Partie I : Restitution des connaissances
1/ Définir les termes suivants :
cycle de Calvin – phase obscure – chimiotrophe -autotrophe – photosystème – phase photochimique
2- Corriger les propositions fausses.
a- La photosynthèse utilise l’énergie lumineuse grâce à la molécule de chlorophylle.
b- en absence de gradient de protons de part et d’autre de la membrane de la thylakoïde il y’a synthèse d’ATP. c- La synthèse d’ATP au cours de la photosynthèse met en jeu le gradient de protons et ATP synthase.
d- La phase photochimique de la photosynthèse aboutit à la synthèse de glucides.
e- La phase lumineuse de la photosynthèse a pour produits l’oxygène ; l’ATP et le NADPH2.
f- Le CO2 se fixe au RudiP au cours des réactions du cycle de Calvin.
g- la phase obscure de la photosynthèse se produit au niveau des membrane des thylakoïdes.
k- la phase photochimique de la photosynthèse se produit au niveau du stroma.
3- Donner une réponse simple aux questions suivantes :
a- Ecrire la réaction d’oxydation de l’eau. b- Ecrire la réaction de synthèse d’ATP. c- Quel est le rôle de la molécule de NADPH2 ? d- Comment s’appelle le réactif initial du cycle de Calvin sur lequel se fixe le CO2 ? Ecrire la réaction. e- donner les fonctions de chaque photosystème ?
4- Reconnaître les affirmations correctes et corriger les affirmations incorrectes :
a- La photosynthèse est un ensemble de réactions dont l’objectif pour les végétaux est de produire du dioxygène. b- la phase sombre nécessite l’intervention des molécules d’ATP et de NADPH2.
c- Elle nécessite aussi un apport de matière organique.
d- Lors de la photosynthèse, du CO2 est libéré et de l’O2 est absorbé.
e- Elle se passe dans un organite appelé chlorophylle.
f- La molécule d’eau oxydée cède deux électrons à une molécule chlorophyllienne du photosystème1.
g- Les pigments chlorophylliennes peuvent être séparées par solubilité dans l’eau.
Partie II : Investissement des données et utilisation des connaissances
Exercice 1
On cherche à expliquer les mécanismes de l’incorporation du CO₂ dans les cellules chlorophylliennes ; Pour cela on vous propose les données suivantes :
On fragmente des chloroplastes en séparant le stroma et les thylakoïdes. Les thylakoïdes sont exposés à la lumière. Le stroma, placé à l’obscurité, est alimenté en dioxyde de carbone marqué à l’isotope radioactif ¹⁴C du carbone. On réalise alors différentes expériences (résultats indiqués dans le tableau suivant :
| Conditions expérimentales | Quantité de ¹⁴CO₂ fixé dans le stroma, mesurée en coups par minute | |
|---|---|---|
| 1 | Stroma à l’obscurité | 4000 |
| 2 | Stroma à l’obscurité, thylakoïdes éclairés puis tout est placé à l’obscurité | 96000 |
| 3 | Stroma à l’obscurité + ATP + RH2 | 97000 |
1- À partir de l’exploitation des documents, déterminez les conditions dans lesquelles il y a fixation du dioxyde de carbone dans le chloroplaste. 2- précisez le rôle des thylakoïdes en présence de lumière. Puis interpréter.
Exercice 2
Pour clarifier les conditions de synthèse de la molécule énergétique dans la membrane des thylakoïdes nous vous proposons une étude des expériences suivantes :
Expérience 1 : des thylakoïdes isolés dont le pH du milieu intra lamellaire est fixé à la valeur =7, sont placés à l’obscurité dans un milieu de pH=7, contenant du phosphate inorganique P et de l’ADP. Aucune synthèse de L’ATP n’a été enregistrée.
Expérience 2 : D’autres thylakoïdes isolés dont le pH du milieu intra lamellaire est fixé à la valeur =4, sont placés à l’obscurité dans un milieu de pH=8,5, contenant du phosphate inorganique P et de l’ADP. Une synthèse de L’ATP a été enregistrée.
Expérience 3 : D’autres thylakoïdes dépourvus de sphères pédonculées sont isolés avec un pH du milieu intra lamellaire fixé à la valeur =4, puis placés à l’obscurité dans un milieu de pH=8,5, contenant du phosphate inorganique P et de l’ADP. Aucune synthèse de L’ATP n’a été enregistrée.
1- Ecrire la réaction de synthèse de la molécule d’ATP et dites pendant quelle phase se produit-elle ? 2- À partir de la comparaison de ces trois expériences, préciser les conditions nécessaires pour la synthèse des molécules de l’ATP.
☀️ Prêt à briller au prochain contrôle ?
Après avoir résolu ces exercices, testez votre rapidité avec notre QCM interactif sur les étapes de la photosynthèse. Saurez-vous différencier sans erreur la phase claire de la phase sombre ?