Energie et cellule vivante

Thème 3 : Energie et cellule vivante

(doc a et b)

Introduction

Pour assurer sa fonction vitale la cellule échange de la matière et de l’énergie avec l’environnement. Ces échanges mettent en jeu de nombreuses transformations chimique à l’intérieur de la cellule : elle constitue le métabolisme.

Introduction :

Les végétaux chlorophylliens aussi appelés producteurs primaires, fabriquent leur matière organique à partir d’énergie lumineuse et de matière minérale.

    Comment  l’énergie lumineuse est-elle transformée en molécule organique lors de la photosynthèse ?

I – Pigments et photosynthèse
-> TP1

    A| Les chloroplastes : organites de la photosynthèse

La photosynthèse est la synthèse de matière organique à partir de matière minérale et d’énergie lumineuse. Elle a lieu dans des organes spécialisés des végétaux : les feuilles au sein de cellules chlorophylliennes qui contiennent de nombreux chloroplastes. Les chloroplastes sont des organites compartimentés délimités par une double membrane et contenant un réseau membranaire interne appelé thylakoïde. (Doc c et p37)

    B| Les pigments de la photosynthèse

Différents pigments chlorophylliens et caroténoïdes sont présents dans la membrane des thylakoïdes. Un pigment est une molécule capable d’absorber l’énergie lumineuse. Chaque type de pigment capte des longueurs d’ondes particulières, ceux des chloroplastes absorbent principalement la lumière bleu (~450nm) et la lumière rouge (~600nm) ce qui explique la couleur verte des chloroplastes et donc des feuilles.
(Doc 2 p23). Les longueurs d’ondes absorbées correspondent à celles qui sont efficaces pour la photosynthèse, le spectre d’absorption se superpose au spectre d’action de la photosynthèse. (Doc d et e)

II – La photosynthèse : une réaction métabolique en deux étapes
    A| La phase clinique
-> L’expérience de Ruben et Kamen

La phase chimique se déroule dans le stroma des chloroplastes. Elle permet l’incorporation du carbone minéral du CO2 dans les molécules organiques au cours de réactions organisées en un cycle : le cycle de Calvin.

Au cours de ce cycle intervient une enzyme, la rubisco, qui catalyse la fixation du CO2 sur un glucide en C5 (Ru-BP) ce qui donne 2 APG (glucide en C3). Une succession de réactions consommant de l’ATP et des composés réduits RH2 permet la production de triose phosphate dont une partie est ensuite exportée et convertie en diverses molécules organiques (dont glucose et amidon).