Energie et cellule vivante : la photosynthèse - SVT Terminale S Spécialisation

Massacreur

Description

Ce très bon cours de SVT étudie les grands principes de la photosynthèse comme son mécanisme, le rapport entre la photosynthèse et la chlorophylle, etc.

Sujets

• Sciences de la vie et de la Terre
• SVT (homonymie)
• Terminal
• Cours
• SVT

Informations

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• Licence : En savoir +
  Paternité, pas d'utilisation commerciale, partage des conditions initiales à l'identique
• Langue: Français

Extrait



Thème 1 : Energie et cellule vivante


T«toutsysemèavivétngedchanmatelaetèieré'enedlveaierguiqcecuotne'lelI.ergèeedtsleis
couplagesénergétiques.»


Acquis de SVT
les végétaux chlorophylliens, par la photosynthèse, produisent de la matière organique à partir de matière
-
minérale et d’énergie lumineuse (2nde Thème 2)
-la photosynthèse permet l’entrée de matière minérale et d’énergie dans la biosphère (2nde Thème 2)
-lors d’un exercice physique, l’énergie est fournie par la respiration qui utilise le dioxygène et les nutriments (2nde

Thème 3)
- dans les écosystèmes continentaux, la productivité primaire repose sur la photosynthèse des plantes vertes.
(Quantification des flux d’énergie et de matière) (1èreS Thème2)

Ce qu’il faut savoir

Les végétaux chlorophylliens nécessitent de l’énergie solaire pour synthétiser leur propre matière grâce à la
photosynthèse. Cette matière est utilisée par les organismes non chlorophylliens. Les échanges gazeux
respiratoires présents chez nombre d’organismes sont un indice d’une libération d’énergie chimiqueà partir de la
matière. La contraction musculaire met en œuvre uneénergiemécanique. Il existe ainsi, à l’échelle de la biosphère
et des écosystèmes, unflux énergétiqueintimement lié auxcycles de la matièrepermettant de passer de
l’énergie lumineuse à l’énergie chimique et mécanique.
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-> Comment l’énergie lumineuse est-elle convertie en énergie chimique (matière organique avec l’exemple du glucose)
par les cellules chlorophylliennes ?
-> Comment cette énergie chimique (le glucose) fournit -utilisable par les cellules pour assurer leurselle de l’énergie

fonctions ? (synthèse d’ATP par respiration et/ou fermentation ; utilisation d’ATP par la cellule musculaire)

Comment la matière organique est-elle fabriquée par les végétaux chlorophylliens puis utilisée comme source
d’énergie par les cellules ?

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Chapitre 1 :La photosynthèse: de l’énergie lumineuse à l’énergie chimique

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Problématique :Soumis aux rayonnements solaires, les végétaux réalisent la photosynthèse dans leurs
parties chlorophylliennes. Ils synthétisent ainsi de la matière organique à partir d’eau, de sels minéraux et
de dioxyde de carbonemoC .e ulrodée sntmeèhesystnohotalp e’éch à ll ceelireula?
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1- La cellule chlorophyllienne et la photosynthèse

Les feuilles sont des organes spécialisées dans la réalisation de la photosynthèse. Elles utilisent l’énergie
lumineuse pour produire de la matière organique à partir de la matière minérale.
Oùalieulaphotosynthèsecheé’l àle celelairuilb.anuQle?snoets

Activité a : localiser la photosynthèse (fiche TP1)
Activité b : Photosynthèse et échanges gazeux (fiche TP1)
Activité c : Origine des atomes de la matière organique ( fiche TP1)

Les cellules chlorophylliennes contiennent des organites de couleur verte, les chloroplastes, qui synthétisent de
l’amidon en présence de lumière. Cette synthèse s’accompagne d’une consommation de dioxyde de carbone et d’un
rejet de dioxygène.
Ainsi on peut résumer l’ensemble des processus de la photosynthèse par l’équation bilan suivante




Le carbone contenu dans la matière minérale (CO2 atmosphérique) est utilisé pour synthétiser des molécules
organiques comme le glucose. Les glucoses peuvent être temporairement assemblés sous formed’amidon.

La molécule d’eau est scindée et donne le dioxygène libéré sous forme gazeuse, les atomes d’hydrogène participent
à ‘élaboration de la matière organique.

L’ensemble des réactions photosynthétiques peut se résumer à une oxydoréduction dans laquel le l’oxydation de l’eau
est couplée à la réduction du CO2. L’énergie nécessaire à la réalisation de cetteoxydoréduction est fournie par la
lumière.

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp08/0802001.html

2- chloroplastes, organites clés de la photosynthèseLes

La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes, organites caractéristiques de toutes les cellules
chlorophylliennes. loirg’oEqun ed nhc ssinaoitaestes plaslorot-ele.èsthynosotphaàltpeéaade

Activité 2a : Le chloroplaste, un organite compartimenté (fiche TP2)
http://dendro.cnre.vt.edu/forestbiology/photosynthesis.swf
http://www.youtube.com/watch?v=OF_F9cAvLlQ
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
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Chloroplaste (microscope électronique) Ultrastructure d'un chloroplaste
:

1-membrane externe 7-granum (thylakoïdes accolés)
2-espace intermembranaire 8-thylakoïde i ter-granaire (lamelle)
n
3-membrane interne (1+2+3: enveloppe) d'amidon 9-grain
 )4-stroma (fluide aqu
eux 10-ribosome
5-lumière du thylakoïde 11-ADN

6-membrane du thylakoïde 12otlglpsaeobul(gouttelette lipidique)


Activité 2b : Diversité des pigments chlorophylliens (fiche TP2)

- Séparation et mise en évidence des pigments(chromatographie sur papier ou sur lame de silice à partir de feuille d’épinard)
--rosboitpertca’d peSstÉ(d up éenxier as)idpm gnecatlieo n( EdxeApné reitm edn’at
t O) de l’intensité photosynthétique en éclairant avec différentes radiations lumineuses afin de
déterminer l’efficacité photosynthétique des radiations absorbées par les pigments (élodée) = animation :

http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/meta bo/photosynthese/014pigments.htm#engelman

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



 Les pigments photosynthétiques, leurs spectres d’absorption et d’action
Les chloroplastessont des organites spécifiques du règne végétal, caractéristiques des cellules
chlorophylliennesoù se déroule la photosynthèse. Le chloroplaste est constitué d’une double membrane,
comme les mitochondries, délimitant un espace interne appelémoasrtle. Dans le compartiment interne du
chloroplaste se trouvent de nombreux disques ousedïhytkola, qui, empilés, formentGelm)nura. Les
membranes de ces thylakoïdes sont très riches en protéines (transporteurs de protons, d’électrons,
ATPsynthétase) et pigments photosynthétiques, doncissus de l’expression du génome.
 Dsnapalporoyhuparéxshecnocleordheplcyhilllnuepasrntondteosrevéagaéltldb,easete
xanthophyles.noïdtedesoréteacIl existe également des chlorophylles c et des protéines (phycocyanine
etphycoérythrine) que l’on retrouve respectivement chez les cyanobactéries et les algues rouges.On
rencontre donc différents types de pigments dans un même végétal, mais certains sont spécifiques
d’une espècegétavéle(dépendant souvent du milieu de vie).
 On peut évaluer quantitativement l’action d’une radiation lumineuse sur la photosynthèse en mesurant, par
exemple, laquantité d’O2 libérée dans le milieu ou la quantité de CO2 absorbée, pour une radiation
lumineuse définie. Les résultats montrent clairement qu&#