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2. Une réaction du métabolisme : la photosynthèse

La photosynthèse est la voie métabolique la plus importante sur Terre, puisqu’elle est à l’origine de...

Sommaire

Contexte et problématiqueQuestionnement ouvertQuestionnement guidé
DocumentsDoc. 1 Une expérience historiqueDoc. 2 Expérience sur une plante aquatiqueDoc. 3 Expérience sur un plant de géraniumDoc. 4 Protocole de mise en évidence de la production de matière organique par les chloroplastes
Savoir-faireInterpréter des résultats et en tirer des conclusionsGeste technique : réaliser une observation microscopique - Vidéo (2:07)Geste technique : monter un objet entre lame et lamelle - Vidéo (1:48)
Bilan et exercicesUne réaction du métabolisme : la photosynthèseLa photosynthèse - QCM

Contexte et problématique

La photosynthèse est la voie métabolique la plus importante sur Terre, puisqu’elle est à l’origine de la production de matière organique utilisée par la quasi-totalité des êtres vivants.
Comment la voie métabolique de la photosynthèse est-elle à l’origine de la production de matière organique ?

Questionnement ouvert

À partir de l’exploitation des résultats des diverses expériences, écrire l’équation bilan de la photosynthèse et déterminer où se déroule cette voie métabolique, ainsi que les conditions nécessaires à sa réalisation.
Liste des documents
Doc. 1 Une expérience historique
Doc. 2 Expérience sur une plante aquatique
Doc. 3 Expérience sur un plant de géranium
Doc. 4 Protocole de mise en évidence de la production de matière organique par les chloroplastes
Doc. 5 Résultats du protocole de l’observation de la production de matière organique par les chloroplastes
Doc. 6 Une enzyme de la photosynthèse

Questionnement guidé

1.À partir des docs 1 à 3, déterminer les conditions, substrats et produits de la réaction de photosynthèse.
2.Écrire l’équation bilan de la photosynthèse.
3.Réaliser le protocole du doc. 4 et utiliser le doc. 5 afin de déterminer le lieu où se déroule la photosynthèse.
4.À l’aide du doc. 6, montrer l’importance des enzymes dans le métabolisme.
Liste des documents
Doc. 1 Une expérience historique
Doc. 2 Expérience sur une plante aquatique
Doc. 3 Expérience sur un plant de géranium
Doc. 4 Protocole de mise en évidence de la production de matière organique par les chloroplastes
Doc. 5 Résultats du protocole de l’observation de la production de matière organique par les chloroplastes
Doc. 6 Une enzyme de la photosynthèse

Documents

Doc. 1 Une expérience historique

Une plante est placée sous une cloche hermétique. Une bougie est allumée, puis placée sous la cloche.
Le schéma ci-dessous présente les résultats au bout d’un certain temps sous la cloche (même temps pour les deux montages).
Remarque: la combustion a besoin de dioxygène pour se dérouler.

Doc. 2 Expérience sur une plante aquatique

Une expérience consiste à placer une plante aquatique sous un entonnoir, dans une cuve d’eau du robinet. Un tube à essai permet de récupérer le gaz produit par le végétal. Dans un premier montage, on éclaire le végétal ; dans un deuxième temps, le végétal est à l’obscurité. Il y a production d’un gaz à la lumière. Un test d’identification permet de conclure qu’il s’agit de dioxygène.
On fait une nouvelle expérience, à la lumière, en changeant les conditions du milieu.
A : Eau de laquelle on a extrait le CO2dissout.
B : Eau du robinet (contient du CO2dissous).
C : Solution d’hydrogénocarbonate de sodium (ajout d’une forte source de CO2).
Les résultats après quelques heures sont présentés ci-dessous.
Remarque :la réaction se déroulant chez les végétaux verts consomme de l’eau (H2O) mais la mise en évidence expérimentale de cette consommation est difficile.

Doc. 3 Expérience sur un plant de géranium

On dispose un cache noir sur une feuille de géranium exposée plusieurs heures à la lumière (A).
On immerge la feuille quelques minutes dans de l’eau bouillante (B).
On recouvre la feuille décolorée d’eau iodée concentrée (C).
Remarque :l’eau iodée fait apparaître une coloration bleue-noire en présence d’un sucre, l’amidon (sucre complexe composé d’un assemblage de molécules de glucose).

Doc. 4 Protocole de mise en évidence de la production de matière organique par les chloroplastes

Matériel
  • Feuilles d’élodée du Canada qui ont été exposées à la lumière plusieurs heures.
  • Feuilles d’élodée du Canada qui ont été privées de lumière plusieurs heures.
  • Eau iodée : colorant brun clair qui provoque l’apparition d’une coloration bleue-noire en présence d’un sucre (l’amidon).
  • Pince.
  • Lames/lamelles.
  • Microscope.
Protocole
1.Prélever, grâce à la pince, une feuille de chaque plant d’élodée.
2.Déposer chaque feuille sur une lame différente.
3.Ajouter une goutte d’eau iodée sur chaque feuille.
4.Attendre quelques minutes.
5.Déposer une lamelle sur chaque feuille.
6.Observer chaque lame.
Sécurité

Savoir-faire

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions

Ce que cela signifie
Interpréter un résultat consiste à donner la signification d’un résultat d’expérience, de modélisation ou d’observation en lien avec ses connaissances ou avec des informations utiles à leur compréhension.
Tirer des conclusions implique d’induire à partir des résultats une règle généralisable et, si la démarche mise en œuvre l’impose, de valider une hypothèse.
Comment je dois faire
Pour interpréter les résultats, je dois les citer, les ordonner, les comparer, puis les mettre en lien avec des connaissances pour les expliquer. Il est ensuite possible de répondre au problème posé et de valider une ou des hypothèses explicatives.
Ce que l’on attend de moi
L’interprétation des résultats est réussie si leur mise en relation permet de formuler une conclusion argumentée scientifiquement.
La conclusion est réussie si elle répond scientifiquement correctement au problème posé.

Geste technique : réaliser une observation microscopique - Vidéo (2:07)

Geste technique : monter un objet entre lame et lamelle - Vidéo (1:48)


Bilan et exercices

Une réaction du métabolisme : la photosynthèse

Une cellule végétale peut produire de la matière organique (molécule à base de carbone, oxygène et hydrogène) à partir de matière inorganique (le CO2).
Cette voie métabolique s’appelle laphotosynthèseet se déroule en présence d’énergie lumineuse.
L’équation bilan de la photosynthèse est : 6CO2+ 6 H2O 
->
C6H12O6 (glucose) + 6 O2
Celle-ci se déroule dans leschloroplastes(organite), en présence delumièreet d’enzymes, des macromolécules qui facilitent les réactions chimiques.
Lesvégétaux vertsréalisent doncdeux grands types de réactions du métabolisme : la respiration et la photosynthèse, grâce aux organites et enzymes spécialisés qu’elle contient.

La photosynthèse - QCM