T SP act C9-1 photosynthèse

SVT – T SP

Activité C9-1 Le processus cellulaire de la

photosynthèse

Durée 2h

TP guidé

Mise en situation et objectifs Lescelluleschlorophylliennesdesplanteseffectuent laphotosynthèse,unprocessusquipermet laproductiondematièreorganique.Lebilandelaproductiondeglucoseparphotosynthèsepeuts’écriresouslaformesuivante:

6CO2+6H2Oé"#$%&#()*&"#)+#,------------.C6H12O6+6O2

CO2: dioxydedecarbone,ungazinorganiqueprésentdansl’atmosphèreH2O eauinorganiqueprovenantlesolC6H12O6 glucose,moléculeorganique(comportantunechaînedecarbones),contenantde l’énergiechimiquesousformedeliaisonsC-CO2 dioxygèneinorganiqueOn cherche à comprendre par quels mécanismes cellulaires l’énergie lumineuse est captée ettransforméeenuneformed’énergiechimiquecontenuedansdesmoléculesorganiques.

Production attendue Parbinôme:RésultatdelachromatographieavectitreetlégendesTexteFiche-réponsecomplétée

La captation de la lumière

Objectifsdeconnaissance PigmentsphotosynthétiquesetphasesdelaphotosynthèseObjectifsdeméthode Realiserunechromatographiedepigmentsvegetaux.

ET tudieret/oumettreenœuvredesexperienceshistoriquessurlaphotosynthese.

Critères de réussite Barème

Étape 1 À l’aide du protocole fourni (ressource 1)réalisez l’extraction et la séparation despigments foliaires par chromatographie.Identifiezlespigmentsobtenus.

Respectdesrèglesd’hygiène/sécuritéRespectduprotocoleSoin,propreté,rangementdupostedetravailObtentiond’unrésultatexploitableRésultatlégendéenrelationavecledocumentfourni

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Étape 2 À l’aide des documents p.182, indiquezprécisémentlalocalisationdeschlorophyllesaetbdansunecellulechlorophyllienne.

MiseenrelationdesdifférentsdocumentsLocalisationexacteetprécise(sansjustifier)

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Étape 3 Àl’aidedesdocuments6et7p.183,montrezque les pigments photosynthétiques sontbienresponsablesdelacaptationdel’énergielumineuse dans le processus dephotosynthèse

MiseenrelationdesdeuxspectresLasignificationdechaquespectreestindiquéedanslaréponse

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Le lieu de synthèse des premières molécules organiques

Un processus en deux phases

Étape 5 Ledocument2p.184présentelesrésultatsd’une série d’expériences historiquesobtenus grâce à des dispositifs présentésdanslaressource3.Montrezquel’ensembledes résultats obtenus par les chercheurssuggère que la photosynthèse est unprocessus qui comporte deux phasesdistinctes,chacuneresponsabledecertainestransformations chimiques que vouspréciserez.

Identificationdesdeuxphases;desprincipauxréactifsetproduitsdechaquephaseJustification à l’aide des résultatsexpérimentaux

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Étape 6 À l’aide du «mémo» page 184, écrivezl’équation-bilan de l’oxydation d’unemolécule d’eau; puis montrez que cetteoxydationpeutpermettrelaréductiond’uneautremolécule.

Équation-bilancorrecteetéquilibréeMiseenrelationavecle«mémo»

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Étape 7 À l’aide du «mémo» page 184, identifiez,dansl’équationgénéraledelaphotosynthèse(mise en situation), les molécules qui sontréduiteslorsduprocessusdephotosynthèse.

Identificationducritèrepour reconnaîtreunemoléculeréduite

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Étape 8 Résumez brièvement par écrit les deuxphasesdelaphotosynthèseetcomplétezleschémade la fiche-réponseafindemontrercommentellessecomplètent.

Deuxphases identifiées et lien entre les deuxphasesidentifiéRédactionclaireetcorrecte(fiche-réponse)réponsescomplètesetexactes

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Étape 4 pour les plus rapides Àl’aidedesdocumentsfournis(ressource2et doc 3 p.185) indiquez précisément, envous justifiant, la nature des moléculesorganiques produites par photosynthèse etleur localisation. Dans cette expérience, lesmoléculessontrévéléesauboutd’untempstrèscourt;ellesfontdoncpartiedestoutespremières molécules organiques obtenuesparphotosynthèse

ExploitationcorrectedurésultatexpérimentalAuniveaucellulaireMiseenrelationdesdocumentsMoléculesetleurlocalisationidentifiées

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Durée 2h

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Ressource 1

Extraction des pigments foliaires Matériel • Feuillesd’épinard• Ciseauxfins,mortier+pilon• Éthanol• Entonnoiretpapierfiltre• Potenceetpetitbécher• Tigedeverre(agitateur)• Pipette• Spatule• Bandedepapieràchromatographie• Éprouvetteàchromatographie• Compte-gouttes• Sèche-cheveux• BlouseProtocole d’extraction des pigments 1. Avecdesciseauxfins,découpezlafeuillefourniedanslemortier,enmorceauxaussipetitsque

possible.2. Ajoutezunecuillerdesablefinetbroyezletoutàl’aidedupilon.Lesablecasselesparoisetles

membranes.3. Ajoutezunpeud’éthanol(quelquesml)etcontinuezàbroyerpourmettreensolutionles

pigmentsfoliaires.4. Mettezenplacel’entonnoirau-dessusdubécheretunpapierfiltredansl’entonnoir5. Àl’aided’unespatule,déposezlebroyatdanslepapierfiltreplacédansl’entonnoir6. Versezunepetitequantitédesolvantd’extractiondemanièreàcequelesolvant«passe»dans

toutlebroyat(20mldesolvantmaximum,moinsvousenutilisezmieuxc’est).Attentionànepasdéchirerlepapierfiltre

7. Lefiltratobtenudanslebéchercontientlespigmentsphotosynthétiquesdelafeuille.8. N’oubliezpasdenettoyervotreposte.

Résumérapideduprotocoled’extractiondespigmentsfoliaires

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Protocole de séparation des pigments foliaires par chromatographie 1. Suspendezlabandedepapieràchromatographieaubouchondel’éprouvetteàchromatographie

sansl’abîmer.2. Déposez1,5cmdesolvantdechromatographiedansl’éprouvetteàchromatographie.

Sansfairetremperlabandedepapierdanslesolvant,vérifiezàquellehauteurdelabandedepapierarrivera leniveaudusolvantetmettezunpetitrepèreaucrayonsur lecôtéde labandedepapieràcettehauteur.

3. Àl’aideducompte-gouttes,déposezunegouttedevotresolutiondepigmentsfoliairesà0,5cmau-dessusdevotrerepère.Séchez lagouttesans ladéplaceraumoyendusèche-cheveuxpuisajoutezunesecondegouttepar-dessuslapremière;recommencezdeuxfoispouravoirundépôtnetetsombre.

4. Mettezenplacelabandedepapierdanslesolvantdechromatographieenfermantl’éprouvette.Labandedoittremperdanslesolvantetnedoitpastoucherlesbordsdel’éprouvette.Unedizainedeminutessontnécessairespourquelesolvantmontedanslabandedepapieretentraîneaveclui les différents pigments. Les pigments vont migrer plus ou moins loin en fonction de leursolubilité.Celapermetdelesdistinguer.

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Durée 2h

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Ressource 2

Ressource 3 dispositifs pour l’étude de la photosynthèse à l’échelle moléculaire

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Durée 2h

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Aides envisagées Étape1 Aidesmineurespourlebroyageetlefiltrage,lamiseenplacedelachromatographie

(seuleaidemajeure:dessinerlerésultatattenduoudocdesecours)Étape2 -Étape3 Questionspourretrouverlasignificationd’unspectred’absorption/d’action(1èreEnSci)Étape4 RappeldelanécessitédecomparerletestetsontémoinÉtape5 Question:pourquoiutilise-t-ondel’eaulourde?duCO2dontleCestmarqué?

AideràbiendistinguerleniveaumoléculaireetleniveauatomiqueÉtape6 Aide:ilfautéquilibrerl’équationavecdesprotonsetdesélectrons,laneutralitéélectrique

doitêtrerespectéeÉtape7 Aide:commentéquilibrerélectriquementungaind’électrons?Étape8 Aide:lepouvoirréducteurreprésenteuneformed’énergie