Partie 1 : Energie et cellule vivanteIntroduction

Echanges métaboliques cellulaires au cours de la respiration(SVT 2de, éditions Hatier, 2000)

Pb : Comment les cellules chlorophylliennesproduisent-elles leur propre MO à partir de MM ?

Partie 1 : Energie et cellule vivante

Toutes les cellules ont besoin de molécules organiques, en particulier pour la production d’énergie cellulaire qui se réalise par la voie de la respiration. Or, les végétaux chlorophylliens ne prélèvent dans leur environnement que des matières minérales.

I. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

Conditions de la photosynthèse

LUMIERE

6 CO2 + 12 H2O + énergie lumineuse C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O

Partie 1 : Energie et cellule vivante

PARTIES VERTES DES FEUILLES

Feuilles d'élodée à l'obscurité à la lumière

TP1 : les conditions de la photosynthèse

1. les chloroplastes, organites spécialisés dans la photosynthèse

Chloroplastes(feuilles d'une mousse, Plagiomnium)

http://fr.wikipedia.org

Structure interne du chloroplaste

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

I. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

TP2 : les pigments foliaires

chlorophylles

caroténoïdes

Résultat d'une chromatographie des pigments foliaires d'une feuille d'épinard

Spectre total de la lumière blanche (A) et après passage dans solution de pigments (B)Spectre d'absorption des pigmentshttp://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/04-pigments.htm

Partie 1 : Energie et cellule vivante

Les chlorophylles absorbent essentiellement dans les longueurs d'onde bleues et rouges;

Les longueurs d'onde permettant la photosynthèse sont les bleues et les rouges;

Conclusion : les chlorophylles sont les pigments actifs pendant la photosynthèse.

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese-cours/04-pigments.htm

2. nature et propriétés des pigments foliaires

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

2. nature et propriétés des pigments foliaires

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

Existence de deux phases : 1. phase photochimique : dépendante de la lumière 2. phase chimique : indépendante de la lumière

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

Cf TP 3

3. la phase photochimique de la photosynthèse

0-120 sec : obscuritéPas de consommation d'O2

120-240 sec : lumièreconsommation d'O2, donc pas de phsy

240-380 sec : lumière + oxydantproduction d'O2, donc phsy

380-480 sec : obscurité + oxydantconsommation d'O2, donc pas de phsy

480-600 sec : lumière + oxydantproduction d'O2, donc phsy

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse

3. la phase photochimique de la photosynthèse

TP 3 : réaction de Hill0 - 3 min : obscuritépas de production d'O2, dc pas de phsy

3 - 6 min : lumièrepas de production d'O2, dc pas de phsy

6 - 9 min : lumière + oxydantproduction d'O2, donc phsy

9 - 12 min : obscurité + oxydantconsommation d'O2, donc pas de phsy

Partie 1 : Energie et cellule vivante

Interprétation Production d'O2, donc photosynthèse* nécessite présence conjointe d'oxydant + lumière.La lumière permet d'induire l'oxydation de la chlorophylle ; en présence d'un oxydant, celui-ci accepte les électrons provenant de la chlorophylle. Dans ces conditions, l'oxydation de l'H20 et donc la production d'O2 est possible. En absence de lumière ou d'oxydant, les phénomènes d'oxydation ne peuvent se réaliser.

* : sous réserve qu'aucun autre phénomène ne produise de l'O2 ; une expérience témoin avec uniquement oxydant + lumière + eau distillée (donc sans chloroplastes) aurait été nécessaire.

oxydant

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse3. la phase photochimique de la photosynthèse

Production :- de molécules réduites RH2 (stroma)- de molécules d'O2 (issues de la photolyse de l'eau)

Partie 1 : Energie et cellule vivanteI. La production d'énergie et de matière au cours de la photosynthèse3. la phase photochimique de la photosynthèse

Production :- de molécules réduites RH2 (stroma)- de molécules d'O2 (issues de la photolyse de l'eau)- de molécules d'ATP (au niveau de la membrane des thylakoïdes)

Enzyme : ATP synthase

La phase photochimique : bilan

localisation : membrane des thylakoïdes

conditions : présence de lumière, de H20 et d'ADP + Pi

Partie 1 : Energie et cellule vivante

localisation : stroma des chloroplastes

conditions : présence des composés réduits RH2 et de l'ATP (issus de la phase photochimique)+ CO2 atmosphérique

4. la phase chimique de la photosynthèse

Travaux de Gaffron (1951) : deux phases dans la photosynthèse

Partie 1 : Energie et cellule vivante

SVT TS Spé, édition Belin 2012

Partie 1 : Energie et cellule vivante4. la phase chimique de la photosynthèse

10 sec 60 sec

SVT TS Spé, édition Belin 2012

Partie 1 : Energie et cellule vivante4. la phase chimique de la photosynthèse

10 sec

C3

SVT TS Spé, édition Belin 2012

Partie 1 : Energie et cellule vivante

C5P2

4. la phase chimique de la photosynthèse

10 sec

C3

60 sec

Bilan de la photosynthèse :couplage entre les deux phases

phase photochimique phase chimique

Partie 1 : Energie et cellule vivante

Bilan de la photosynthèse : schéma bilan

SVT TS Spé, édition Nathan 2012

Bilan de la photosynthèse : schéma bilan

SVT TS Spé, édition Nathan 2012

Bilan de la photosynthèse : schéma bilan

Quelques expériences à interpréter ....

Expérience de Calvin et Wilson (1962)

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