La photosynthèse, métabolisme producteur de matière organique

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Classe(s) : Tle Générale | Thème(s) : L’organisation fonctionnelle des plantes et production de matière organique


La plante convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique par photosynthèse. Celle-ci permet la production de matière organique servant à la croissance de la plante.

I La captation de lumière par les pigments

La feuille est constituée d’un tissu de cellules chlorophylliennes, riches en chloroplastes. Ces organites sont emplis de vésicules, les thylakoïdes, dont la membrane contient des pigments comme la chlorophylle ou le carotène qui sont regroupés dans des structures nommées les photosystèmes.

Les pigments sont des molécules excitables par la lumière. Leur excitation est à l’origine d’une cascade de réactions aboutissant à la photolyse de l’eau et à la libération de dioxygène : c’est la phase photochimique.

mot clé

Photolyse : dégradation d’une molécule sous l’effet de la lumière.

Doc Structures impliquées dans la captation de lumière

06464_C04_04

II La synthèse de matière organique

L’énergie produite au cours de la phase photochimique est réinvestie au cours d’une phase chimique lors de laquelle une succession de réactions aboutira à la production de glucides à partir de l’assimilation du dioxyde de carbone. Pour que la photosynthèse soit opérationnelle, les phases chimiques et photochimiques doivent être couplées.

Le principal glucide produit par la photosynthèse est le glucose, mais d’autres « sucres » sont élaborés comme le fructose, le saccharose… Ces glucides sont ensuite acheminés dans toute la plante au moyen de la sève élaborée.

Méthode

Mettre en évidence le rôle des pigments photosynthétique

Les pigments sont des molécules complexes dont la structure chimique permet une absorption de lumière. L’excitation du pigment par la lumière est à l’origine de la phase photochimique de la photosynthèse.

À l’aide des documents, montrer en quoi les pigments sont impliqués dans le déroulement de la photosynthèse.

Doc 1 Chromatographie d’une feuille d’épinard

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Doc 2 Superposition du spectre d’action photosynthétique et des spectres d’absorption des pigments de l’épinard

06464_C04_06

Conseils

Étape 1 Déterminer la composition pigmentaire de l’épinard au moyen du document 1.

Étape 2 Déterminer le spectre d’absorption des pigments de l’épinard au moyen du document 2.

Étape 3 Mettre en relation vos observations avec le spectre d’action photosynthétique et conclure.

Solution

Étape 1 La feuille de l’épinard comporte en majorité des pigments verts (chlorophylles a et b) et quelques pigments jaune orange (carotènes, xantophylles).

Étape 2 Les longueurs d’onde absorbées par les pigments de la feuille d’épinard sont essentiellement situées entre 400 et 540 nm (violet-bleu-vert) et entre 650 et 700 nm (rouge).

Étape 3 Le spectre d’action photosynthétique se superpose au spectre d’absorption des pigments chlorophylliens de la feuille d’épinard. Les pigments de la feuille contribuent donc à la photosynthèse en absorbant des longueurs d’onde spécifiques.

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