Thème 1 TS Spé Energie et cellule vivante eucaryote

A partir des documents proposés et vos connaissances, mettre en évidence que la phase photochimique de la photosynthèse correspond à une photo-oxydation de l’eau avec production de composés réduits et d’ATP au niveau des chloroplastes.

Document 1   : Observation de chloroplastes d’élodées au microscope optique et sa schématisation

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Activité 3   : La phase photo-chimique de la photosynthèse Thème

1Spé

Compétences travailléesNotions à construire

La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l'énergie lumineuse. Le chloroplaste est l'organite clé de cette fonction. La phase photochimique produit des composés réduits RH2 et de l'ATP.

Capacités Elaborer et Suivre un protocole Réaliser une préparation

microscopique Utiliser une chaine de montage

Exao Suivre une démarche scientifique

Attitudes

Faire preuve d’autonomie, de curiosité

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Document 2   : Observation de chloroplastes au microscope électronique

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Document 3   : Mise en évidence de dégagement de dioxygène par l’élodée en présence de lumière par Exao

Principe : La cuve du bioréacteur est remplie de fragments de feuilles d'élodée en présence d'hygrogénocarbonate de sodium (source de carbone).On effectue une séquence obscurité / lumière / obscurité, en mesurant la concentration en oxygène du milieu.

Interprétations : Photosynthèse brute (PB) = dioxygène produit par la photosynthèseRespiration (R) = dioxygène consommé par la respirationPhotosynthèse nette (PN) = dioxygène produit réellement

PN = PB - valeur absolue (R)

Document 4   : La photolyse de l’eau au niveau thylakoïde des chloroplastes

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Document 5   : Extraction de chloroplastes d’épinards

Peser 10 g de limbes de feuilles propres et fraîches d'épinard (2 grandes feuilles) puis découper les limbes en morceaux dans un mortier préalablement placé au réfrigérateur (on évite ainsi une dégradation des enzymes nécessaires aux réactions).Ajouter 3 mL de tampon tris-saccharose pH = 10,5 et commencer à broyer avec un peu de sableAjouter 25 mL de solution tampon phosphate saccharose (pH = 6,5) et continuer à broyer avec un peu de sable pendant au moins 2 minutes.Filtrer le broyat obtenu sur gaze (3 à 4 épaisseurs) et coton hydrophile afin de recueillir une quantité suffisante de filtrat (presser si nécessaire).Conserver la solution de chloroplastes à l’obscurité dans un erlenmeyer.Contrôler au microscope optique la présence de chloroplastes libres et l'absence de cellules foliaires intactes. Document 6   : Aide au P rotocole permettant de vérifier la nécessité d'un accepteur d'électrons lors de la phase photochimique de la photosynthèse.

Dans les conditions physiologiques, l’accepteur d’électrons noté R, situé dans les thylakoïdes, est réduit en RH2 : il accepte les électrons provenant de la photolyse de l’eau. Lors du broyage de cellules de feuilles les membranes des chloroplastes sont brisées, le contenu du stroma est dilué dans la solution et les membranes des hyaloïdes restent intactes, la quantité d’accepteur naturel R présente dans le filtrat récupéré est très donc très souvent insuffisante. On peut utiliser alors un accepteur d’électrons comme le réactif de Hill (Solution de potassium hexacyanoferrate K3Fe(CN)6 ou potassium ferricyanure à 0,2M soit 64,5 g/l) ou chlorure ferrique (FeCl3 à 50g/l) ou Dichloro 2.6 phénolindophénol (DCPIP à 1,59g/l).

Document 7   : Les expériences de Hill (1937)

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese/exp44.htmlhttp://blinks.free.fr/dossier_specialite/metabolisme/decouvrir/hill/protocole-reactiondeHill.pdf

Document 8   : Les conditions de la synthèse d’ATP par une suspension de chloroplastes

On réalise une série d'expériences, dont les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous, sur des solutions de chloroplastes.Des chloroplastes intacts, extraits de cellules, sont placés dans quatre milieux dont les conditions (composition et éclairement) diffèrent d'une expérience à l'autre. On prépare également un milieu sans chloroplastes. Dans chaque milieu, on cherche à mettre en évidence après quelques minutes la formation d'ATP.

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Document 9   : La synthèse de molécules énergétiques d’ATP

On note dans le stroma, suite aux réactions précédentes, l’augmentation de la concentration d’une molécule : l’ATP (Adénosine Tri Phosphate) dans certaines conditions.

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http://www.librairiedemolecules.education.fr/

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