Écosystème et relations trophiques

1. Un écosystème comprend des êtres vivants
et des facteurs abiotiques
●Un écosystème est un ensemble constitué d’un biotope et d’une
biocénose.
●Le biotope regroupe tous les éléments physico-chimiques du milieu de
vie et la biocénose est l’ensemble des êtres vivants peuplant ce biotope.
●Dans un écosystème, les êtres vivants dépendent les uns des autres ; des
relations alimentaires s’établissent entre eux : ce sont les relations tro-
phiques. Elles peuvent regrouper plusieurs chaînes alimentaires c’est-à-dire
divers transferts de matière depuis les producteurs jusqu’aux consomma-
teurs. La place d’un être vivant dans une chaîne alimentaire représente
son niveau trophique.
2. Producteurs, consommateurs et cycle du carbone
●Les producteurs primaires sont les végétaux chlorophylliens; ils sont
autotrophes et utilisent le CO2atmosphérique comme source de carbone
pour la production de matière organique. Pour réaliser cela, ils utilisent
l’énergie lumineuse produite par le Soleil : c’est la photo-autotrophie. Ils
sont à la base de la production de matière.
●Les consommateurs (ou producteurs secondaires) ne peuvent pas synthé-
tiser de matière organique carbonée à partir de matière minérale : ils sont
hétérotrophes pour le carbone. Ils utilisent la matière organique formée par
les végétaux autotrophes pour synthétiser à leur tour leur propre matière
organique. Il existe différents niveaux de consommateurs.
●Tous les êtres vivants décomposent la matière organique le long des
chaînes alimentaires libérant de la matière minérale (CO2). Les décompo-
seurs les plus actifs sont les organismes détritivores (champignons et bac-
téries); ils recyclent la matière organique morte.
CHAPITRE 10 DIVERSITÉ ET COMPLÉMENTARITÉ DU MÉTABOLISME
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Écosystème et relations trophiques
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Au sein d’un écosystème, de nombreuses interactions existent entre les
êtres vivants qui le constituent. Les relations trophiques qui s’établis-
sent régissent le cycle de la matière carbonée.

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cours savoir-faire sujets bac corrigés
10-1. Flux de matière dans un écosystème.
●La matière est sans cesse recyclée et circule dans un écosystème entre
les différents compartiments ; il existe un équilibre de flux entre la forma-
tion de carbone organique par photosynthèse et la minéralisation de ce
dernier par respiration ou fermentation. Un écosystème s’auto-entretient
par le biais des relations trophiques qui y règnent mais il s’agit d’un équi-
libre fragile dépendant du biotope et de la biocénose.
CO2 atmosphérique
décomposeurs
flux de carbone
minéral (oxydé)
flux de carbone
organique (réduit)
producteurs primaires
consommateurs primaires
consommateurs secondaires
Le carbone minéral est à l’état oxydé (CO2, HCO3–…).
Le carbone organique résulte de la réduction du CO2par les organismes
autotrophes. Ces derniers sont à la base des chaînes alimentaires.

1. L’apport de matières minérales dans les feuilles,
lieu de la photosynthèse
●Les feuilles présentent des nervures qui contiennent les tissus conduc-
teurs de sève. L’eau est transportée par la sève brute depuis les racines où
elle est absorbée jusqu’aux feuilles.
●La face inférieure de la plupart des feuilles présente des stomates : ce
sont des structures dont l’ouverture est contrôlée et qui permettent aux
gaz de diffuser librement depuis le milieu extérieur vers l’intérieur de la
feuille et inversement. Le CO2pénètre à travers ces ouvertures jusqu’au
parenchyme chlorophyllien qui possède, au sein des chloroplastes, les pig-
ments (chlorophylle…) nécessaires à la photosynthèse.
10-2. Localisation de la photosynthèse.
cuticule face
supérieure
épiderme
supérieur
parenchyme
chlorophyllien
cellule
stomatique
épiderme
inférieur
cuticule face
inférieure
membrane
externe
membrane
interne
stroma
thylakoïdes
chloroplaste
tissus conducteurs
de sève
stomate
énergie lumineuse
O2
CO2
CHAPITRE 10 DIVERSITÉ ET COMPLÉMENTARITÉ DU MÉTABOLISME
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La photosynthèse
2
La photo-autotrophie nécessite des substances minérales, de l’eau et
de l’énergie lumineuse. Le CO2pénètre dans les feuilles ; l’eau est trans-
portée par la sève brute ; la lumière pénètre directement au travers de
l’épiderme. Les chloroplastes sont les organites qui réalisent la photo-
synthèse. Celle-ci se déroule en deux phases.

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cours savoir-faire sujets bac corrigés
2. Le déroulement de la photosynthèse :
deux phases se succèdent
●La phase photochimique a lieu dans les thylakoïdes des chloroplastes où
les pigments collectent les photons ; leur énergie est utilisée pour oxyder
des molécules d’eau. Cette réaction produit des composés intermédiaires
(ATP et coenzymes réduits RH2), et libère du dioxygène.
●La phase non photochimique se déroule dans le stroma. L’assimilation du
CO2nécessite l’intervention de ribulose-1,5 bisphophate (composé en
C5) et des produits de la phase photochimique : utilisation de l’ATP et
des coenzymes réduits. Elle donne naissance à des trioses-phosphate
(composés en C3) permettant, d’une part, la régénération du ribulose,
d’autre part, la formation ultérieure de glucose.
●Bilan : 6 CO2+ 12 H2O KC6H12O6+6 O
2+6 H 2O
10-3. Déroulement de la photosynthèse.
énergie
lumineuse
H2O
O2
CO2
C6H12O6 (fructose, glucose)
RRH2 ADPATP
THYLAKOÏDES
phase photochimique :
photo-oxydation de l’eau,
production d’O2, RH2, ATP
STROMA
phase non photochimique :
utilisation de l’ATP, de RH2,
réduction du CO2, synthèse
de glucides
Le bilan simplifié 6 CO2+6 H
2O KC6H12O6+6 O 2ne tient pas compte
du fait que le dioxygène produit provient de l’eau et non du CO2.

1. L’utilisation des composés glucidiques de
la photosynthèse dans la cellule chlorophyllienne
●À l’issue de la photosynthèse, au sein du chloroplaste, des molécules de
trioses-phosphate sont formées; selon les besoins, celles-ci vont servir,
soit au stockage, soit à diverses réactions cellulaires.
●À l’intérieur même du chloroplaste, les composés glucidiques peuvent ser-
vir à la synthèse et au stockage d’amidon si la cellule dispose d’assez d’éner-
gie. Ce stockage sous forme d’amidon dans le chloroplaste est temporaire.
●Une grande partie des trioses exportés hors du chloroplaste, dans le
cytoplasme de la cellule chlorophyllienne, sert à l’obtention de fructose
et de glucose, sucres à l’origine du saccharose stocké dans la vacuole.
●Glucose et fructose permettent de fournir l’énergie nécessaire à la vie
cellulaire. Cette énergie est obtenue, comme chez les organismes hétéro-
trophes, par dégradation de ces molécules glucidiques (glycolyse, respira-
tion…).
●Une autre partie sert de point de départ à l’ensemble des biosynthèses
cellulaires qui nécessitent des chaînes carbonées. En effet, le carbone
organique obtenu par photosynthèse est à la base de toutes les molécules
biologiques (glucides, acides aminés et protéines, lipides, nucléotides et
acides nucléiques… ).
2. Le devenir du saccharose dans la plante
L’excédent de saccharose formé est exporté hors de la cellule chlorophyl-
lienne et mis en circulation dans la sève élaborée qui le transporte vers
l’ensemble du végétal notamment :
CHAPITRE 10 DIVERSITÉ ET COMPLÉMENTARITÉ DU MÉTABOLISME
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Le devenir des composés glucidiques
chez les végétaux
3
Les produits de la photosynthèse peuvent être temporairement stockés
dans les chloroplastes sous forme d’amidon, servir de squelettes car-
bonés pour de nombreuses molécules biologiques, servir de source
d’énergie ou être exportés vers d’autres parties du végétal.