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Spé Ch1. Ecosystème et cycle du carbone

Thème : Métabolismes
Ch1. Ecosystème et cycle du carbone

sommaire du thème

ch1 Ecosystème et cycle du carbone
ch2 La photo-autotrophie pour le carbone
ch3 Des métabolismes au mouvement
ch4 La respiration source d’ATP
ch5 La fermentation source d’ATP
Bilan La cellule eucaryote

Rappels 2nde : schématiser une cellule hétérotrophe, schématiser une cellule autotrophe. (trophe=nourriture).
Chloroplaste : organite de la cellule où s’effectue la photosynthèse.
Mitochondrie : organite de la cellule où s’effectue la production d’énergie (respiration).

I- Ecosystème et production de matière organique

Docs p 172, 173 notions de chaîne alimentaire, producteur primaire, secondaire.
Docs p 174, 175 matière organique , autotrophe, hétérotrophe.

Petit lexique : métabolisme et écologie

Autotrophe (au C) : caractérise une cellule ou un organisme qui fabrique sa matière organique à partir de matière minérale (CO2) et d’énergie.

Biocénose : ensemble des êtres vivants d’un écosystème.

Biotope : lieu de vie caractéristique d’un ensemble d’êtres vivants.

Chaîne alimentaire : relations alimentaires qui unissent les êtres vivants d’un milieu. Elle débute généralement par un végétal chlorophyllien.

Ecosystème : ensemble d’êtres vivants et de leur environnement physicochimique= biotope + biocénose.

Hétérotrophe : caractérise une cellule ou un organisme qui doit trouver dans sa nourriture des constituants organiques préexistants pour synthétiser sa propre matière organique.

Matière organique : constituants chimiques fabriqués par les êtres vivants (matière des organes) = matière carbonée.

Producteur primaire : organisme autotrophe au carbone.

Producteur secondaire : organisme hétérotrophe au carbone.

Réseau trophique : ensemble des chaînes alimentaires d’un milieu.

Docs p 177
Le cycle du carbone (schématiser les transferts de carbone par la photosynthèse, la respiration et la fermentation qui sont les principales réactions métaboliques)

Un peu de biochimie :
Le carbone est à l’état réduit dans la matière organique=matière carbonée :-C-C-C-

Le carbone est à l’état oxydé dans le milieu minéral:CO2 de l’air, HCO3- de l’eau etc.

Un écosystème est à la fois producteur de matière organique,consommateur et décomposeur de matière organique.

Dans un écosystème des relations trophiques s’établissent entre les producteurs primaires autotrophes et les divers producteurs secondaires hétérotrophes.

Dans un écosystème "à l’équilibre", les activités métaboliques contribuant à la production d’O2 et la consommation de CO2 (photosynthèse) s’équilibrent avec celles qui produisent du CO2 et consomment de l’O2( respiration, fermentation).

Comment s’effectue le passage du carbone minéral (CO2) au carbone organique ( chaînes carbonées) ?

II- Du carbone minéral aux chaînes carbonées du vivant

Les producteurs primaires de la planète utilisent le carbone du CO2 atmosphérique pour constituer les chaînes carbonées, bases des composants du vivant :

  • Glucides (CH2O)n
  • Lipides constitués d’acides gras CH3(CH2)nCOOH insolubles dans l’eau.
  • Protides polymères d’acides aminés : R-CH-NH2-COOH
  • Acides nucléiques (ADN, ARN)

    Ces réactions de fabrication de matière organique constituent la photosynthèse (photo= lumière, synthèse=fabrication de matière organique) ou photo-autotrophie pour le carbone.

    Activités 2 p 178, 179 : Mise en évidence de la photo-autotrophie pour le carbone.

    6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O

    Dans CO2, le carbone est à l’état oxydé, dans C6H12O6 le carbone est à l’état réduit.On peut donc parler d’une réduction du CO2 en présence d’énergie lumineuse.

    Activités 3 p 180 : Mise en évidence de la libération de dioxygène à la lumière lors de la photosynthèse.

     -bulles d’O2 libérées par la plante aquatique.
     -dégagement d’O2 mis en évidence par la sonde à oxygène (expérience exao).

    Où se situent les zones d’échanges gazeux dans la plante ?

    III- La feuille : entrée de CO2 et synthèse de matière organique.

    Activités 4 et 5 p 182 à 185

     

     

     

    TP Observation microscopique des stomates et des chloroplastes de la feuille.

    Réaliser un dessin d’observation de stomate.
    Réaliser un schéma fonctionnel des échanges gazeux (CT de feuille)

     

     

     

     

     

     

     

    Chez les végétaux aériens, le CO2 de l’air entre dans les feuilles par les stomates. Il circule entre les cellules et atteint les cellules chlorophylliennes. C’est dans les chloroplastes que le CO2 est réduit en matière organique lors des réactions de la photosynthèse.

    Stomates :-fonction : discontinuités de l’épiderme des feuilles où s’effectuent les échanges gazeux (O2, CO2, H2O) de la photosynthèse et de la respiration.
    -structure : constitué de deux cellules stomatiques autour d’un orifice l’ostiole. Cet orifice s’ouvre sur la chambre sous stomatique.

    Bilan
    Schéma fonctionnel des échanges de matière chez un végétal.
     

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