La photosynthèse, source de matière et d’énergie

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Classe(s) : 1re Générale | Thème(s) : La photosynthèse, une conversion biologique de l’énergie solaire


À la base du fonctionnement des organismes chlorophylliens, la photosynthèse tire profit de l’énergie lumineuse pour accomplir des réactions biochimiques permettant la synthèse de matière organique.

I La photosynthèse, une conversion énergétique

1 Définition de la photosynthèse

La photosynthèse correspond à la synthèse de matière organique à partir de matière minérale et d’énergie lumineuse selon la réaction suivante :

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Les gaz prélevés (CO2) ou rejetés (O2) dans l’atmosphère lors de la photosynthèse transitent par les feuilles, dont la surface est criblée de points d’entrée et de sortie appelés stomates.

L’énergie lumineuse indispensable aux réactions de la photosynthèse est captée par les cellules végétales chlorophylliennes des feuilles. Les pigments chlorophylliens, dont la chlorophylle, sont localisés à l’intérieur d’organites appelés chloroplastes.

L’eau et les sels minéraux sont prélevés dans le sol par les racines.

2 Spectres d’absorption et d’action photosynthétique d’un végétal

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Doc Spectre d’absorption des pigments chlorophylliens et spectre d’action de la photosynthèse

La superposition du spectre d’absorption des pigments chlorophylliens et du spectre d’action de la photosynthèse montre que ce sont ces pigments qui captent l’énergie des photons de certaines longueurs d’onde.

Les rayonnements absorbés par les pigments chlorophylliens se situent dans des gammes de longueurs d’onde correspondant aux couleurs rouge et bleu.

La photosynthèse correspond à une conversion d’énergie lumineuse en énergie chimique, en permettant la synthèse de matière organique.

II La photosynthèse, base du fonctionnement des écosystèmes

Au sein d’un écosystème, la photosynthèse permet l’entrée de matière minérale en stockant de l’énergie sous forme chimique au sein des molécules organiques. Premier maillon de la chaîne de production de matière organique dans l’écosystème, les végétaux sont qualifiés de producteurs primaires. Ils sont dits autotrophes, car ils produisent leur propre matière organique.

Toute la matière produite par les végétaux par unité de temps est appelée productivité primaire : il s’agit principalement des glucides de type glucose et amidon, mais aussi d’autres types de molécules organiques.

Les maillons suivants de l’écosystème, appelés consommateurs, se nourrissent de la matière organique déjà présente dans l’écosystème et provenant directement ou non des végétaux. Ils sont dits hétérotrophes.

Zoom

La productivité primaire vue par satellite

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Les données des satellites Terra et Aqua de la Nasa conçus pour récupérer des données biologiques et climatiques permettent de visualiser la productivité primaire nette de la Terre par photosynthèse .

On remarque que les forêts intertropicales sont les zones les plus productives. L’océan, bien qu’en apparence faiblement productif, l’est presque autant que les continents du fait de son immense surface.

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