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TS Spé Ch2 La photo-autotrophie pour le carbone

Ch2 La photo-autotrophie pour le carbone
 
Où a lieu la photosynthèse ?
 
I -Chloroplaste et pigments foliaires
 
1- Le chloroplaste : une structure compartimentée
 
Activité 1A p 194 Mise en évidence de la synthèse de matière organique par le chloroplaste.
Réaliser un schéma de l’observation. Que montre-t-elle ?
 
 
 
 
 
 
Les chloroplastes sont les organites cytoplasmiques où s’effectue la photosynthèse.
Les chloroplastes sont des structures compartimentées comprenant :
- une double membrane
-des thylakoïdes, petits sacs aplatis et empilés riches en pigments foliaires inclus dans leurs membranes.
-Le stroma, espace intérieur du chloroplaste où s’effectue la synthèse de matière organique (amidon).
 
Comment intervient la lumière ?
 
2- Rôle des pigments foliaires
 
Activité 2A p 196 Extraction de la chlorophylle
 
 
 
 
 
 
Séparation des pigments foliaires par chromatographie
 
 
 
 
 
 
Activité 2B p 197 Spectre d’absorption de la chlorophylle
 
 
 
 
 
 
 
 
Expérience de fluorescence de la chlorophylle
 
 
 
 
 
 
 
Efficacité de la photosynthèse P198-199
 
 
 
 
 
 
 
Les pigments des feuilles (chlorophylle a et b, caroténoïdes) absorbent certaines radiations lumineuses (bleu et rouge) ;les radiations absorbées fournissent l’énergie nécessaire à la photosynthèse. C’est pourquoi ces pigments sont appelés pigments photosynthétiques.
 
Quelles sont les réactions de la photosynthèse ?
 
II- Les deux phases de la photosynthèse
 
1- Une réaction d’oxydo-réduction
 
La réaction globale de la photosynthèse s’écrit
 
6 CO2 + 12 H2O -> C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O
 
Elle se décompose en plusieurs réactions biochimiques catalysées par des enzymes et comprenant deux phases :
 
-Phase photochimique (à la lumière)
Oxydation de l’eau avec libération d’O2.
 
-Phase non photochimique (sans lumière)
Réduction du carbone du CO2 (C oxydé) pour la synthèse des glucides C6H12O6 (C réduit)
 
Comment ces phases ont-elles été mises en évidence expérimentalement ?
 
2-La phase photochimique
Ecrire les réactions
Rappel d’oxydo-réduction : red -> ox + ne- + mH+
 
 
 
H2O -> 1/2 O2 +2 H+ + 2e-
R + 2 H+ + 2 e- -> RH2
H2O + R -> 1/2 O2 + RH2
 
oxydation de l’eau
 
-Cette réaction s’effectue sans CO2
-Un accepteur d’électrons (R) ou réactif de Hill ou DCPIP est indispensable.
 
Durant la phase photochimique, les pigments photosynthétiques capturent les photons.
Ces pigments localisés dans la membrane des thylakoïdes sont associés à des enzymes et des protéines et constituent des photosystèmes.
Photosystème : complexe protéines-pigments photosynthétiques.
Au niveau des photosystèmes s’effectuent un ensemble de réactions d’oxydo-réductions qui permettent :
- l’oxydation de l’eau.
- la production d’O2.
- la production de composés intermédiaires réduits : coenzyme RH2.
- la production d’ATP = intermédiaire métabolique pour la synthèse des molécules du vivant, à partir d’ADP.
ADP + Pi -> ATP + H2o
- le transport d’électrons.
L’absorption de lumière constitue un apport d’énergie initial nécessaire à la réalisation des réactions d’oxydo-réduction.
 
Comment s’effectue l’incorporation et la réduction du CO2  ?
 
3-La phase non photochimique
 
Expérience de Calvin doc p 202
-Marquage du CO2 par C radioactif.
-Un suivi du C* est effectué. On constate qu’il s’incorpore dans les molécules organiques synthétisées. Chromatographie bidimensionnelle.
Cycle d’incorporation de du carbone.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dans le stroma, la phase non photochimique permet l’incorporation du C, la réduction du CO2 pour la synthèse de glucide.
 
Elle nécessite de l’ATP et des composés réduits RH2.
 
Que deviennent les produits formés ?
 
III-Exportation des produits de la photosynthèse
 
A-Mise en évidence des réserves.
Graines, fruits, organes souterrains.
 
Les composés glucidiques formés par la réduction du CO2 sont exportés vers le cytoplasme des cellules chlorophylliennes après un stockage temporaire dans le chloroplaste sous forme d’amidon.
 
Les produits de la photosynthèse permettent la synthèse de saccharose, constituant essentiel de la sève élaborée.
 
Tous les constituants du vivant sont aussi synthétisés :
-glucides
-lipides
-protéines
acides nucléiques
 
Le saccharose est exporté vers
-les zones de croissance
-les organes de réserve
-les parois cellulosiques et le bois.
Les zones non chlorophylliennes de la plante se comportent comme des parties hétérotrophes d’un être autotrophe.
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