Compte rendu du travail pratique de bioenergentique

Sommaire

I. Introduction : 3

II. Matériels et méthodes 4

1. Matériels utilisés : 4

2. Modes opératoires : 5

III. Résultats 8

1. Spectroscopie 8

2. Activité photosynthétique : 8

IV. Discussion 9

1. Spectroscopie : 9

2. Activité photosynthétique : 10

V. Réponses aux questions 10

A. Calcul des concentrations d’accepteur et donneur d’électrons et de l’herbicide dans la cuve de mesure 10

A. Avec quels intermédiaires réactionnels photosynthétiques pourraient interagir les donneurs et accepteurs d’électrons artificiels : 11

Ils pourraient interagir avec des intermédiaires tels que : la plastoquinone, la plastocyanine, le core complexe mais aussi avec les cofacteurs et protéines de Cytb6/f. 11

B. Comparer « l’efficacité » des accepteurs, ferricyanure et DCBQ. Donner un schéma du transfert d’électron en présence de ferricyanure et DCBQ 11

C. Pourquoi est –il nécessaire de déterminer la concentration de Chl par l’extraction en acétone ? 11

D. Pourquoi la membrane de Téflon est –elle indispensable pour l’électrode de Clark ? 11

VI. Conclusion 11

VII. Annexes 12

I. Introduction :

La photosynthèse est un processus biologique qui permet aux plantes supérieures et à des bactéries de synthétiser de la matière organique avec de la lumière comme source d’énergie. Elle se déroule en 2 phases :

 Une phase lumineuse, qui grâce à l’énergie apportée par les des photons entraine une cascade de réactions d’oxydoréduction conduisant à la réduction du NADP+ en NADPH tout en transformant l’H2O en O2. Ces réactions se produisent dans la membrane thylakoide du chloroplaste ou se trouve les principaux composants de la chaine photosynthétique : le photosystème I et le photosystème II, reliés par une plastoquinone, la plastocyanine et le complexe membranaire cyt b6/f. C'est dans le photosystème II, que se déroule l'oxydation de l'eau en oxygène grâce aux photons absorbés. Ceci crée une force protonmotrice et une source d'électron. C'est à partir de cette force que l'on a pu mesurer l'activité photosynthétique des thylakoïdes.

 Une phase obscure, permettant la réduction de CO2 en sucre grâce au cycle de kelvin. Elle stocke de l'énergie sous forme de sucres en utilisant le NADPH et l'ATP apportés par la phase lumineuse.

En effet, le but de ce travail pratique a été de mesurer l’activité photosynthétique chez les plantes supérieures.

Pour cela, les membranes Thylakoïdes de chloroplastes ont été isolé afin de mesurer leur activité photosynthétique en présence ou absence d'un accepteur d'électron artificiel, et avec ou sans herbicide, en utilisant l’électrode de Clark qui est formée d’une cathode de platine et d’une anode d’argent entre lesquelles on maintient une différence de potentiel , cette différence de potentiel électrique d’environ -0,65V entre les électrodes entraine la réduction de l’oxygène présent dans la solution. Les réactions au niveau des électrodes sont les suivantes :

Anode (+) Ag: 4Ag + 4Cl→4AgCl+4e

Cathode (-) Pt: 2H+2e+O →HO

Reaction global: 4Ag+4Cl+4H+O→4AgCl+2HO

Les électrons échangés avec les électrodes donnent lieu à un courant électrique qui sera proportionnel à la concentration en Oxygène présent dans la solution. La variation de ce courant en fonction du temps est visualisée sur un enregistreur.

II. Matériels et méthodes

1. Matériels utilisés :

Spectrophotomètre :

Un spectrophotomètre est un appareil qui permet de mesurer l'absorbance d'une solution à une longueur d'onde donnée ou sur une région donnée du spectre. Pour se faire on mesure le zéro d'absorbance grâce à une cuve témoin contenant seulement la solution tampon. Une fois le zéro d'absorbance fait on place la 2ème cuve contenant la solution qui nous intéresse (cf. figure1).

Electrode de Clark : formée d'une cathode de platine et d'une anode d'argent entre lesquelles on maintient une différence de potentiel (de 0,65V) qui réduit l'oxygène présent dans la solution en H2O (soit l'inverse de la phase lumineuse de la photosynthèse). Une membrane de Téflon sépare les électrodes et la solution de sel du compartiment de mesure.

Celle-ci est perméable à l'oxygène mais imperméable à l'eau et aux ions dissous. Elle isole la solution de chlorure de potassium du milieu d'expérience. La mesure se fait sous la membrane dans l'électrolyte. Elle est donc particulièrement importante.

Nous avons également utilisé :

Feuilles d’épinards

• Pipetman

• P1000, P200, P20

• Tubes eppendorf

• Fiole jaugée

• Cuves spectrométrie

• Agitateur

• Balance de précision

• Mixer plongeant (pour broyer les épinards)

• Filtres en Nylon

• Filtre en papier

• Centrifugeuse (avec tubes à centrifuger)

Pour la préparation de ces solutions, nous avons utilisé deux formules :

m = C.V.M

Avec m : masse en g

M : Masse moléculaire en g/mol

Cf : Concentration finale en mol/L

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