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SVT au lycée
Cours de Mme Marquet et M Viora
Exercices sur la plante productrice de matière organique
Exercice 1 — Photosynthèse et Production de Glucides
Objectif pédagogique : Comprendre le processus de la photosynthèse et son rôle dans la production de matière organique.
Décrivez le processus de la photosynthèse en précisant les éléments nécessaires à cette réaction et les produits qu’elle génère.
Exercice 2 — Analyse Expérimentale de l’Absorption de la Chlorophylle
Objectif pédagogique: Étudier les spectres d’absorption de la chlorophylle pour comprendre son rôle dans la photosynthèse.
Imaginez une expérience pour déterminer le spectre d’absorption de la chlorophylle et expliquez comment cela affecte le processus photosynthétique.
Exercice 3 — Influence des Facteurs Environnementaux sur la Photosynthèse
Objectif pédagogique : Analyser l’influence de divers facteurs environnementaux sur l’efficacité de la photosynthèse.
Discutez l’impact de la lumière, la température et la concentration de CO₂ sur la photosynthèse.
Exercice 4 — Comprendre la Photosynthèse
Objectif pédagogique : Comprendre les étapes et les effets de la photosynthèse dans la production de matière organique chez les plantes.
Rédige un texte d’environ 150 mots expliquant le processus de la photosynthèse. Incluez les étapes principales, à savoir l’absorption de lumière, la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique, et la fixation du carbone.
Exercice 5 — Analyse Comparée des Organes de Réserve
Objectif pédagogique: Identifier et comparer les différents types d’organes de réserve chez les plantes et leur rôle dans la production de matière organique.
Réalisez un tableau comparatif des différents organes de réserve des plantes (tubercules, rhizomes, bulbes, graines). Décrivez leur fonction principale et un exemple pour chacun.
Exercice 6 — Influence des Conditions Environnementales sur la Production de Matière Organique
Objectif pédagogique: Analyser l’impact des conditions environnementales sur la capacité des plantes à produire de la matière organique.
Rédigez un texte argumentatif d’environ 200 mots examinant la façon dont ces trois facteurs tels que la lumière, l’eau et la concentration en dioxyde de carbone influent sur la photosynthèse et la production de matière organique.
Exercice 7 — La photosynthèse et ses produits
Objectif pédagogique : Comprendre le processus de la photosynthèse et identifier les produits résultants.
Expliquez le mécanisme de la photosynthèse en décrivant les éléments nécessaires (à l’entrée) et les produits formés. Ensuite, écrivez une équation simplifiée de la photosynthèse.
Exercice 8 — La photosynthèse et l’écosystème
Objectif pédagogique: Évaluer l’importance de la photosynthèse pour l’écosystème et les chaînes alimentaires.
Rédigez un paragraphe d’environ 150 mots sur l’importance de la photosynthèse pour l’ensemble de l’écosystème et son impact sur les chaînes alimentaires.
Exercice 9 — Exercice 1 type bac Le bilan de la photosynthèse.
Les végétaux sont des organismes photoautotrophes qui utilisent la lumière pour synthétiser des molécules organiques, à partir de composés minéraux : c’est la photosynthèse.
Définissez la photosynthèse en rappelant quelques expériences historiques qui ont permis de la comprendre. Vous préciserez son équation bilan et les conditions nécessaires pour qu’elle ait lieu. Vous pourrez vous appuyer sur les expériences résumées dans le document.
Document : Reconstitution d’une expérience historique de la fin du XVIIIe siècle. Des élodées sont placées, à la lumière, dans trois solutions différentes et on observe dans un tube inversé rempli de liquide l’apparition de gaz.
Corrigé exercice 1 : La photosynthèse est le processus par lequel les plantes transforment l’énergie solaire en énergie chimique. Les réactifs nécessaires sont le dioxyde de carbone (CO₂) et l’eau (H₂O), et la réaction se déroule dans les chloroplastes des cellules végétales. L’énergie solaire, captée par la chlorophylle, est utilisée pour convertir le CO₂ et l’H₂O en glucose (C₆H₁₂O₆), un sucre, et oxygène (O₂) comme sous-produit. Le glucose est utilisé comme source d’énergie pour la plante et sert à la synthèse d’autres composés organiques nécessaires à sa croissance.
Corrigé exercice 2 : Pour déterminer le spectre d’absorption de la chlorophylle, on utilise un spectrophotomètre. La chlorophylle extraite est mise en solution et exposée à différentes longueurs d’onde de lumière. On observe que la chlorophylle absorbe principalement dans les longueurs d’onde correspondant au rouge et au bleu, mais pas dans le vert, ce qui explique la couleur verte des plantes. Cette absorption spécifique maximise l’efficacité énergétique du processus photosynthétique, permettant à la plante de convertir un maximum d’énergie lumineuse en énergie chimique.
Corrigé exercice 3 :
| Facteur | Effet sur la Photosynthèse |
|---|---|
| Lumière | L’intensité lumineuse affecte directement le taux de photosynthèse. Plus la lumière est intense, plus la photosynthèse est efficace, jusqu’à un certain point de saturation où d’autres facteurs limitent. (exemple : plantes en milieu ombragé vs en plein soleil). |
| Température | La photosynthèse augmente avec la température jusqu’à un certain seuil au-delà duquel les enzymes peuvent être dénaturées, ce qui réduit l’efficacité. (exemple : photosynthèse réduite à basse/haute température). |
| Concentration de CO₂ | Un niveau élevé de CO₂ augmente le taux de photosynthèse, car il y a plus de matière disponible pour la fixation du carbone dans le cycle de Calvin.(exemple : serres enrichies en CO₂). |
Corrigé exercice 4 : La photosynthèse commence par l’absorption de la lumière du soleil par les pigments chlorophylliens dans les chloroplastes des cellules végétales. Cette lumière est utilisée pour scinder des molécules d’eau en oxygène et en protons, tout en produisant de l’énergie sous forme d’ATP et de NADPH. Par la suite, le carbone est fixé à partir du dioxyde de carbone dans l’atmosphère via le cycle de Calvin. Les atomes de carbone sont réarrangés pour former des glucides, qui sont la forme principale de matière organique.
Corrigé exercice 5 :
| Type d’organe | Fonction | Exemple de plante |
|---|---|---|
| Tubercules | Stockage de réserves nutritives pour la survie et la multiplication | Pomme de terre |
| Rhizomes | Permet la propagation et le stockage de nutriments | Gingembre |
| Bulbes | Stockage de nutriments et reproduction | Oignon |
| Graines | Assurer la dispersion et la survie de l’espèce | Haricot |
Corrigé exercice 6 :
La lumière est essentielle à la photosynthèse, car elle fournit l’énergie nécessaire pour la transformation de dioxyde de carbone et d’eau en glucides. Sans lumière adéquate, le processus est lent ou interrompu. L’eau est un réactif dans la réaction chimique de la photosynthèse; une carence en eau diminue donc la production de matière organique et entraîne la fermeture des stomates pour conserver l’eau, réduisant l’absorption de CO2. Enfin, la concentration de CO2 influence la vitesse du cycle de Calvin ; une concentration optimisée augmente l’absorption rapide de carbone, maximisant la production de glucose.
Corrigé exercice 7 :
- Mécanisme : La photosynthèse nécessite de la lumière, du dioxyde de carbone (CO₂) et de l’eau (H₂O) pour produire du glucose (C₆H₁₂O₆) et de l’oxygène (O₂).
- Équation simplifiée : 6 CO₂ + 6 H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Corrigé exercice 8 :
La photosynthèse est fondamentale pour les écosystèmes car elle est à la base de quasiment toute la matière organique produite. Grâce à la photosynthèse, les plantes produisent du glucose qui sert de nourriture aux herbivores, qui sont eux-mêmes mangés par les carnivores. Cela crée un flux d’énergie à travers les niveaux trophiques. De plus, la photosynthèse libère de l’oxygène, essentiel à la vie animale. Ainsi, elle est cruciale non seulement pour la chaîne alimentaire, mais aussi pour l’équilibre de l’atmosphère.
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