Préparation : Substrats et produits de la photosynthèse
A partir des documents la page 36 et de la vidéo de la p 38, identifier substrat et produit dans les voies métaboliques de la photosynthèse.
Question⚓
Solution⚓
On observe ici qu'en présence d'une feuille éclairée le rouge de crésol passe de rouge à violet ce qui montre que le milieu s'est appauvri en CO2. On apprend par ailleurs qu'un des produits de la photosynthèse est le glucose. L'expérience de récupération du gaz produit par la photosynthèse permet également de montrer que la plante a produit du dioxygène lorsqu'elle était éclairée.
On peut donc identifier ici deux des produits de la photosynthèse : le glucose et le dioxygène et un des substrats : le CO2.
Remarque : la photosynthèse nécessite un autre substrat : il s'agit de l'eau.
L'équation globale de la photosynthèse s'écrit donc :
Dioxyde de carbone+ eau -> glucose + dioxygène
SUBSTRATS -> PRODUITS
Définition :
Des substrats sont donc des molécules qui vont subir une réaction biochimique spécifique et seront transformées, à l'issue de cette réaction, en d'autres molécules : les produits.
Définition : Autotrophe
Un être vivant ou une cellule qui peut produire sa propre matière organique à partir de matière minérale (matière qui n'est pas produite par les êtres vivants comme l'eau ou le CO2) est appelé autotrophe.
Complément : L'accélération des réactions biochimiques
Les réactions biochimiques sont accélérées par des molécules appelées enzymes.
La première enzyme à intervenir dans la photosynthèse est la RuBisCo. Elle représente 50% en masse des protéines des feuilles ce qui en fait l'enzyme la plus abondante sur Terre. Elle mesure une dizaine de nanomètres de longueur ce qui en fait une très grosse molécule = macro-molécule.
Elle fixe le CO2 à un autre substrat de la voie métabolique de la photosynthèse. Elle produit ensuite des molécule d'acide phosphoglycérique qui seront ensuite des substrats pour d'autres réactions de la voie métabolique de la photosynthèse.
A proximité de l'atome de magnésium en vert on observe la molécule de CO2 qui est fixée suite à la transformation des deux substrats en produits de la réaction.
Mise en évidence d'une réaction chimique : action de l'amylase salivaire sur l'amidon
Question⚓
Décrire l'expérience réalisée en classe en utilisant les mots amidon, eau iodée (réactif coloré), sucre simple. Écrire la transformation chimique qui s'est déroulée dans le tube avec la croix.
Solution⚓
Nous avons utilisé deux tubes à essai. dans l'un nous avons mis de l'amidon et de l'eau iodée (tube 1) et dans l'autre de l'amidon, de l'amylase salivaire et de l'eau iodée (tube avec la croix). Le tube 1 a pris une couleur bleu nuit caractéristique de la présence d'amidon. le tube avec la croix a pris une couleur jaune montrant que l'eau iodée ne changeait pas de couleur.
Dans le tube avec la croix la transformation chimique qui s'est déroulée est :
amidon + amylase salivaire -> sucres simples
Ici l'amidon est le substrat de la réaction chimique, l'amylase salivaire est l'enzyme qui accélère la transformation chimique pour qu'elle puisse avoir lieu. Les sucres simples sont les produits de la réaction.
Le tube avec l'amidon seul et le réactif coloré est le Témoin de l'expérience.
Remarque : toutes les cellules ne possèdent pas l'amylase salivaire et ne peuvent pas effectuer cette réaction.
Question 3 p. 37
Question⚓
Docs 1, 4 Indiquer comment les deux types de cellules d'un végétal s'approvisionnent en molécules organiques.
Solution⚓
Les cellules des feuilles réalisent la photosynthèse et sont autotrophes. Elles produisent leurs molécules organiques, comme le glucose, à partir de la transformation de molécules minérales en utilisant l'énergie solaire.
Les cellules des racines ne sont pas chlorophylliennes et ne réalisent pas la photosynthèse. En revanche elles récupèrent du glucose qui a été produit dans les feuilles et circule par les vaisseaux conducteurs de la plante dans la sève élaborée. Les cellules des racines sont donc hétérotrophes, elles utilisent la matière organique produite par d'autres cellules de la plante.
Définition : Hétérotrophe:
se dit d'un être vivant qui consomme la matière organique d'autres êtres vivants afin de fabriquer sa propre matière organique. Peut aussi concerner une cellule d'un organisme pluri-cellulaire.
questions 4 et 5 p 37
Question⚓
Doc 4 Montrer que des flux de matière et d'énergie existent entre un végétal et un animal. Conclure en expliquant quelle est l'origine des molécules organiques chez les végétaux et chez les animaux
Solution⚓
Les cellules animales comme celles de la vache utilisent de la matière organique qui a été produite grâce à la photosynthèse des végétaux chlorophylliens. Cette matière organique est utilisée soit pour construire les molécules nécessaires aux cellules de la vache, soit pour produire l'énergie nécessaires à l'ensemble des réactions du métabolisme de la vache grâce à la respiration.
La matière organique fabriquée par les végétaux chlorophylliens peut donc être ingérée par la vache puis utilisée pour fabriquer de l'énergie par le métabolisme de la respiration. L'énergie nécessaire à la photosynthèse est fournie par la l'énergie lumineuse captée par les feuilles.
Il y a donc bien un transfert d'énergie de la lumière vers les molécules organiques fabriquées par les feuilles puis un transfert de matière entre le végétal et l'animal qui le consomme. Un dernier transfert se fait entre la matière organique d'origine végétale utilisée par les cellules animale et l'énergie qu'elles produisent par le métabolisme de la respiration. ces transferts correspondent à des flux de matière et d'énergie entre le végétal et l'animal.
Conclusion :
Les molécules organiques végétales sont fabriquées à partir de matière minérale et de l'énergie lumineuse. Mes molécules organiques animales sont fabriquées à partir des molécules organiques prélevées sur d'autres êtres vivants et de l'énergie extraite d'une partie de ces molécules organiques par le métabolisme de la respiration cellulaire qui nécessite du dioxygène.