ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE


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La photosynthèse, porte d'entrée de l'énergie solaire dans le monde vivant




Doc. 6
Photosynthèse et production primaire

La production primaire est la quantité de matière organique produite par unité de temps. Elle est réalisée par la photosynthèse, essentiellement par le phytoplancton dans les océans et par les végétaux terrestres sur les continents.
À l’échelle de la planète, les végétaux verts utilisent pour la photosynthèse environ 0,1 % de la puissance solaire totale disponible.

Photosynthèse et production primaire

Vocabulaire

Chlorophylles : pigments verts, présents chez tous les végétaux, capables de capter l’énergie lumineuse et de la convertir en énergie chimique.

Spectre d’absorption (ou de transmission) : courbe représentant la quantité de lumière absorbée (ou transmise) par un composé, en fonction de la longueur d’onde.
Spectres d’absorption, de transmission et de réflexion de la lumière reçue par une feuille de végétal chlorophyllien
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Spectres d’absorption, de transmission et de réflexion de la lumière reçue par une feuille de végétal chlorophyllien.

Ce que j’ai déjà vu

  • Le bilan de la photosynthèse, sa localisation et les échanges cellulaires associés

Questions

1. Doc. 1 et 2 Montrez que seule une partie de l’énergie solaire reçue est absorbée par les végétaux.


2. Doc. 1, 3, et 4 Montrez comment les pigments chlorophylliens des feuilles sont impliqués dans la photosynthèse.


3. Synthèse Expliquez comment une partie de l’énergie solaire est convertie en énergie chimique à l‘échelle planétaire.


Doc. 3
L’importance de la surface foliaire des arbres

Quelle peut être la surface aérienne d’un arbre de 40 m de haut ? Une estimation de 10 000 m² n’est certainement pas exagérée ; peut-être est-elle largement sous-estimée [...]. Pour un jeune oranger portant 2 000 feuilles, la surface externe est de 200 m2.
Françis Hallé, Éloge de la plante (2004).

Devenir de l’énergie incidente sur une feuille

Travaux pratiques : mise en évidence de la production de matière organique par la feuille.

    Bien éclairer une feuille de géranium ou de pélargonium pendant 48 heures.
    Placer la feuille dans l’eau bouillante pendant 10 minutes pour la décolorer.
    Puis la colorer directement par une solution d’eau iodée très concentrée.

Liste du matériel disponible :

  • feuilles ;
  • lampe ;
  • eau iodée très concentrée.

Doc. 4
Les conditions de la photosynthèse

Une feuille de pélargonium a été mise à la lumière avec un cache opaque pendant quelques jours et a subi les étapes du protocole ci-dessus. L’eau iodée est un colorant jaune orange qui devient violet foncé en présence d’amidon, un polymère de glucose.


Une feuille de pélargonium
Les conditions de la photosynthèse
Spectre d’absorption des pigments chlorophylliens et activité photosynthétique (spectre d’action)
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Spectre d’absorption des pigments chlorophylliens et activité photosynthétique (spectre d’action).

Doc. 2
Devenir de l’énergie incidente sur une feuille

Devenir de l’énergie incidente sur une feuille
L’évapotranspiration est la perte d’eau transformée en vapeur au niveau des feuilles. Ce changement d’état de l’eau consomme de l’énergie.

Doc. 5
La réaction de photosynthèse

Lors de la réaction de photosynthèse (équation ci-dessous), l’énergie lumineuse captée par la chlorophylle est convertie en énergie chimique, sous forme de matière organique. C6H12O6 est un sucre, le glucose.

La réaction de photosynthèse

Doc. 1
Absorption de l’énergie solaire

On mesure le pourcentage d’absorption de la lumière incidente par une solution de pigments chlorophylliens extraits de feuilles. L’activité photosynthétique pour une longueur d’onde donnée est mesurée par la quantité d’O2 produite.


La photosynthèse est le mécanisme cellulaire permettant aux végétaux de produire de la matière organique à partir de matière minérale. Cette production n’est possible qu’en présence de lumière.

➜ Comment l’énergie solaire est-elle captée puis convertie par les végétaux ?

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