CHAPITRE
À savoir refaire
La production de matière organique végétale à partir de la photosynthèse
Constat : De nombreux êtres vivants ont besoin de la lumière du soleil. Ce besoin est vital pour les végétaux chlorophylliens : sans lumière, ils dépérissent rapidement.
Hypothèse : La lumière serait nécessaire à leur métabolisme.
Consigne : Après avoir mis en place un protocole expérimental pour valider ou rejeter votre hypothèse, à l’aide du matériel suivant, réalise ton expérience.- feuilles d’élodée à la lumière et feuilles d’élodée gardées à l’obscurité 72 heures
- microscope optique
- lames et lamelles
- eau distillée
- pince
- eau iodée : l’eau iodée colore en marron l’amidon (glucide complexe composé de molécules de glucose = polymère de glucose)
- feuilles d’élodée, avec de l’eau distillée, gardées à la lumière
- feuilles d’élodée, avec de l’eau iodée, gardées à la lumière
- feuilles d’élodée, avec de l’eau distillée, gardées à l’obscurité
- feuilles d’élodée, avec de l’eau iodée, gardées à l’obscurité
- À l’aide d’une pince fine, prélever une feuille d’élodée, de préférence à l’extrémité de la tige.
- Verser une goutte d’eau distillée ou d’eau iodée au centre de la lame, puis placez le matériel à observer par dessus.
- Prendre une lamelle par les bords entre le pouce et l'index : cela évite de mettre les doigts dessus, l’appliquer sur la lame par un bord, près de la goutte de liquide puis laisser glisser la lamelle jusqu'à ce qu'elle touche la lame.
- Vérifier que le liquide est uniformément réparti sous toute la lamelle ; s'il en manque, rajouter une goutte sur le bord de la lamelle. S'il y a trop de liquide il faut l'enlever en l'aspirant avec un papier absorbant. Placer simplement le papier absorbant au contact de la lamelle sur un de ces côtés.
- Placer la préparation sur la platine et observer.
00Comprendre l'objectif
Observer au microscope la synthèse d'amidon dans des feuilles d’élodée exposées à la lumière ou à l’obscurité.11Expériences et observation
Matériel à disposition :
Protocole pour la réalisation d’une préparation microscopique d’élodée :
22Analyser les résultats avec un tableau
Conditions expérimentales Résultats Significations des résultats Feuilles élodée laissées à la lumière + eau distillée On observe la cellule avec ses chloroplastes verts
La coloration des chloroplastes par l’eau iodée montre qu’il y a de l’amidon, donc de la matière organique produite et stockée dans les chloroplastes.
Feuilles élodée laissées à la lumière + eau iodéeOn observe la cellule avec ses chloroplastes colorés par l’eau iodée (marrons)
Feuilles élodée laissées à l’obscurité + eau distilléeOn observe la cellule avec peu de chloroplastes. Pas de coloration Feuilles élodée laissées à l’obscurité + eau iodée On observe la cellule avec peu de chloroplastes. Pas de coloration L’absence de coloration dans les feuilles d’élodée maintenues à l’obscurité montre que la matière organique (amidon) se forme à la lumière uniquement. 33Conclusion
La lumière solaire permet la synthèse de matière organique (amidon) dans les parties chlorophylliennes des végétaux.Expérience EXAO sur la photosynthèse : rôle du dioxyde de carbone
Hypothèse : les végétaux ont besoin de dioxyde carbone pour effectuer la photosynthèse.
Objectif : Mesurer la concentration de dioxygène dans des solutions contenant des feuilles d’élodées à l’obscurité, à la lumière, en présence et en l’absence de dioxyde carbone.- un bioréacteur (microcuve) avec agitateur
- une chaîne d’acquisition ExAO comportant : une sonde à dioxygène, un ordinateur et un logiciel de traitement des données.
- une suspension de fragments de feuilles d’élodée
- eau distillée
- une seringue
- une solution d’hydrogénocarbonate
- mesure du dioxygène pendant 15 minutes : 5 minutes à l’obscurité, 5 minutes à la lumière et 5 minutes à l’obscurité
- mesure du dioxygène pendant 15 minutes : 5 minutes à l’obscurité, 3 minutes à la lumières sans CO2 et 7 minutes à la lumière après injection de CO2 (quelques gouttes d’hydrogénocarbonate)
- expérience 1 : en phase d'obscurité, la concentration en O2 diminue (consommation d’O2 due à la respiration) et en phase lumineuse, la concentration reste stable (pas de production importante d’O2 en absence de CO2). Sans source de carbone, la photosynthèse dépend essentiellement de la production de CO2 par la respiration. La photosynthèse est alors égale à la respiration.
- expérience 2 : en phase d’obscurité la concentration en O2 diminue (pas de photosynthèse) ; en phase lumineuse sans CO2, la concentration en O2 reste stable ou diminue ; après l’ajout de CO2 (hydrogénocarbonate), la concentration d’O2 augmente fortement (la photosynthèse est nettement supérieure à la respiration).
00Matériel
11Expériences
22Analyse des résultats
33Conclusion
À la lumière, la photosynthèse ne peut se réaliser qu'en présence de dioxyde de carbone. La synthèse de matière organique est permise par l’utilisation du dioxyde de carbone par les végétaux chlorophylliens.
