En 1845 le physicien et médecin Mayer suggéra que la lumièreagissait en tant que source d'énergie: "Les plantes prennent une force la lumière, et engendrent une force, l'énergie chimique"
Chapitre 3: une conversion biologique de l'énergie solaire: la photosynthèse
SVT-1ère enseignement scientifique
01 Introduction
Expérience historique de Van Helmont sur la création de matière par les végétaux (XVIème siècle)
SVT-1ère enseignement scientifique
01 Introduction
A partir de cette expérience Van Helmont se demande comment le saule a-t-il pu se développer sans utiliser la matière présente dans la terre du pot.
Problématique : Comment les organismes chlorophylliens transforment-ils l’énergie lumineuse en matière organique (énergie chimique) ?
SVT-1ère enseignement scientifique
02 La production de matière organique
Nous savons que la lumière du Soleil est indispensable pour les plantes car il suffit d'en placer une à l'obscurité pendant plusieurs jours pour la voir dépérir.Pour préciser l’utilisation de l’énergie lumineuse par les végétaux, différentes expériences (présentées ci après) sont réalisées sur des géraniums (Pelargonium) placées à la lumière pendant au moins 24h.
Avant d’être observée, les feuilles des expériences 1 et 2 ont été décolorées en étant ébouillantées dans de l’alcool (schéma ci-contre).
Puis les feuilles sont placées dans de l’eau iodée qui se colore en brun-violet en présence d’amidon (sucre complexe).
SVT-1ère enseignement scientifique
02 La production de matière organique
Expérience 1: Nécessité du dioxyde de carbone
SVT-1ère enseignement scientifique
02 La production de matière organique
Expérience 2: synthèse de l'amidon par les feuilles
SVT-1ère enseignement scientifique
02 La production de matière organique
Expérience 3: synthèse d'amidon par les chloroplastes
Des feuilles d'élodées, placées dans différentes conditions, ont été colorées avec de l'eau iodée. On observe ensuite les chloroplastes des cellules au microscope.
SVT-1ère enseignement scientifique
02 La production de matière organique
Expérience 4: la nécessité de minéraux
SVT-1ère enseignement scientifique
03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Lorsque la lumière arrive sur une feuille d'une plante elle peut être réfléchie, transmise par transparence ou absorbée. Une grande partie de l'énergie solaire absorbée est perdue au niveau de la feuille soit par émission de chaleur, soit par évapotranspiration (perte de vapeur d'eau). Finalement seule une infime partie de la puissance solaire est utilisée pour la photosynthèse à l'échelle de la feuille.
SVT-1ère enseignement scientifique
03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Les radiations lumineuses absorbées par les pigments et utilisées pour la photosynthèse (1)
Spectre obtenu avec un spectroscope à main
Pour connaître les longueur d'ondes absorbées par les plantes, il est possible de réaliser une solution de pigments à partir de feuilles écrasées puis filtrées, et d'analyser la lumière qui traverse la solution. Les résultats sont présentés ci contre
Spectre obtenu avec un spectrophotomètre
SVT-1ère enseignement scientifique
03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Les radiations lumineuses absorbées par les pigments et utilisées pour la photosynthèse (2)
SVT-1ère enseignement scientifique
03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Comparaison spectre d'absorption et spectre d'action
Le spectre d’absorption correspond au pourcentage de lumière absorbée par les pigments chlorophylliens en fonction de la longueur d’onde.
Le spectre d’action correspond à l’intensité de la photosynthèse en fonction de la longueur d’onde.
SVT-1ère enseignement scientifique
04 Schéma-bilan (1)
La photosynthèse, permettant la production de matière organique tel que l’amidon (glucide), se déroule dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes uniquement en présence de lumière. La production de matière organique par photosynthèse se fait principalement au niveau des feuilles
SVT-1ère enseignement scientifique
04 Schéma-bilan (2)
SVT-1ère enseignement scientifique
04 Une vidéo sur la photosynthèse
Watch
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
La formation d'un combustible fossile nécessite qu'une grande quantité de matière organique soit conservée et enfouie. Ce processus se fait sur des temps longs (plusieurs millions d'années). La matière doit être enfouie sous de grandes quantités de sédiments et se retrouver en profondeur dans des conditions géologiques particulières.
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
La matière est réchauffée et forme tout d'abord du kérogène = résidu solide riche en C (carbone) et H (hydrogène). Si la biomasse végétale est d'origine continetale (forêts, marécages), ce kérogène formera essentiellement différentes formes de charbons. Si la biomasse végétale est d'origine océanique (phytoplancton), elle formera davantage de pétrole et de gaz.
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
Un champ de tourbe en Irlande
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
Fragment de feuille de tourbe blonde où on distingue encore assez bien les parois cellulaires, avec lumière polarisée (x 100 et x400)
SVT-1ère enseignement scientifique
05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
Vidéos pour comparer la formation du charbon et du pétrole
SVT-1ère enseignement scientifique
1ère enseignement scientifique- La photosynthèse
Marie Delannoy
Created on May 12, 2021
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En 1845 le physicien et médecin Mayer suggéra que la lumièreagissait en tant que source d'énergie: "Les plantes prennent une force la lumière, et engendrent une force, l'énergie chimique"
Chapitre 3: une conversion biologique de l'énergie solaire: la photosynthèse
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01 Introduction
Expérience historique de Van Helmont sur la création de matière par les végétaux (XVIème siècle)
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01 Introduction
A partir de cette expérience Van Helmont se demande comment le saule a-t-il pu se développer sans utiliser la matière présente dans la terre du pot.
Problématique : Comment les organismes chlorophylliens transforment-ils l’énergie lumineuse en matière organique (énergie chimique) ?
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02 La production de matière organique
Nous savons que la lumière du Soleil est indispensable pour les plantes car il suffit d'en placer une à l'obscurité pendant plusieurs jours pour la voir dépérir.Pour préciser l’utilisation de l’énergie lumineuse par les végétaux, différentes expériences (présentées ci après) sont réalisées sur des géraniums (Pelargonium) placées à la lumière pendant au moins 24h.
Avant d’être observée, les feuilles des expériences 1 et 2 ont été décolorées en étant ébouillantées dans de l’alcool (schéma ci-contre). Puis les feuilles sont placées dans de l’eau iodée qui se colore en brun-violet en présence d’amidon (sucre complexe).
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02 La production de matière organique
Expérience 1: Nécessité du dioxyde de carbone
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02 La production de matière organique
Expérience 2: synthèse de l'amidon par les feuilles
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02 La production de matière organique
Expérience 3: synthèse d'amidon par les chloroplastes
Des feuilles d'élodées, placées dans différentes conditions, ont été colorées avec de l'eau iodée. On observe ensuite les chloroplastes des cellules au microscope.
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02 La production de matière organique
Expérience 4: la nécessité de minéraux
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03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Lorsque la lumière arrive sur une feuille d'une plante elle peut être réfléchie, transmise par transparence ou absorbée. Une grande partie de l'énergie solaire absorbée est perdue au niveau de la feuille soit par émission de chaleur, soit par évapotranspiration (perte de vapeur d'eau). Finalement seule une infime partie de la puissance solaire est utilisée pour la photosynthèse à l'échelle de la feuille.
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03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Les radiations lumineuses absorbées par les pigments et utilisées pour la photosynthèse (1)
Spectre obtenu avec un spectroscope à main
Pour connaître les longueur d'ondes absorbées par les plantes, il est possible de réaliser une solution de pigments à partir de feuilles écrasées puis filtrées, et d'analyser la lumière qui traverse la solution. Les résultats sont présentés ci contre
Spectre obtenu avec un spectrophotomètre
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03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Les radiations lumineuses absorbées par les pigments et utilisées pour la photosynthèse (2)
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03 L'utilisation de la lumière par la feuille
Comparaison spectre d'absorption et spectre d'action
Le spectre d’absorption correspond au pourcentage de lumière absorbée par les pigments chlorophylliens en fonction de la longueur d’onde. Le spectre d’action correspond à l’intensité de la photosynthèse en fonction de la longueur d’onde.
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04 Schéma-bilan (1)
La photosynthèse, permettant la production de matière organique tel que l’amidon (glucide), se déroule dans les chloroplastes des cellules chlorophylliennes uniquement en présence de lumière. La production de matière organique par photosynthèse se fait principalement au niveau des feuilles
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04 Schéma-bilan (2)
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04 Une vidéo sur la photosynthèse
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05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
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05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
La formation d'un combustible fossile nécessite qu'une grande quantité de matière organique soit conservée et enfouie. Ce processus se fait sur des temps longs (plusieurs millions d'années). La matière doit être enfouie sous de grandes quantités de sédiments et se retrouver en profondeur dans des conditions géologiques particulières.
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05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
La matière est réchauffée et forme tout d'abord du kérogène = résidu solide riche en C (carbone) et H (hydrogène). Si la biomasse végétale est d'origine continetale (forêts, marécages), ce kérogène formera essentiellement différentes formes de charbons. Si la biomasse végétale est d'origine océanique (phytoplancton), elle formera davantage de pétrole et de gaz.
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Un champ de tourbe en Irlande
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05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
Fragment de feuille de tourbe blonde où on distingue encore assez bien les parois cellulaires, avec lumière polarisée (x 100 et x400)
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05 Les combustibles fossiles témoins d'une photosynthèse passée
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