COULEUR D UN VEGETAL ET CAPACITE A LA PHOTOSYNTHESE

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1 Fiche sujet élève Les végétaux chlorophylliens réalisent la photosynthèse grâce à un ensemble de pigments de couleurs variées qui peuvent être séparés par chromatographie. Parmi ces pigments, les molécules de chlorophylle sont nécessaires pour assurer la conversion de l énergie lumineuse absorbée en énergie chimique et permettre ainsi le déroulement correct des réactions de la photosynthèse. On cherche à éprouver l hypothèse suivante : les feuilles d un végétal de couleur rouge sont capables d absorber l énergie lumineuse et de la convertir en énergie chimique. Matériel : - des feuilles d un végétal à feuilles de couleur rouge, - un mortier, un pilon, du sable fin, un Becher d alcool, un entonnoir, un support, du papier filtre, un Becher de 50ml, - une bande de papier Whatman percée d un orifice, - une éprouvette (ou équivalent), un bouchon avec crochet de suspension, un cache noir pouvant recouvrir l éprouvette, du solvant à chromatographie, - un sèche cheveux, une micropipette (ou équivalent), des crayons de couleur, - un spectroscope manuel muni de son tube et explications pour l utilisation. Activités et conditions des activités Capacités et principaux critères d'évaluation Barème 1- Justifier l intérêt d associer une chromatographie et une observation au spectroscope pour éprouver l hypothèse proposée. - Réaliser l extraction et la séparation des pigments des feuilles en suivant le protocole de la fiche technique. - Pendant le temps d attente de la migration, verser un peu de solution de pigments dans le tube du spectroscope manuel et comparer le spectre obtenu au spectre de la lumière blanche. Appeler l examinateur pour vérifier les résultats des manipulations des questions et. Adopter une démarche explicative Réaliser une manipulation d après un protocole respect des étapes du protocole utilisation maîtrisée du matériel organisation et rangement de la paillasse Réaliser une manipulation d après un protocole utilisation maîtrisée du matériel 8 4- Schématiser les résultats obtenus dans les manipulations des questions et. 5- Les résultats obtenus permettent-ils de valider l hypothèse de départ? Justifier à l aide des données fournies. Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales Adopter une démarche explicative 5

2 Fiche technique - élève PROTOCOLE D EXTRACTION D UNE SOLUTION DE PIGMENTS - Placer dans un mortier un peu de sable fin. Ajouter les feuilles coupées en petits morceaux. - Broyer à l aide du pilon. Ajouter progressivement environ 10 ml d alcool à 90 et continuer à broyer jusqu à obtention d un liquide résiduel de couleur foncée (solution bien concentrée). - Filtrer le contenu du mortier de façon à obtenir la solution de pigments qui doit être foncée. - Placer à l obscurité. PROTOCOLE DE LA CHROMATOGRAPHIE Principe de la chromatographie : c est une technique de séparation des substances présentes dans un mélange ; elle utilise la migration d un liquide sur un support solide (papier..). Les constituants du mélange sont entraînés plus ou moins loin suivant leurs propriétés physicochimiques (masse, polarité, solubilité...).les pigments solubles dans le solvant migrent sur le papier de chromatographie et se répartissent de la façon suivante : chlorophylle a (vert jaune), chlorophylle b (vert bleuté), xanthophylle (jaune), caroténoïdes (orangé) faible migration forte migration - Préparer l éprouvette : suspendre le papier à chromatographie à l aide d un crochet fixé sur un bouchon, le placer dans l éprouvette pour repérer le niveau du solvant à mettre (le papier doit tremper d un demi-cm dans le solvant). Veiller à prendre le papier uniquement par les bords sans poser vos doigts sur la zone de migration. - Retirer le papier, verser le solvant jusqu au niveau repéré et fermer l éprouvette sans le papier. - Tracer un trait au crayon à cm du bas de la bande de papier pour marquer l emplacement du dépôt. Déposer la solution de pigments du végétal rouge étudié avec la micropipette (ou équivalent) : la tache d un dépôt doit être aussi petite et foncée que possible. - Superposer une dizaine de gouttes de la solution en séchant entre chaque goutte à l aide du sèche-cheveux. - Suspendre le papier à chromatographie, le placer dans l éprouvette en vérifiant que les dépôts de pigments sont bien situés au-dessus du niveau du solvant et fermer. - Recouvrir l éprouvette d un cache noir et laisser migrer le solvant à l obscurité pendant 15 minutes.

3 Fiche réponse élève ETABLISSEMENT : Classe : Nom Prénom : A rendre à l issue de l épreuve

4 Document de secours

5 Fiche laboratoire La formulation du sujet permet d utiliser tout végétal photosynthétique rouge selon la disponibilité. Il est nécessaire de tester le végétal choisi pour vérifier la présence de chlorophylle au niveau de la chromatographie. Adapter la quantité d alcool et de végétal à l espèce choisie. Les feuilles de Prunus ou d Erable (rouges) donnent un excellent résultat. Préparation du solvant organique : 85% d éther de pétrole, 10% d acétone, 5% de cyclohexane. Préparer des bandes de papier Whatman n 1 ou, de cm de large et de longueur adaptée à l éprouvette ou équivalent (la chromatographie peut être réalisée dans un tube à essai). Prévoir une fiche d utilisation du spectroscope. A l attention de l évaluateur En cas d échec du chromatogramme (et uniquement dans ce cas), fournir le document de secours au candidat pour qu il puisse répondre à la question 5. A la question 4, le candidat schématise le résultat qu il a effectivement obtenu et il est évalué sur la conformité de ce schéma avec ses résultats. Ce document de secours est à imprimer (impression couleur de bonne qualité) ou à afficher au besoin à l écran d un ordinateur au moyen du fichier 05_II_Pro_0a.doc

6 Fiche barème d'évaluation Capacités et critères d évaluation (en gras, évaluation pendant de la séance) Barème Nom des élèves 1-Adopter une démarche explicative - Une des conséquences vérifiables de l hypothèse est la présence de pigments impliqués dans la photosynthèse - La chromatographie permet de séparer les pigments du végétal rouge afin de repérer la présence éventuelle de chlorophylle. - Le spectre permet d observer l absorption d énergie lumineuse -Réaliser une manipulation d après un protocole - Extraction correcte - Chromatographie : o niveau de solvant au dessous du dépôt o dépôt soigné, petit, foncé o utilisation maîtrisée du matériel, paillasse ordonnée o résultat attendu effectif (chromatogramme en fin de TP) -Réaliser une manipulation d après un protocole Utilisation maîtrisée du spectroscope 4-Représenter une observation par un schéma - conformité avec les résultats obtenus - légendes exactes et complètes, titre pertinent et adapté, travail soigné 5-Adopter une démarche explicative pour répondre au problème posé Absorption de radiations lumineuses observée par spectroscopie et présence de chlorophylle révélée par chromatographie : conversion en énergie chimique possible. 5 Note / 0

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