2-3 Une conversion biologique de l’énergie solaire : la photosynthèse

L’utilisation par la photosynthèse d’une infime partie de l’énergie solaire reçue par la planète fournit l’énergie nécessaire à l’ensemble des êtres vivants (à l’exception de certains milieux très spécifiques non évoqués dans ce programme).

À l’échelle de la planète, combien de matière organique est fabriquée grâce à la photosynthèse et où cette synthèse se déroule-t-elle ?

A la fin de la séance je sais :

❑ Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse :

  • elle permet la synthèse de matière organique 
  • elle est à l’origine des combustibles fossiles

A/ Bilan de la photosynthèse

Livre p100103

Une partie du rayonnement solaire absorbé par les organismes chlorophylliens permet la synthèse de matière organique (ci-contre : glucose, amidon) à partir d’eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone : c’est la photosynthèse.

La photosynthèse permet l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique (les glucides -par exemple- sont des molécules riches en énergie, libérée lorsque les liaisons chimiques entre les atomes de carbone sont rompues).

Respiration et fermentation à l’échelle moléculaire

Ces molécules peuvent être transformées par

  • la respiration qui casse les liaisons entre les atomes de C du glucose, libérant du dioxyde de carbone, de l’eau et beaucoup d’énergie

C6H12O6 + 6O2 + 36 ADP +36 Pi → 6CO2 + 6H2O + énergie = 36 ATP

  • la fermentation qui casse très incomplètement les liaisons entre les atomes de C du glucose, libérant du dioxyde de carbone (celui qui fait gonfler la pâte à pain), de l’alcool et un peu d’énergie

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 C2H5OH + 2CO2 + énergie = 2 ATP

pour libérer l’énergie nécessaire au fonctionnement des êtres vivants.

TP métabolisme des sucres (ExAO, voir Seconde)

Belin p98-99

Livre 103

exercice 6p109 étude des levures par Pasteur

À l’échelle de la planète, les organismes chlorophylliens utilisent pour la photosynthèse environ 0,1% (0,34 W.m-2) de la puissance solaire totale disponible (340 W.m-2). L’énergie solaire est donc un vaste gisement d’énergie très peu exploité à l’échelle mondiale : une progression de l’indice foliaire (dans un jardin forêt par exemple) et des ressources minérales améliore facilement la captation de cette énergie.

TP Photosynthèse

Livre p101

 
https://static1.assistancescolaire.com/1/images/1_sci_19i03z.jpg
Spectre d’absorption des pigments photosynthétiques

À l’échelle de la feuille (pour les plantes), la photosynthèse utilise une très faible fraction de la puissance radiative reçue, le reste est soit diffusé, soit transmis, soit absorbé (provoquant alors l’échauffement et l’évapo-transpiration).

Bilan énergétique de la photosynthèse à l’échelle de la feuille

exercices :

Expérience d’Engelmann Activité 1p100

8p110 Couleur d’une algue

Exercices interactifs

Vrai-faux

QCM

 

B/ La photosynthèse fossile



https://bd54428a-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/svtsecondelec/theme-2/chapitre-1-le-soleil-une-source-d-energie-essentielle/formation%20combustibles%20fossile.PNG?attachauth=ANoY7cpqelZAN-icllH5MHVoEwEP3iP_NmY-DXCaQIO1DcH2n5tr67j5xWCNQch_G0gV2RbC9dB4VffzRjoGdwCdXSBAAU7wXDTiB65pbkuj4UkD3JhILxlAj-XRg8J3SXVWSXH8WiVlcrVfexkxRz8VrA4cmhShIWowtdEab_aNvm9lyPfKwBmOYyqOLlUpMKLX2VBYq6yyHQapKUvEuJWuzhxQzyNbE3vyey4m6IV-Bfi6wy5uUrbgFkSvMBG_JEd1HknQwmI_QCiLZ_wLisbJrsy-dJ0qulZRBtQGTIi_mxFFszlzaiKg2Mjql0eAkWjQbh1wHqLpQ7nye9Tm3hJvQU2ZPyu90A%3D%3D&attredirects=0

Un extrait de Home (2009) de Yann Arthus Bertrand à voir en entier.

http://www.qcm-svt.fr/QCM/img-sujets/1464339135Combustibles_Fossiles1.png

À l’échelle des temps géologiques, une partie de la matière organique s’accumule dans les sédiments puis se transforme en donnant des combustibles fossiles : gaz, charbon, pétrole.

Une animation pour expliquer ce qui se passe lors de l’enfouissement

exercice 5p109 consommation de pétrole

 

 

 


Savoir

  • Une partie du rayonnement solaire absorbé par les organismes chlorophylliens permet la synthèse de matière organique à partir d’eau, de sels minéraux et
    de dioxyde de carbone (photosynthèse).
  • À l’échelle de la planète, les organismes chlorophylliens utilisent pour la photosynthèse environ 0,1% de la puissance solaire totale disponible. À l’échelle de la feuille (pour les plantes), la photosynthèse utilise une très faible fraction de la puissance radiative reçue, le reste est soit diffusé, soit transmis, soit absorbé (échauffement et évapo- transpiration).
  • La photosynthèse permet l’entrée dans la biosphère de matière minérale stockant de l’énergie sous forme chimique. Ces molécules peuvent être transformées par respiration ou fermentation pour libérer l’énergie nécessaire au fonctionnement des êtres vivants.
  • À l’échelle des temps géologiques, une partie de la matière organique s’accumule dans les sédiments puis se transforme en donnant des combustibles fossiles : gaz, charbon, pétrole.

Savoir faire

  • Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.
  • Comparer les spectres d’absorption et d’action photosynthétique d’un végétal.
  • Représenter sur un schéma les différents échanges d’énergie au niveau d’une feuille.
  • À partir de l’étude d’un combustible fossile ou d’une roche de son environnement, discuter son origine biologique.

Correction exercices 6 page 109

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