se nourrit-il ?

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Réponse: grâce à la photosynthèse!

 

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 Réponse: grâce à la photosynthèse!

 

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Le rayonnement solaire (SPC)

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Le bilan radiatif terrestre (SPC)

 

Une conversion naturelle de l’énergie solaire : la photosynthèse (SVT)

Activités:

  • Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.
  • Comparer les spectres d’absorption et d’action photosynthétique d’un végétal.
  • Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille.
  • À partir de l’étude d’un combustible fossile ou d’une roche de son environnement, discuter son origine biologique.

 

 

Connaissances:

  • Une partie du rayonnement solaire absorbé par les végétaux verts permet la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone : c'est la photosynthèse.
  • Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique.
  • Cette énergie est utilisée pour former certaines molécules organiques. Ces molécules peuvent être transformées par respiration ou fermentation pour libérer l’énergie nécessaire au métabolisme des êtres vivants.
  • À l’échelle de la planète, les végétaux verts utilisent pour la photosynthèse environ 0,1% de la puissance solaire totale disponible.
  • À l’échelle de la feuille, la photosynthèse utilise 1% de la puissance radiative reçue, le reste est soit diffusé, soit transmis (transparence), soit absorbé (échauffement et évapo-transpiration).
  • À l’échelle des temps géologiques, une partie de la matière organique s’accumule dans les sédiments puis se transforme en donnant des combustibles fossiles : gaz, charbon, pétrole.
  • C'est ce qui s'est passé à un moment particulier de l'évolution de la vie : au carbonifère, comme son nom l'indique, des forêts entières ont été enfouies sous des tonnes de sédiments et se sont transformés en combustibles fossibles
  • C'est aujourd'hui dans ce stock fabriqué il y a 450 Ma que nous puisons notre charbon, notre pétrôle et notre gaz.
  • Du coup, ces énergies s'épuiseront un jour: les stocks ne sont pas infinis et leurs temps de fabrication est de l'ordre du million d'années.

 

Comment la lumière du Soleil permet-elle aux végétaux l'entrée de carbone dans la chaîne alimentaire ?

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 Réponse: grâce à la photosynthèse!

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Plan du cours:

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes

2-Les différentes fonctions biologiques d'une plante

 

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes:

  • Les réactions photochimiques: une capture de l'énergie lumineuse qui photolyse la molécule d'eau
  • Les réactions du cycle de Calvin: une transformation du CO2 en glucide

 

Activités:

  • Étudier et/ou mettre en œuvre des expériences historiques sur la photosynthèse.
  • Réaliser une chromatographie de pigments végétaux.
  • Réaliser et observer des coupes dans des organes végétaux pour repérer une diversité de métabolites.

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La détermination d'un spectre d'absorption de la lumière par les végétaux

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C'est une réprésentation visuelle de la façon dont un pigment donné absorbe les différentes longueurs d'onde de la lumière visible.

Un spectrophotomètre mesure les proportions de lumière de différentes longueurs d'onde absorbées et diffusées par une solution d'un pigment donné.

Le tube photoélectrique convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique.

 

 Quelles sont les longueurs d'onde les plus efficaces pour la photosynthèse?

Bacterium photometricum, bactérie aérobie, d'après Engelmann.

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Mise en évidence de la photolyse de la molécule d'eau:

L'équation générale de la photosynthèse:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée:

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L'équation générale de la photosynthèse simplifiée à l'extrème:

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Avec cette formule, le dioxygène peut provenir de la molécule de CO2 ou de la molécule d'eau, et on a longtemps cru qu'il provenait du CO2.

La découverte de Van Niel,1930:

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Des bactéries sulfureuses font de la chimiosynthèse : elles fixent le CO2 grâce à l'énergie contenue dans la molécule de sulfure d'hydrogène. 

Il a conclu que tous les organismes photosynthétiques ont besoin d’une source d’hydrogène jouant le rôle de réducteur, mais que cette source varie :

 

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20 ans plus tard:

Expérience 1, on propose de l'eau lourde, c'est-à-dire avec de l'oxygène 18 et du CO2 avec de l'oxygène 16.

Expérience 2, on propose de l'eau normale, c'est-à-dire avec de l'oxygène 16 et du CO2 avec de l'oxygène 18.

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La photosynthèse, une réaction d'oxydo-réduction:

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Les réactions du cycle de Calvin: une transformation de la molécule de CO2 en molécule glucidique

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Comment le cycle de Calvin convertit-il une molécule de CO2 en molécule organique?

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A retenir:

  • Les parties aériennes de la plante sont les lieux de production de matière organique (=molécule organisée autour de l'atome de Carbone) par photosynthèse.
  • Captée par les pigments chlorophylliens au niveau du chloroplaste, l’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par la photolyse de l’eau, avec libération d’O2 et réduction du CO2 aboutissant à la production de glucose et d’autres sucres solubles.

Les animaux se nourissent des végétaux, autrement dit, ils récupèrent les molécules fabriquées par les plantes pour satisfaire leurs propres besoins. Et chez les plantes, à quoi peuvent bien servir les glucides ainsi produits ?

 

1-La photosynthèse, une raction en deux étapes:

2-Les différentes fonctions biologiques d'une plante:

Activités:

  • Mettre en évidence expérimentalement la présence d’amidon dans les chloroplastes et les amyloplastes de réserve dans des organes spécialisés (graine, fruit, tubercules...).
  • Mettre en œuvre une coloration afin d’identifier la lignine et la cellulose et d’analyser leur distribution.
  • Extraire, organiser et exploiter des informations sur les effets antiphytophages, antibactériens ou antioxydants des tanins.

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