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Photosynthèse de feuilles rouges et panachées

France métropolitaine • Juin 2021

Photosynthèse de feuilles rouges et panachées

30 min

25 points

Intérêt du sujet • La plupart des plantes ont des feuilles vertes, mais certaines ont des feuilles rouges ou panachées. Celles-ci sont-elles capables d'effectuer la photosynthèse malgré leur couleur différente ?

 

Dans la nature, au printemps, on peut observer des plantes à feuilles vertes, des plantes à feuilles rouges, des plantes à feuilles panachées, c'est-à-dire vertes et blanches, rouges et blanches…

Pour réaliser la photosynthèse, les plantes à feuilles vertes captent l'énergie lumineuse grâce à des pigments, notamment les chlorophylles, présents dans les cellules de leurs feuilles. Ces chlorophylles sont responsables de la couleur verte de ces plantes.

On recherche les pigments que possèdent les plantes à feuilles rouges.

1. En vous appuyant sur les chromatogrammes du document 1 :

montrer que les feuilles rouges disposent de pigments permettant la photosynthèse ;

citer les pigments qui pourraient être responsables de la couleur rouge des feuilles des plantes à feuilles rouges.

document 1Chromatographie et chromatogrammes

La chromatographie est une technique qui permet, notamment, de séparer les pigments contenus dans une feuille. Pour cela, un morceau de feuille est écrasé sur une bande de papier (étape 1). La bande de papier est placée dans un solvant (étape 2) qui va entraîner les pigments vers le haut et les séparer.

On réalise deux chromatographies : un pour une feuille verte et l'autre pour une feuille rouge.

sci3_2106_07_01C_01

L'amidon est une molécule qui constitue une forme de stockage de la matière organique. Pour le produire, les plantes à feuilles vertes réalisent la photosynthèse. Les pigments chlorophylliens des plantes à feuilles rouges sont fonctionnels (ils permettent de réaliser la photosynthèse).

On se demande si les plantes à feuilles rouges produisent de l'amidon grâce à la photosynthèse en présence de lumière.

document 2Production et stockage d'amidon dans les différentes parties d'une plante à feuilles rouges

Avant de débuter l'expérience, il est nécessaire de s'assurer de l'absence d'amidon dans les feuilles des plantes. Pour cela, on laisse les plantes au moins deux jours à l'obscurité. Dans ces conditions, la photosynthèse s'arrête, les produits de la transformation de l'amidon sont distribués dans les autres parties de la plante.

document 3Dispositifs expérimentaux

Tableau de 5 lignes, 5 colonnes ;Corps du tableau de 5 lignes ;Ligne 1 : ; Expérience 1; Expérience 2; Expérience 3; Ligne 2 : Matériel de départLes plantes sont cultivées en présence d'eau et de sels minéraux.;  ; ; ; Ligne 3 : Protocole expérimental; Étape 1; Culture des 2 plantes pendant 3 joursà l'obscurité; Culture des 2 plantes pendant 3 joursà l'obscurité; Culture de la plante pendant 3 joursà l'obscurité; Ligne 4 : Étape 2; Culture pendant 6 h :à la lumière pour la plante rouge ;à l'obscurité pour la plante verte.; Culture pendant 6 h :à la lumière pour une plante ;à l'obscurité.; Culture pendant 6 hà la lumière; Ligne 5 : Étape 3; Prélèvement d'une feuille de chacune des plantesDécolorationen laboratoireTest à l'eau iodée; Prélèvement d'une feuille de chacune des plantesDécolorationen laboratoireTest à l'eau iodée; Prélèvement d'une feuille de la planteDécolorationen laboratoireTest à l'eau iodée;

Principe du test à l'eau iodée : l'eau iodée est un réactif jaune qui permet de mettre en évidence la présence d'amidon en se colorant en violet/noir en sa présence.

2. À l'aide des documents 2 et 3, indiquer sur votre copie l'expérience, parmi les trois proposées, qui permet de tester l'hypothèse : « La lumière est nécessaire pour que les plantes à feuilles rouges ­produisent de l'amidon grâce à la photosynthèse. »

Justifier votre choix.

On s'intéresse aux plantes à feuilles panachées : de couleur verte et blanche ou de couleur rouge et blanche.

document 4Tests à l'eau iodée sur différentes feuilles

Toutes les feuilles utilisées ci-dessous sont issues de plantes placées dans des conditions favorables à la photosynthèse : en présence de lumière, d'eau et de sels minéraux.

Les parties blanches des feuilles ne contiennent pas de pigments.

sci3_2106_07_01C_03

3. En vous aidant de tous les documents du sujet :

a) Donner les résultats attendus des tests à l'eau iodée pour les feuilles des quatre expériences du document 4 (en réalisant des schémas légendés et/ou en rédigeant un texte).

b) Expliquer la production d'amidon ou son absence dans les différentes parties des feuilles.

 

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Tableau de 4 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 4 lignes ;Ligne 1 : Document 1 • Chromatographie et chromatogrammes; Le texte explique la technique de chromatographie ; les schémas montrent le dispositif expérimental ainsi que les résultats pour une feuille verte ou une feuille rouge.La chromatographie de la feuille verte sert de témoin pour une feuille effectuant la photosynthèse.; Ligne 2 : Document 2 • Amidon dans une plante à feuilles rouges; Le texte précise la manière dont l'expérience peut débuter après s'être assuré de l'absence d'amidon dans les feuilles.; Ligne 3 : Document 3 • Dispositifs expérimentaux; Le tableau présente trois protocoles expérimentaux.Surligne, avec des couleurs différentes, les conditions différentes (la présence de lumière ou non).; Ligne 4 : Document 4 • Tests à l'eau iodée sur différentes feuilles; Le tableau présente les quatre types de feuilles testées à l'eau iodée après avoir été éclairées.Repère les couleurs des différentes parties des feuilles afin de déduire si la photosynthèse et la production d'amidon y sont possibles.;

Répondre aux questions

 1. Compare les résultats des deux chromatographies. Attention, il y a deux questions, tu dois montrer que les pigments nécessaires à la photosynthèse sont présents dans les feuilles rouges et expliquer quels pigments peuvent leur donner la couleur rouge.

 2. Compare les conditions expérimentales afin de mettre en évidence les facteurs qui varient ; il s'agit de ceux qui sont testés.

 3. a) Dans un premier temps, imagine les résultats des tests à l'eau iodée des quatre expériences.

b) Explique s'il y a production ou non d'amidon dans les différentes parties des feuilles. Pour cela, fais un lien entre pigments, photo­synthèse et production d'amidon.

1. La chromatographie est une technique qui permet de séparer les différents pigments d'une feuille. Le document 1 montre notamment les pigments impliqués dans la photosynthèse sur les résultats des chromatographies. Ce sont les xanthophylles, les carotènes et les chlorophylles a et b présents dans les feuilles vertes. D'après les résultats comparés des deux chromatographies, on voit que les feuilles rouges contiennent aussi ces pigments, ainsi que des anthocyanes qui ne sont pas impliqués dans la photosynthèse.

Tous les pigments permettant la photosynthèse sont présents aussi bien dans les feuilles vertes que dans les feuilles rouges.

Seuls les anthocyanes sont en plus dans les feuilles rouges et peuvent être responsables de la couleur rouge, puisque c'est la seule différence entre les feuilles rouges et les feuilles vertes.

2. L'amidon est une molécule de stockage de la matière organique produite par photosynthèse. D'après le document 2, on sait qu'au début de l'expérience, il n'y a pas d'amidon stocké car les plantes ont été privées de photosynthèse à l'obscurité pendant deux jours.

conseil

Les expériences doivent tester les plantes rouges et l'importance du facteur lumière.

La présence d'amidon est révélée par un test à l'eau iodée qui prend alors une couleur violet/noir.

En comparant les colonnes du tableau, on note que les étapes des protocoles expérimentaux sont identiques, sauf au niveau de la couleur des feuilles de la plante testée et de l'exposition à la lumière en étape 2.

L'expérience 1 teste à la fois la couleur des feuilles et l'exposition à la lumière, les résultats ne peuvent être exploitables car deux facteurs varient en même temps.

L'expérience 3 ne teste qu'une seule plante à feuilles rouges à la lumière, mais pas à l'obscurité. Il n'y a pas de facteur testé avec cette seule expérience.

L'expérience 2 teste deux plantes à feuilles rouges, l'une à la lumière et l'autre à l'obscurité. Ces résultats comparés permettront de savoir si la lumière est nécessaire aux feuilles rouges pour produire de l'amidon grâce à la photosynthèse.

C'est donc l'expérience 2 qui permet de tester l'hypothèse que la lumière est nécessaire pour que les feuilles rouges produisent de l'amidon grâce à la photosynthèse.

3. a) Résultats des tests à l'eau iodée des quatre expériences :

sci3_2106_07_01C_04

Couleur noir/violet : test positif à l'eau iodée, présence d'amidon

Couleur jaune : test négatif à l'eau iodée, absence d'amidon

b) D'après les documents 2 et 3, la production d'amidon se fait par photosynthèse.

D'après le document 1, pour réaliser la photosynthèse, les plantes captent l'énergie lumineuse grâce à des pigments, notamment les chlorophylles présents dans les cellules de leurs feuilles qu'elles soient vertes ou rouges. Il y a photosynthèse et production d'amidon dans les parties vertes ou rouges des feuilles qui contiennent les pigments nécessaires.

D'après le document 4, les parties de feuilles blanches ne contiennent pas de pigments et ne peuvent donc pas effectuer la photosynthèse et produire de l'amidon. Il y a absence d'amidon dans les parties blanches des feuilles panachées.

Comme la production d'amidon nécessite la présence des pigments impliqués dans la photosynthèse, la molécule d'amidon sera présente dans les parties vertes ou rouges et absente dans les parties blanches.

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