Thème 2B: de la plante sauvage à la plante domestiquée
Chapitre 1: l'organisation fonctionnelle des plantes à fleurs
Observations: La plante doit se nourrir, et pour cela prélever de l'eau, sel minéraux, lumière et doit s'assurer des échanges gazeux. (photosynthèse)
Problématique: Comment la plante produit-elle l'ensemble des molécules organiques nécessaires à son fonctionnement?
6 CO2+6 H2O→C6H12O6+6 O2
Comment mettre en évidence la localisation cellulaire de la photosynthèse?
Comment la lumière est-elle captée par la plante?
Comment l'énergie lumineuse est utilisée au cours de la photosynthèse?
Comment la matière organique et synthétisée?
I.La photosynthèse, production de matière organique
TP 3 correction
TP 3bis correction
A) Localisation de la photosynthèse
La photosynthèse se déroule principalement dans les feuilles, au niveau du parenchyme où se trouvent les cellules chlorophylliennes. Elles contiennent des organites spécialisées, les chloroplastes, qui sont les organites clé de la photosynthèse.
B) Le rôle de la lumière
L'énergie lumineuse est collecté par des pigments photosynthétiques, principalement les chlorophylles. Ce sont les longueurs d'onde correspondantes au bleu et au rouge qui sont absorbés. Il y a superposition du spectre d'absorption des pigments chlorophylliens et du spectre d'action des longueurs d'onde de la photosynthèse.
-spectre d’absorption: longueurs d'onde absorbées par les pigments photosynthétiques. C'est un graphique.
-spectre d’action:Graphique de l'intensité photosynthétique en fonction de la longueur d'onde.
L'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique utilisée pour la synthèse de molécules organiques.
C) Les réaction chimique de la photosynthèse
La photosynthèse se caractérise par des réaction d'oxydoréduction.
La phase photochimique est la première phase de la photosynthèse. Elle nécessite de la lumière. Le dioxygène produit au cours de la photosynthèse a pour origine la molécule d'eau qui est oxydée.
L'énergie nécessaire à la photo oxydation de l'eau (= photolyse de l'eau) est l'énergie lumineuse. Ce sont les chlorophylles qui collectent les photons permettant la photo oxydation.
Oxydoréduction: 2 H2O+2 R→02 +2 RH2
La phase chimique est la deuxième phase de la photosynthèse. Les électrons et protons contenus dans la molécule de RH2 serviront à la réduction du carbone contenu dans le CO2 afin de produire les molécules organiques. (glucose, amidon,...)
La photosynthèse peut-être assimilé à une oxydation de l'eau (à la lumière durant la phase photochimique) liée à une réduction du CO2 (qui peut se dérouler à l'obscurité durant la phase chimique, dans le stroma). La phase photochimique, elle, se déroule dans les thylakoïdes.
12(H2O)→6(O2)+24(e-)+24(H+) (oxydation)
6(CO2)+24(e-)+24(H+)→C6H1206+6(H2O) (réduction)
6(CO2)+6(H2O)→6(O2)+C6H1206 (oxydoréduction)
Le glucose et les sucres solubles produits circulent dans tous les organes de la plante où ils sont métabolisés, grâce à des enzymes variées, en produits assurant les différentes fonctions biologiques.
Lors de la réaction de photosynthèse, l’énergie lumineuse captée par la chlorophylle est convertie en énergie chimique, sous forme de matière organique. C6H12O6 est un sucre, le glucose qui permettra par la suite la synthèse de toutes les molécules organiques (glucides, protéines, lipides, acides nucléiques).
II.Devenir des produits de la photosynthèse
Problématique: Comment caractériser et expliquer la grande diversité des produits de la photosynthèse ?
TP 4
TP 4bis
Les molécules organiques produites au cours de la photosynthèse sont en partie utilisées par la feuille, le reste est exporté à différentes fins sous forme de petites molécules via la sève élaborée.
A) molécules assurant la croissance de la plante : les formes de stockage
Les plantes peuvent posséder, pour résister aux conditions extrêmes, des organes de stockage : bulbe (oignon), tubercule (pomme de terre), rhizome (gingembre) mais aussi tige, racine et feuille. mes réserves sont souvent des glucides (amidon dans la pomme de terre) mais aussi des lipides (dans la noix) ou des protéines (dans le haricot). Les réserves permettent également d’assurer la reproduction :
-la graine contient des réserves pour nourrir la plantule en croissance.
-Les fruits charnus sont consommés par les animaux ce qui assurent une dispersion des graines.
B) molécules assurant le port de la plante
La cellulose et la lignine sont des molécules qui vont permettre la croissance et le maintien de la plante. On les retrouve dans les parois cellulaires et pour la lignine dans le xylème.
C) Molécules permettant l’interaction avec d’autres espèces
1)Interactions mutualistes
Les plantes produisent des substances qui peuvent favoriser sa survie en favorisant les échanges avec d’autres espèces par exemple les anthocyanes des fleurs favorisant la pollinisation en attirant les insectes.
2)Interactions compétitives
Certaines substances peuvent participer à la défense des plantes contre les herbivores, par exemple les tanins et les essences qui sont répulsives ou toxiques pour les phytophages.
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