TP 3 : La phase photochimique

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1 Rappel cours : phases : photochimiques dans thylacoïde. lle nécessite de la lumière captée par les pigments chlorophylliens, indispensable à la réduction du carbone minéral du C0 TP 3 : La phase photochimique Bilan chimique de la photosynthèse = molécule d hexose (C 6 H 0 6 ) formé à partir de 6 C0 = processus réducteur nécessitant de l hydrogène + énergie chimique. Problème : comment l énergie lumineuse est captée puis transformée en énergie chimique utilisable pour la ème phase de la photosynthèse? Activité : Comprendre les conditions nécessaires à la phase photochimique n 94, Hill émet l hypothèse que la phase photochimique, ayant lieu dans les chloroplastes, est globalement une oxydo-réduction entre l eau et un oxydant ici nommée R qui a lieu à la lumière. RAPPL : Réaction d oxydo-réduction = réaction chimique au cours de laquelle se produit un échange d électron (e - ). Les électrons transférés sont souvent accompagnés d un ou protons (H + ) Au cours de cette réaction, le réducteur est oxydé et l oxydant réduit. Oxydant = espèce chimique qui capte de électron (e - ) et des protons (H + ) et se réduit (= inverse du réducteur) L eau = réducteur/ R = oxydant L eau serait donc le donneur d e- et H + R est l accepteur d e- et de H + Oxydation de l eau : H H + + e - + ½ O Ou H H e - + O Réduction de R : R + H + + e RH Ou R + 4H e RH Oxydo-réduction entre l eau (réducteur) et R (oxydant) : H 0 + R --- O + RH

2 Problème : On cherche à vérifier si l hypothèse de Hill est juste. Matériel : - Dispositif XAO : console avec une sonde à 0 relié à un ordinateur et bioréacteur avec caches et bouchons et fiche d utilisation - Une lampe - Une suspension de chloroplastes isolés à réaliser à partir de feuilles d épinards (voir fiche technique) - Un oxydant (=réactif de Hill) : le ferricyanure de potassium contenant des ions Fe 3+ - Une petite seringue. Concevoir un protocole expérimental permettant de répondre au problème posé. Indiquer la forme sous laquelle vous devriez visualiser des résultats Indiquer les résultats attendus sous forme d un tableau. Réaliser les manipulations. xploiter les résultats de manière à répondre au problème posé (impression et légendes du graphique/ mise en relation des observations avec les résultats attendus/ réponse au problème posé). Principe : On mesure à l aide d un dispositif XAO le dégagement d 0 (illustrant l activité photosynthétique) d une suspension de en présence et en absence d un accepteur d électron (= oxydant), le ferricyanure de potassium (=réactif de Hill) et en absence ou en présence de lumière. BILAN : La lumière permet la photolyse de l eau (= oxydation) qui permet le transfert d électron au réducteur R (ici Fe+) et libère de l 0 La phase photochimique = réaction d oxydo-réduction. Rq : La lumière est nécessaire car l eau est un très mauvais agent réducteur Cette expérience se fait en absence de C0 (pas d ajout de bicarbonate), il ne sera utilisé que dans la phase sombre.

3 Activité : xpliquer la conversion d énergie. A partir des ressources ci-dessous, rédiger un texte expliquant comment l énergie lumineuse est convertie en énergie chimique. - Mots clefs à intégrer dans le commentaire : photosystème (PS I et PSII), chaine photosynthétique, chlorophylle, électrons, protons, accepteur final d électron, oxydant R, réduction, RH, ADP + Pi ATP, ATP synthase, énergie lumineuse, énergie chimique, photolyse de l eau, lumen, stroma, membrane des thylacoïdes. - Ressources : Doc - 3 p 0 et 5-6 p Animation du site biologie en flash rubrique biologie végétale photosynthèse : Vue d ensemble VALUATION TP 3 : La phase photochimique CONCVOIR UN PROTOCOL Dans le bioréacteur introduire la suspension de chloroplastes. Mettre le bouchon puis introduire la sonde à 0 Mettre le cache Placer la lampe éteinte à proximité du bioréacteur Lancer l agitation Ouvrir le logiciel. Faire des mesures dans les conditions expérimentales successives (sans arrêter les mesures) suivantes : - Obscurité sans oxydant - Lumière seule - Lumière et substance oxydante - Oxydant / obscurité TOTAL COMPRNDR LS RSULTATS ATTNDUS - Forme = graphique de l évolution de la concentration en 0 en fonction du temps dans différentes conditions Contenu : Tableau des résultats attendus : Conditions expérimentales Obscurité sans oxydant (pour Lumière seule stabiliser le milieu) Lumière et substance oxydante Oxydant / obscurité

4 volution de la concentration en 0 0 stable 0 stable Augmentation de l 0 0 stable TOTAL 5 XPLOITATION DS RSULTATS : - Résultats : Graphique titré et légendé (différentes conditions identifiées) - Observation = Confrontation des résultats obtenus avec les résultats attendus : évolution de la quantité d 0 similaire + valeurs - Déduction : Le dégagement d 0 traduisant la photosynthèse se produit uniquement en présence d un oxydant artificiel et de lumière. - Conclusion = réponse au problème posé : Donc l hypothèse de Hill est juste. TOTAL 6 TOTAL GNRAL 0 Groupes Prénom de la personne qui passe à l oral B A R M Groupe Qualité du raisonnement Introduction : présentation lieu de la phase : thylacoïdes dans chloroplastes PS + ATP synthase sur membrane thylacoïdes Intérêt des PSI et PSII : contiennent chlorophylle/ captent énergie lumineuse pour réaction chimiques : photolyse de l eau + réduction de R au niveau PSI = accepteur final d électrons Lien photolyse de l eau avec autres événements : libération H+ dans lumen utilisés par ATP synthase pour synthèse ATP + transfert électrons dans chaine de transport d électrons pour réduction de R /5 / / Bilan : Libération RH et ATP dans stroma = énergie chimique / Qualité de l expression orale

5 -Utilisation des supports visuels (diapositives des docs du livre) -Ton, Rythme, dynamisme -Volume sonore audible -xplications claires et compréhensibles - Bonne organisation dans la présentation du raisonnement -Tenue, regard tourné vers l auditoire -Respect du temps de parole (3-5 minutes) TOTAL /0. La phase photochimique. LA PHOTOSYNTHS. La phase chimique

6 Groupes Prénom de la personne qui passe à l oral B A R M Groupe Qualité du raisonnement Introduction : présentation lieu de la phase : dans stroma chloroplastes Phase chimique = suite de réactions chimiques sous forme d un cycle = cycle de Calvin Justification du nom de chaque phase : 3 phases dans cycle de Calvin : = fixation du C0 = C0 incorporé au RuBP pour donner APG : Réduction : APG est converti avec réduction du carbone : il est fixé à un glucide G3P Une partie des G3P est libérée dans stroma/ Autre partie utilisée lors de la phase 3 3 : A partir du G3P et en présence d ATP, le RuBP est régénéré d où le nom de phase de régénération. Rôle RUbisco : nzyme essentielle à la fixation du C0 inorganique qui permet ensuite la fabrication de glucides donc à la réaction clef de la phase chimique / Le cycle de Calvin permettant la fabrication de glucides s autoentretien à condition qu il y ait apport d énergie chimique au cours des phases et 3 Or, cette énergie chimique est issue de la phase photochimique Donc cette phase est essentielle à la phase chimique (= couplage énergétique) Bilan de la phase : RuBisCO 8 ATP + RH + 6 CO glucose (C 6 H 0 6 ) / Qualité de l expression orale -Utilisation des supports visuels (diapositives des docs du livre) -Ton, Rythme, dynamisme -Volume sonore audible -xplications claires et compréhensibles - Bonne organisation dans la présentation du raisonnement -Tenue, regard tourné vers l auditoire -Respect du temps de parole (3-5 minutes) TOTAL /0

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