B2 - La photosynthèse

La photosynthèse permet aux cellules chlorophylliennes de produire de la matière organique à partir de matière minérale (CO2 et H2O). L’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique.

Objectif : On cherche à savoir quelle part d’énergie lumineuse est utilisée par les organismes chlorophylliens pour la photosynthèse.

 

 

A – Le spectre d’absorption de la chlorophylle

La couleur verte des organismes chlorophylliens est due à la présence de chlorophylle, une molécule présente en grande quantité dans les chloroplastes où se déroule la photosynthèse. Il est possible d’extraire la chlorophylle et de déterminer son spectre d’absorption grâce à un spectromètre.

Protocole expérimental :

1 – Couper les feuilles en petits morceaux dans le mortier.

2 – Ajouter un peu de sable fin (abrasif) et broyer (destruction parois).

3 – Ajouter 10 mL d’éthanol et broyer 5 minutes à l’aide du pilon afin d’extraire la chlorophylle.

4 – Filtrer : on obtient une solution alcoolique de chlorophylle brute.

5 – A l’aide du spectromètre manuel, observez le spectre d’absorption de la chlorophylle brute.

 

1) Complétez le schéma ci-dessous (coloriez) afin de comparer le spectre de la lumière blanche avec le spectre d’absorption de la chlorophylle brute.

2) Quelles longueurs d’ondes sont absorbées par la chlorophylle ?

3) Expliquez l’origine de la couleur verte des végétaux chlorophylliens.

 

B – Le spectre d’action de la photosynthèse

4) Comparez les spectres d’absorption et d’action photosynthétiques d’un végétal chlorophyllien.

 

 

C – Le rendement énergétique

Une mole de glucose contient une quantité d’énergie de 2 840 kJ. On peut montrer que la production d’une mole de glucose nécessite que les chloroplastes absorbent environ 56 000 kJ d’énergie lumineuse. On peut donc dire que la photosynthèse n’utilise pas complètement l’énergie lumineuse absorbée par la chlorophylle. L’énergie non utilisée, soit 53 160 kJ, est dissipée sous forme de chaleur.

 

5) Sachant que la proportion de lumière absorbée disponible pour la photosynthèse ne représente que 17% de la lumière reçue, calculez le pourcentage de lumière reçue réellement utilisé pour produire du glucose.

 

 

D – La photosynthèse, porte d’entrée d’énergie chimique dans la biosphère

Livre p 140 et 141.

 

6) Exécutez la tâche complexe du livre.