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TP 3 LA PHASE PHOTOCHIMIQUE DE LA PHOTOSYNTHESE
Mise en situation et recherche à mener
Les pigments photosynthétiques contenus dans les chloroplastes sont à l’origine du processus photosynthétique. La capture des photons par ces
pigments aboutit à l’excitation des molécules de chlorophylle. Cette excitation, transmise de proche en proche, provoque finalement une oxydation
de la chlorophylle a « piège » et donc une libération d’un électron :
Chlorophylle excitée  chlorophylle+ + eOn cherche à montrer si le CO2 est l’oxydant récupérant cet électron après excitation de la chlorophylle par la lumière, permettant ainsi
l’oxydation de l’eau lors de la photosynthèse.
Ressources
-
Le réactif de Hill est un accepteur d’électrons (un oxydant)
Matériel :
- dispositif ExAO avec sonde O2
- réactif de Hill (ferrocyanure de K)
- tampon phosphate saccharose et tris saccharose
- mortier, pilon
- seringue
- paire de ciseaux
- éprouvette 25 mL
- entonnoir + support - erlenmeyer + alu
- pipette 10mL et propipette
- agitateur
- cristallisoir avec glaçons
- logiciel Datastudio et sa fiche technique - lampe
- feuilles d’épinards
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème
1) Proposer une démarche d’investigation permettant de déterminer si, dans les chloroplastes éclairés, le
CO2 est le composé oxydant récupérant l’électron émis par la chlorophylle excitée par la lumière.
Appeler le professeur pour vérifier votre proposition et obtenir la suite du sujet
Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables
2) Mettre en œuvre le protocole ExAO afin de montrer que, dans une suspension de fragments de
chloroplastes éclairés et malgré la présence de CO2, un oxydant intermédiaire (réactif de Hill) est
nécessaire pour que la photosynthèse ait lieu.
Appeler le professeur pour vérifier les résultats et éventuellement obtenir une aide.
Exigences
- Proposer un protocole réalisable et cohérent.
- Respect du protocole
- Bonne utilisation du matériel
- Matériel rangé, paillasse propre
- Utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel
Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer
3) Sous la forme de votre choix, traiter les données obtenues pour les communiquer.
Appeler le professeur pour vérification de votre production.
Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème
4) Exploiter les résultats afin de préciser si c'est le CO2 qui est le composé oxydant qui récupère
l’électron émis par la chlorophylle excitée par la lumière , permettant ainsi l’oxydation de l’eau lors de la
photosynthèse.
- Adaptation de l’échelle des axes au phénomène étudié
- Titre et légendes corrects
- Solution proposée en cohérence avec le pb.
Protocole d'utilisation du matériel
1) PREPARATION DE LA SUSPENSION DE CHLOROPLASTES ECLATES
· Découper en fines lamelles 4 feuilles d’épinards bien vertes dans le mortier sortant du réfrigérateur.
· Ajouter 7,5 mL de tampon tris-saccharose pH = 10,5 et un peu de sable.
· Commencer à broyer dans le mortier entouré de glace puis ajouter progressivement en cours de broyage 30 mL de solution tampon phosphatesaccharose pH = 6,5.
· Broyer fermement pendant au moins 2 minutes.
· Filtrer dans un erlenmeyer à l’aide d’un entonnoir garni de gaze (3 ou 4 épaisseurs).
. Presser pour obtenir le maximum de filtrat.
· Conserver la suspension de chloroplastes éclatés (thylacoïdes) ainsi obtenue à l’obscurité (erlenmeyer enveloppé de papier aluminium) et au froid
(cristallisoir rempli de glaçons) jusqu’au moment de la mesure.
· Vérifier la qualité de la suspension de chloroplastes éclatés au microscope : les membranes des chloroplastes sont lésées de telle sorte que le contenu du
stroma est dilué dans la solution mais les thylakoïdes sont intacts.
2) MESURE DE L’EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN DIOXYGENE DE LA SUSPENSION
· Verser 19 mL du filtrat dans l'enceinte du réacteur. Complétez éventuellement avec la solution tampon Phosphate saccharose pour éviter les bulles d’air
entre le bouchon et la solution. Réalisez le montage ExAO avec sonde oxymétrique.
· Remplir la petite seringue de réactif de Hill (2 mL) et la mettre en place dans le seul trou du bouché laissé ouvert. Ne pas l’injecter.
· Faire l’obscurité dans l’enceinte.
· Démarrer les mesures. Pensez à insérer un repère sur le graphe à chaque modification des conditions :
- 4 minutes à l'obscurité
- 4 minutes à la lumière
- injecter 2 mL du réactif de Hill (accepteur d'électrons), poursuivre l’enregistrement 4 minutes à la lumière
- Retour à l'obscurité pendant 4 minutes
- Lumière pendant 4 minutes