b3-supp - Cours Poncet

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 3. Photosynthèse
17
B3. Activités cellulaires - Photosynthèse
Les cellules des angiospermes, comme tout autre cellule, réalise un grand
nombre d’activités cellulaires comme la synthèse de différentes molécules
organiques. Toutes ces réactions biochimiques ont besoin d’énergie. La
molécule énergétique utilisée par les cellules est l’ATP. Grâce à elle, les
cellules peuvent avoir une activité biochimique variée. Le recyclage d’ATP se
fait par un mécanisme cellulaire particulier : la respiration cellulaire.
Les plantes, aux contraires des animaux, produisent directement le sucre
nécessaire à la respiration cellulaire lors d’une autre activité cellulaire : la
photosynthèse.
è Analyser des documents
Quelles conclusions peut-on tirer de ses résultats ? 1)
Selon vos connaissances, quelle réaction a lieu dans ces expériences ? 2)
Proposer des expériences pour le démontrer.
Doc 8 Production d’amidon dans les feuilles
Deux plants de pélargonium et de Coleus sont placés à la lumière
pendant 48h. L’un des plants est un plant de couleur unie (les feuilles
sont entièrement vertes) et l’autre est un plant panaché (les feuilles
présentent des zones blanches et des zones vertes). On recouvre
quelques feuilles de caches partiels.
Les feuilles sont ensuite passées :
1. Dans l’eau bouillante (tue les feuilles)
2. Dans l’alcool bouillant (dissolve le solvants)
3. Dans le lugol (se colore en bleu en présence d’amidon)
Doc 9 Une expérience sur l’élodée
L’élodée est une algue très utilisée en recherche. Facile à conserver, ses
feuilles ne sont composées que de deux couches cellulaires, ce qui rend
l’observation des cellules facilitée.
Dans l’expérience ci-contre, un fragment d’élodée est placé dans l’eau et à
la lumière. Le fragment se recouvre de bulles qui remontent à la surface.
Recueilli grâce à un entonnoir dans une éprouvette, ce gaz entretient les
combustions.
Un deuxième montage similaire est réalisé. Les végétaux sont cette fois
placés à l’obscurité. Aucune formation de gaz n’est observée.

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 3. Photosynthèse
18
B3.a Anatomie d’une feuille
Les feuilles sont l’organe de la photosynthèse. Leur structure est donc réalisée
de manière à :
- favoriser les échanges gazeux : des structures particulières permettent
un échange gazeux facilité.
- favoriser la captation de lumière. Les feuilles sont plates et de faible
épaisseur (de l’ordre de 1 mm) et ont une grande surface pour capter
le maximum de rayons lumineux.
i. Structure générale
A l’œil nu, la feuille, le plus souvent de couleur verte,
présente plusieurs parties. Le limbe est relié à la tige par
le pétiole et des nervures, prolongement du pétiole dans
le limbe, sont des éléments conducteurs assurant l'ap-
provisionnement des cellules chlorophylliennes en eau et
éléments minéraux.
ii. Structure interne transversale
Au microscope optique, une coupe transversale de feuille présente de part
et d’autre une couche de cellules épidermiques. On distingue ainsi
l’épiderme supérieur et inférieur. Les cellules chlorophylliennes de la feuille
forment un tissu nommé parenchyme. Dans le parenchyme palissadique, les
cellules chlorophylliennes sont rangées « en palissade », tandis que dans le
parenchyme lacuneux, elles ménagent entre elles des espaces, appelés la-
cunes.
Des structures épidermiques parti-
culières, les STOMATES, interrom-
pent la continuité de l’épiderme
foliaire. Les stomates sont constitués
de deux cellules stomatiques déli-
mitant un orifice réglable, l’ostiole.
Cet orifice permet une communi-
cation directe entre l’atmosphère
et une chambre sous-stomatique.
Les chambres sous-stomatiques se
prolongent à l’intérieur de la feuille
par de nombreux espaces intercel-
lulaires qui constituent une véritable
atmosphère interne. Le dioxyde de
carbone pénètre dans la chambre
sous-stomatique par les stomates, atteint les cellules chlorophylliennes en dif-
fusant à travers les espaces lacunaires et pénètre dans leur cytoplasme, où il
se dissout.
Légender le schéma ci-dessus. 3)

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 3. Photosynthèse
19
B3. b Les réactions photochimiques ont lieu dans le chloroplaste
i. Anatomie d’un chloroplaste
Chez les végétaux supérieurs, les CHLOROPLASTES sont des organites ovoïdes
de 1-4 µm d’épaisseur et de 3-10 µm de longueur. Un chloroplaste présente
trois membranes distinctes : membrane externe, membrane interne,
membrane des thylakoïdes. Ces membranes déterminent trois compartiments
séparés : espace intermembranaire, stroma, espace intrathylakoïdien.
Les thylakoïdes ont l’aspect de sacs aplatis en disques et empilés les uns sur
les autres. Les membranes des thylakoïdes contiennent un pigment, la
CHLOROPHYLLE.
Légender le schéma ci-dessus. 4)
ii. La chlorophylle
è Analyser des documents
Que conclure sur la nature de la chlorophylle ? 5)
Doc 10 Extraction de la solution de chlorophylle brute
Découper en morceaux quelques feuilles bien vertes puis
broyer ces morceaux dans un mortier avec un peu de sable
afin d’écraser les cellules.
Ajouter progressivement 10 mL d’alcool à 90°, ce qui
solubilise les pigments chlorophylliens.
Filtrer le contenu du mortier. On obtient une solution de
chlorophylle brute.
Doc 11 Chromatographie
Sur une bande de papier chromatographique, déposer à 2cm
du bas une goutte de la solution de chlorophylle brute.
Laisser sécher, puis superposer au même endroit jusqu’à 10
gouttes.
Verser 5 mL de solvant.
Suspendre le papier chromatographique dans l’éprouvette.
Recouvrir d’un cache et laisser l’éprouvette dans l’obscurité
pendant 15 à 30 min.

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 3. Photosynthèse
20
La chlorophylle est un mélange de différents pigments1 :
- chlorophylle a
- chlorophylle b
- xantophylles
- caroténoïdes
Spectre d’absorption de la chlorophylle
èAnalyser des documents
1 Les pigments sont des molécules qui absorbent une partie de la lumière qui les éclaire.
Doc 12 Fonctionnement d’un spectrophotomètre (gauche)
Doc 13 Spectre d’absorption de la chlorophylle brute (droite)
A partir d'une solution de pigments, on peut donc mesurer les caractéristiques d'absorption de la
lumière en réalisant un spectre d'absorption à l'aide d'un spectrophotomètre UV visible
classique, qui permet de mesurer l'absorption (A) en fonction de la longueur d'onde (l).
Doc 14 Différents spectres d’absorption

SVT - TS B. Plantes à fleurs - 3. Photosynthèse
21
Quelles longueurs d’onde la chlorophylle brute absorbe-t-elle 6)
majoritairement ?
Quel pigment est responsable de chaque pic d’absorption ? 7)
A quoi sert-il d’absorber une part du spectre optique ? 8)