TP 2 : La lumière captée par les chloroplastes.

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1 TP 2 : La lumière captée par les chloroplastes. La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes. Ils sont verts. Ils contiennent des pigments chlorophylliens. Au cours de la photosynthèse, l énergie lumineuse doit être captée puis le C0 2 incorporé à la matière organique (glucide = amidon). Elle est donc constituée de 2 phases. Voir réaction photosynthèse. Problème : quels sont les pigments chlorophylliens? Quel est leur rôle? Où sont-ils situés dans le chloroplaste? Où se déroulent les 2 phases de la photosynthèse dans les chloroplastes? Hypothèse : Les pigments absorbent une partie de la lumière visible (vert réfléchi) pour fournir l énergie nécessaire à la photosynthèse. Activité 1 : Extraire des pigments par chromatographie de feuilles d épinards. Réaliser les étapes du protocole expérimental Faire un schéma des résultats obtenus et le légender à l aide du doc 1 p 18. Conclure. La chlorophylle brute extraite des feuilles d épinards est un mélange de pigments : - Verts = chlorophylles a et b - Orange = carotène - Jeune = xanthophylle Activité 2 : Identifier le rôle des pigments. Proposer une démarche expérimentale pour vérifier votre hypothèse. 1. Il faut vérifier si les pigments absorbent la lumière et quelle longueur d indes sont absorbés. 2. Il faut vérifier que cette absorption ait en lien avec la réaction de photosynthèse en mesurant absorption de C02 ou rejet d 02 (EXAO) Expérience 1 : L absorption de la lumière par les pigments. On place un réseau 530 mm (trait) sur la lampe du rétroprojecteur On pose 2 feuilles noires sur le rétro en laissant une fente On obtient le spectre de la lumière blanche On dépose une solution de chlorophylle brute. On observe le spectre de la chlorophylle Réaliser un schéma des résultats puis les commenter.

2 En interposant sur le trajet de la lumière de la chlorophylle brute on obtient des bandes sombres dans le bleu (430 et 480 nanomètres) et le rouge (entre 640 et 670 nanomètres). Ces radiations (photons) ont donc été absorbées par la chlorophylle brute les autres sont réfléchies. D où la couleur des chloroplastes. Cette absorption doit permettre la photosynthèse. Expérience 2 : Le spectre d action de la photosynthèse. On réalise une Expérience assistée par ordinateur (EXAO) On place des cellules végétales intactes dans un bioréacteur muni d une sonde à dioxygène. On les place dans sous lumière monochromatique pour différentes longueurs d ondes de la lumière visible. On mesure la concentration en 0 2 du milieu pour chaque longueur d onde. Les résultats sont sous forme d un tableau dans un fichier Excel intitulé «Le spectre d action» Tracer le graphique du spectre d action photosynthétique. A partir des résultats des deux expériences, montrer que les pigments interviennent dans la photosynthèse. A partir du doc 2 p 18, préciser le domaine d activité de chaque pigment. Le spectre d'action de la photosynthèse est représenté par une courbe traduisant la valeur de l'activité photosynthétique (celle-ci étant évaluée par le volume de dioxygène produit par unité de temps ) en fonction de la valeur de la longueur d'onde du rayonnement. On observe que les longueurs d ondes absorbées par les pigments chlorophylliens (exp 1) correspondent à celles où la concentration en O 2 rejetée est maximale (entre 10 et 11mg/L) : dans le bleu et dans le rouge (exp 2). On peut donc dire que l absorption des longueurs d ondes dans le bleu et le rouge par les pigments permet la photosynthèse. Doc 2 p 18 : Les carotènes ; et les 2 chlorophylles absorbent les longueurs d ondes dans le bleu. Dans le rouge, seules les chlorophylles interviennent.

3 Activité 3 : Localiser les pigments dans les chloroplastes. Réaliser un schéma d un chloroplaste. A partir des résultats expérimentaux du doc 5 p 17 et des documents 1 et 2 ci-dessous, localiser dans un chloroplaste les deux phases de la photosynthèse et préciser les évènements caractérisant chacune des phases. Indiquer la localisation des deux phases sur le schéma du chloroplaste Document 1 : une expérience pour localiser les pigments photosynthétiques. Tableau de résultats : Conditions de l expérience Couleur des feuilles Plante à la lumière Plante à l obscurité verte Jeune (= plante étiolée) Document 2 : Localisation de l amidon dans les chloroplastes. Dans une cellule végétale, on marque l amidon grâce à l eau iodée. Puis on observe une cellule au MET X 2000 : Aspect des chloroplastes Thylacoïdes très développés Absence de thylacoïde Doc 1 : La couleur verte des feuilles est liée à la présence de thylacoïdes Or ce sont les pigments qui donnent la couleur verte grâce à l absorption de la lumière. Donc les pigments sont situés au niveau des thylacoïdes. Doc 2 : On observe des grains d amidon dans le stroma des chloroplastes. On peut penser que c est à ce niveau que le C0 2 est incorporé dans les glucides. Doc 5 p 17 : Exp n 1 : Il n y a pas de C0 2 incorporé dans les glucides dans les thylacoïdes. N 2 : Dans le stroma, le de C0 2 est incorporé dans les glucides Donc le stroma est le lieu de la 2 ème phase de la photosynthèse. N 3 : Dans le stroma, il y a 24 fois plus de C0 2 est incorporé dans les glucides après que les thylacoïdes ait été placé à la lumière. On peut donc penser que l absorption de la lumière au niveau des thylacoïdes fournit l énergie nécessaire à l incorporation du C0 2 dans les glucides dans le stroma. Donc, l énergie lumineuse est captée par les pigments localisés dans la membrane des thylacoïdes. Elle est convertie en énergie chimique. C est la phase photochimique (1). Cette énergie chimique est utilisée dans le stroma au cours de la phase chimique (2) où le C02 est incorporé aux glucides.

4 AUTOEVALUATION TP 2 : La lumière captée par les chloroplastes. Activité 1 : Extraire des pigments par chromatographie de feuilles d épinards J ai suivi correctement les étapes du protocole J ai obtenu un résultat exploitable J ai commenté mon résultat Activité 2 : Identifier le rôle des pigments. J ai trouvé une démarche pour éprouver mon hypothèse Exp 1 : J ai réalisé une observation correcte des spectres de la lumière et d absorption des pigments Exp2 : J ai su tracer un graphique avec Excel : - Pas d erreurs dans les axes - Titre présent - Titres des axes complets (avec unité) - Sélection du type de graphique correct (nuage de points reliés) J ai analysé correctement le graphique en mettant en relation avec les résultats de l exp 1 J ai compris les différents graphiques étudiés (Excel + doc livre) Activité 3 : Localiser les pigments dans les chloroplastes. J ai réalisé un schéma correct : - Titre - Structures bien représentées (couleurs possibles pour thylacoïdes) - Légendes complètes - 2 phases de la photosynthèse localisées J ai exploité l ensemble des documents correctement : - Structure correcte : Obs-ded-mise en relation - Toutes les informations sont bien analysées

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