I Photosynthèse dans la cellule chlorophyllienne des végétaux verts. A Equation de la photosynthèse

Transcription

1 A Equation de la photosynthèse

2 A Equation de la photosynthèse Savoir Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO

3 A Equation de la photosynthèse [O2] et [CO2] en fonction du temps dans un milieu avec des cellules d'élodées, avec et sans lumière. [ ] (µmol/l) temps (min) O2 (µmol/l) CO2 (µmol/l)

4 A Equation de la photosynthèse Savoir - Equation de la photosynthèse À la lumière 6CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO = conversion de l énergie lumineuse en énergie chimique

5 A Equation de la photosynthèse Savoir - Equation de la photosynthèse À la lumière 6CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO = conversion de l énergie lumineuse en énergie chimique -Coloration de l amidon dans les chloroplastes

6 Cellules d Elodée soumises à l obscurité puis colorées à l eau iodée. Cellules d Elodée soumises à la lumière puis colorées à l eau iodée.

7 A Equation de la photosynthèse Savoir - Equation de la photosynthèse À la lumière 6CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO = conversion de l énergie lumineuse en énergie chimique - La photosynthèse se fait dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes -Coloration de l amidon dans les chloroplastes

8 globule lipidique ribosomes thylacoïde (granum) thylacoïde (du stroma) ADN amidon stroma enveloppe (2 membranes)

9 A Equation de la photosynthèse Savoir Equation de la photosynthèse Lumière + 6CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 Suspension Oxygène de O 2 est celui de H 2 O Lumière + 6CO H 2 O A C 6 H 12 O O H 2 O Suspension B Proportion de molécules Mise en évidence comportant 18 O (%) eau CO 2 - Echanges gazeux ExAO -Expérience de Ruben et Kamen O 2 produit 0,85 0,20 0,84 0,20 0,68 0,20

10 6CO H 2 O C 6 H 12 O O H 2 O = oxydation de l eau + réduction du carbone, utilisant l énergie de la lumière

11 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir Mise en évidence 1. La phase photochimique Hill

12 taux_o2 (O2mg/L) 10 Réaction de Hill 9 8 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse 7 obscurite 6 reactif de Hill 5 4 lumiere 3 Obscurite lumiere t (min)

13 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir 1. La phase photochimique au niveau de la membrane des thylacoïdes : Oxydation de l eau : 2H 2 O O H e - Réduction de R : 2R + 4 H e - 2 RH 2 Mise en évidence Hill

14 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse Expérience de Gaffron Photosynthèse Quantité de CO 2 fixée (u.a.) phase photochimique Le CO 2 n y intervient pas (cf réaction de Hill) Lumière pendant 1 heure obscurité T (sec.) phase non photochimique : fixation du CO 2 la lumière n y intervient pas directement mais utilise les produits de la phase photochimique

15 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir Deux phases : -phase photochimique : lumière, CO 2 Mise en évidence Hill - phase non photochimique : lumière, CO 2 Gaffron

16 I La photo-autotrophie pour le C. II L hétérotrophie pour le C ATP ADP + Pi + énergie A La cellule musculaire et la contraction musculaire

17 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir 1. La phase photochimique au niveau de la membrane des thylacoïdes : Oxydation de l eau : 2H 2 O O H e - Réduction de R : 2R + 4 H e - 2 RH 2 Synthèse d ATP ADP + Pi ATP Mise en évidence Hill

18 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir 1. La phase photochimique au niveau de la membrane des thylacoïdes : Oxydation de l eau : 2H 2 O O H e - Réduction de R : 2R + 4 H e - 2 RH 2 Synthèse d ATP ADP + Pi ATP Bilan : 6H 2 O + 6R + nadp + npi O RH 2 + natp Mise en évidence Hill

19 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse

20 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir Mise en évidence 2. La phase (non photo)chimique Calvin Calvin et Bassham

21 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse CO APG Chromatogramme témoin 3 secondes d'exposition Ru bp Hexoses P 5 secondes d'exposition 60 secondes d'exposition 1: glycine (acide aminé) 2: saccharose 3: acide phospho glycérique (APG ou PGA = C3 ) 4: hexose phosphate ( C6) 5: ribulose diphosphate =Rudi-P ( C5) saccharose Glycine

22 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse CO 2 Produits de la phase photochimique Radioactivité (cp/mn) APG Glucides APG (C3) Ru bp 0 Rudi-P (C5P2) T (mn) lumière obscurité saccharose Hexoses P Glycine

23 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir Mise en évidence 2. La phase (non photo)chimique 6CO RH 2 + n ATP C 6 H 12 O H 2 O + nadp + npi + 12R Calvin Calvin et Bassham = Produits de la phase photochimique

24 Dans le stroma, cycle de Calvin Trois molécules CO 2 1C Trois molécules Ribulose 1,5-diphosphate 5C Six molécules 3-phosphoglycérate 3C 3 3 ADP ATP Ribulose 5-phosphate Trois molécules 5C Six molécules 6 6 ATP ADP 1,3-diphosphoglycérate 3C 2 Pi 6 NADPH 6 NADP + Cinq molécules Glycéraldéhyde 3- phosphate 3C Six molécules Glycéraldéhyde 3- phosphate 3C 6 Pi Une molécule Glycéraldéhyde 3- phosphate 3C H H C C O OH CH 2 O P Glucides, acides gras, acides aminés

25 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir La phase non photochimique 6CO RH 2 + n ATP C 6 H 12 O H 2 O + nadp + npi + 12R Dans le stroma Mise en évidence Calvin Calvin et Bassham Arnon

26 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse A Savoir La phase non photochimique 6CO RH 2 + n ATP C 6 H 12 O H 2 O + nadp + npi + 12R Dans le stroma Mise en évidence Calvin Calvin et Bassham Arnon Couplage des deux phases

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28 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse C Les pigments chlorophylliens Front du solvant Carotène A Savoir différents pigments Mise en évidence Chromatographie Xanthophylles Chlorophylle a Chlorophylle b Tache initiale

29 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse C Les pigments chlorophylliens A Savoir différents pigments Mise en évidence Chromatographie Absorption dans le bleu (450 nm) et le rouge (680 nm) Spectre d absorption

30 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse C Les pigments chlorophylliens A Savoir différents pigments Mise en évidence Chromatographie Absorption dans le bleu (450 nm) et le rouge (680 nm) Spectre d absorption Comparaison spectre d absorption et spectre d action

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32 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse C Les pigments chlorophylliens A Savoir différents pigments Mise en évidence Chromatographie Absorption dans le bleu (450 nm) et le rouge (680 nm) Les pigments chlorophylliens absorbent l énergie lumineuse pour l oxydation de l eau Spectre d absorption Comparaison spectre d absorption et spectre d action

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34 A Equation de la photosynthèse B Etapes de la photosynthèse C Les pigments chlorophylliens A Savoir Les pigments chlorophylliens permettent la conversion de l énergie lumineuse en énergie chimique Mise en évidence

35 Doc 6 p21 étapes de la phase photochimique

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37 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes

38 I La photo-autotrophie pour le C. II L hétérotrophie pour le C ATP ADP + Pi + énergie A La cellule musculaire et la contraction musculaire

39 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Savoir Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO : glucose dans une suspension de Levures

40 taux_o2 (O2mg/L) Taux_CO2 (mg/l) II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes 11 A La respiration t (min) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

41 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Savoir - Equation de la Respiration C 6 H 12 O O 2 6CO H 2 O + énergie. Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO : glucose dans une suspension de Levures = oxydation complète de la matière organique en matière minérale

42 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Savoir - Equation de la Respiration C 6 H 12 O O 2 6CO H 2 O + énergie. Mise en évidence - Echanges gazeux ExAO : glucose dans une suspension de Levures qui se décompose en fait, en marquant l oxygène, en : C 6 H 12 O O H 2 O 6CO H 2 O + énergie.

43 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration C 6 H 12 O O H 2 O 6CO H 2 O

44 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration

45 Mitochondrie, représentation schématique diamètre : 0,5 micron longueur :1 à plusieurs microns granule dense ribosomes ADN Enveloppe : membrane externe et membrane interne avec crêtes matrice

46 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Savoir Mise en évidence - Echanges ExAO : suspension de mitochondries + glucose + pyruvate

47 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration

48 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Savoir Respiration : - Étape cytoplasmique : Oxydation du glucose en pyruvate = glycolyse - Étape mitochondriale : Oxydation du pyruvate avec le dioxygène Mise en évidence - Echanges ExAO : suspension de mitochondries + glucose + pyruvate

49 GLUCOSE Cytoplasme C 6 H 12 O 6 2 R 2 ADP + 2 Pi Déshydrogénation oxydoréduction GLYCOLYSE 2 R H 2 2ATP 2 Pyruvates 2 CH 3 COCOOH

50 Etape cytoplasmique : la glycolyse C 6 H 12 O 6 + 2R 2 CH 3 -CO-COOH + 2 R H 2 2 ADP + 2P 2 ATP

51 Cycle de l acide citrique ou cycle de Krebs Pyruvate 3C NAD + NADH + H + 1 Acétyl-CoA 2C HS - CoA CO 2 H 2 O HS - CoA NADH + H + NAD + Oxaloacétat e 9 4C 2 Citrate 6C Malate 4C 3 H 2 O FADH 2 FAD 8 Fumarate 7 Succinate 4C 4C GTP * GDP + 6 Pi HS - CoA H 2 O Succinyl-CoA 4C CO 2 CO 2 Isocitrat e 4 α-cétoglutarate 5 NAD + NADH + H + 6C 5C HS - CoA NAD + NADH + H +

52 Etape mitochondriale : le cycle de Krebs (décarboxylations) Dans la matrice mitochondriale 2 CH 3 -CO-COOH + 10 R + 6 H 2 O 6CO R H 2 2 ADP + P 2 ATP

53 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration

54 Doc 6 p37 Le cyanure est un poison qui bloque les transferts d électrons entre des molécules présentes dans la membrane interne des mitochondries. On analyse son effet sur la consommation d O 2 par des Levures.

55 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Etape mitochondriale : la phosphorylation oxydative au niveau des crêtes de la membrane interne 6O R H 2 12 R + 6 H 2 O 36 ADP + 36Pi 36 ATP

56 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes RH 2 A La respiration H + e - e - R O 2 matrice ADP+P H + ATP H 2 O crête interne membrane externe membrane interne espace intermembranaire chaîne respiratoire sphère pédonculée

57 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration Glycolyse Cycle de décarboxylation (cycle de Krebs) La respiration. Phosphorylation oxydative

58 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B La fermentation a. Fermentation alcoolique Savoir Mise en évidence - Echanges ExAO : suspension de Levures + glucose

59 taux_ethanol (g/l) taux_o2 (O2mg/L) Taux_CO2 (mg/l) La fermentation des Levures t (min)

60 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B La fermentation a. Fermentation alcoolique Savoir -Equation de la fermentation alcoolique C 6 H 12 O 6 2CO CH 3 CH 2 OH Mise en évidence - Echanges ExAO : suspension de Levures + glucose

61 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B. La fermentation a. Fermentation alcoolique

62 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B. La fermentation a. Fermentation alcoolique

63 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B. La fermentation a. Fermentation alcoolique Régénération de l oxydant R dans la fermentation alcoolique

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65 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B La fermentation a. Fermentation alcoolique b. Fermentation lactique 2 CH 3 -CO-COOH + 2 R H 2 2 CH 3 -CHOH-COOH + 2 R

66 II Production d énergie dans les cellules Eucaryotes A La respiration B La fermentation a. Fermentation alcoolique b. Fermentation lactique Régénération de l oxydant R dans la fermentation lactique