La photosynthèse

THEME : LE SOLEIL, NOTRE SOURCE d’ENERGIE

Chapitre 5 : Une conversion biologique de l’énergie solaire : la photosynthèse

Rappels classe de 2de : Lors de sa croissance un végétal chlorophyllien produit sa propre matière organique (MO) à partir de matière minérale (H2O et CO2). Le végétal chlorophyllien utilise le Soleil comme source d’énergie c’est la photosynthèse :

6 CO2 + 6 H2O + lumière 🡪 C6H12O6 + 6 O2

La photosynthèse est donc le processus responsable de la transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique au niveau de la plante, autrement dit au processus permettant de synthétiser de la matière organique (sucres) à partir de la lumière du soleil. Cet ensemble de réaction chimique se déroule à l’intérieur des cellules des feuilles.

Comment un végétal chlorophyllien utilise cette énergie lumineuse provenant du Soleil à la surface de ses feuilles ?

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Activité 1 : Lieu de conversion de l’énergie solaire.

Consigne : A partir des documents ci-dessous, réaliser un schéma bilan fonctionnel du devenir de l’énergie lumineuse à la surface d’une feuille.

Pour cela, pour chaque document identifié les informations essentiels, chiffres compris.

Construire votre schéma :

- schématiser une feuille d’un végétal chlorophyllien

- utiliser des flèches (faites varier la taille et la couleur des flèches par ex.)

Que deviennent les rayons lumineux à la surface d’une feuille ?

Document 1 : Les rayons incidents sur un objet (p.106)

[pic 5]

Document 2 : Feuille de laurier palme éclairée par un faisceau de lumière blanche

[pic 6]

Doc 2 : Au niveau d’une feuille une partie de l’énergie lumineuse est diffusée (10 %) et l’autre partie est transmise à la feuille (27 %).

Document 3 : Absorption d’une solution de chlorophylle verte

[pic 7]

Doc 3 : On observe sur le spectre d’absorption de la solution de chlorophylle brute qu’il y a 3 bandes noires. L’une se situe au niveau des longueurs d’ondes 350 à 480 nm soit dans le violet-bleu, la seconde entre environ 660 à 720 nm dans le rouge et la dernière entre 740 et 800 nm c’est-à-dire l’infrarouge. Ces couleurs de la lumière blanche sont absorbées mais pas le vert et le jaune ce qui explique que la chlorophylle soit visible et de couleur verte.

Document 4 Obtention du spectre d’action photosynthétique d’un végétal

[pic 8]

Doc 4 : On constate que parallèlement à la forte absorption aux longueurs d’ondes correspondant au violet, bleu, rouge et l’infra rouge il y a un fort dégagement de dioxygène. Donc plus l’absorption est importante plus le dégagement d’O2 l’est aussi et ainsi la photosynthèse est intense. On remarque que les 2 courbes ne sont pas parfaitement alignées. On voit qu’il y a plus d’absorption que de rejet d’O2 vers les longueurs d’ondes du violet-bleu. Cela signifie qu’il y a une perte d’énergie et donc d’efficacité de la photosynthèse.

Document 5 Echauffement de la feuille

[pic 9]

Doc 5 : Une partie de l’énergie lumineuse est utilisée et est transformée en énergie chimique mais l’autre partie de cette énergie sert à l’évapotranspiration du végétal (45%). L’émission du rayonnement IR (17%).

Document 6 Produits issus de la photosynthèse chez différents végétaux

[pic 10]

Doc 6 : La photosynthèse ne produit pas uniquement des sucres mais aussi les lipides et des protides.

SCHEMA BILAN

[pic 11]

[pic 12]

Vidéo résumé : https://www.youtube.com/watch?v=COlmnoSaN-A

Quelle est l’importance de la photosynthèse à l’échelle de la planète ?

1. La photosynthèse à l’échelle de la planète

Activité 2 : L’importance de la photosynthèse au niveau de la planète

Situation : Des scientifiques de la Nasa observent la Terre depuis l’espace depuis de nombreuses années. Grâce aux données qu’ils mettent à notre disposition, vous allez pouvoir faire le lien entre l’importance de la photosynthèse à l’échelle planétaire et l’énergie solaire reçue.

Ressources à utiliser :

• Site https://neo.sci.gsfc.nasa.gov/
• Carte du monde à compléter
• Tableau à compléter

FICHE TECHNIQUE

Objectif : Comprendre le lien entre la répartition des végétaux et la photosynthèse à l’échelle de la planète

Aller sur le site https://neo.sci.gsfc.nasa.gov/ puis sélectionner « OCEAN » puis « chlorphyll concentration » (cette carte vous montre la concentration en chlorophylle (en mg/m3 ) d’eau de mer à une période donnée – cette chlorophylle est contenue dans de microscopiques végétaux aquatiques que l’on regroupe sous le terme de phytoplancton).

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