TP5 : Mise en évidence des Phases de la Photosynthèse

1. Equation de la photosynthèse 1) Rappeler l’équation de la photosynthèse, et sa localisation . Lumière, chlorophylle * * 6 CO2 + H2 O 6 C6H12O6 + O2 6 Localisation : dans les chloroplastes 2) Cette équation est une oxydoréduction. Séparez les deux couples oxydant/réducteur de cette équation. Couple 1 : CO2 / C6H12O6 Couple 2 : H2O / O2 oxydant réducteur réducteur oxydant réduction oxydant + e- réducteur oxydation 3) Quelles sont les deux localisations possibles dans le chloroplaste ? Thylakoïdes et stroma

Est-ce que cette phase a besoin de lumière? 2. Réaction de Hill : mise en évidence de la phase photochimique Quelle est le couple d’oxydoréduction qui aurait besoin d’un oxydant tel que le réactif de Hill ? Couple H20 / 02 2) Mesure de la concentration en 02 dans la solution Si la réaction d’oxydation de l’eau a lieu Si il y a photosynthèse [O2] devrait augmenter On se pose les problèmes suivants : Est-ce que cette phase a besoin de lumière? Est-ce que cette phase a besoin d’un oxydant? Etapes de l’expérience : Obscurité : 1 min : de 0 à 1min - Lumière : 4 min : de 1 à 5 min avec Injection de 0,5 ml de ferricyanure de potassium à la 3ème min Obscurité : 2 min : de 5 à 7 min - Lumière : 4 min : de 7 à 11 min avec Injection de 0,5 ml de ferricyanure de potassium à la 9ème min

Est-ce que cette phase a besoin de lumière? 2. Réaction de Hill : mise en évidence de la phase photochimique Quelle est le couple d’oxydoréduction qui aurait besoin d’un oxydant tel que le réactif de Hill ? Couple H20 / 02 2) Mesure de la concentration en 02 dans la solution Si la réaction d’oxydation de l’eau a lieu [O2] devrait augmenter On se pose les problèmes suivants : Est-ce que cette phase a besoin de lumière? Est-ce que cette phase a besoin d’un oxydant? 3) Justifier les étapes du protocole - Découper et Broyer Détruire les membranes des cellules et dans les cellules - Ajouter du tampon P-saccharose simple concentration (pH 6,5) Diluer les chloroplastes et thylakoïdes dans une solution neutre - Filtrer Récupérer les chloroplastes - Placer au froid Inhiber les enzymes et donc protéger les chloroplastes - Centrifugation Récupérer les chloroplastes - Remettre en suspension avec de l’eau distillée Faire éclater les chloroplastes restants

Est-ce que cette phase a besoin de lumière? 2. Réaction de Hill : mise en évidence de la phase photochimique Si la réaction d’oxydation de l’eau a lieu [O2] devrait augmenter On se pose les problèmes suivants : Est-ce que cette phase a besoin de lumière? Est-ce que cette phase a besoin d’un oxydant? 4) Analyser les résultats Méthode : Présenter le document Décrire le document (graphique, ne pas oublier les valeurs) Interpréter le document Etapes de l’expérience : Obscurité :de 0 à 1min - Lumière : de 1 à 3 min avec Injection de 3 à 5 min Obscurité : de 5 à 7 min - Lumière : de 7 à 9 min avec Injection de 9 à 11 min

Graphique représentant la concentration en O2 en fonction du temps dans une solution de thylakoïdes. Injection du réactif de Hill lumière lumière

Est-ce que cette phase a besoin de lumière? 2. Réaction de Hill : mise en évidence de la phase photochimique Si la réaction d’oxydation de l’eau a lieu [O2] devrait augmenter On se pose les problèmes suivants : Est-ce que cette phase a besoin de lumière? Est-ce que cette phase a besoin d’un oxydant? 4) Analyser les résultats Méthode : Présenter le document Décrire le document (graphique, ne pas oublier les valeurs) Interpréter le document Etapes de l’expérience : Obscurité :de 0 à 1min - Lumière : de 1 à 3 min avec Injection de 3 à 5 min Obscurité : de 5 à 7 min - Lumière : de 7 à 9 min avec Injection de 9 à 11 min Evolution de la [O2] Baisse ou stable Baisse ou stable Augmentation Baisse Augmentation « Forte » augmentation

Phase non photochimique 3. Bilan des deux phases de la photosynthèse. 1) A l’aide des documents p57, remplir le tableau suivant : Phase photochimique Phase non photochimique Couple d’oxydoréduction Localisation de la réaction Réactifs de la réaction Energie utilisée Produits de la réaction H2O / O2 CO2 / C6H12O6 thylakoïdes stroma H2O et oxydant (R) CO2 et RH2 Énergie lumineuse ATP (énergie chimique) O2, réducteur (RH2), et ATP C6H12O6 et R 2) Expliquer pourquoi ces phases sont à la fois indépendantes et dépendantes. Indépendantes Séparées dans l’espace et peuvent être séparées dans le temps. Dépendantes Une partie des produits de chaque réaction sert de réactif à l’autre.

La molécule d’ATP Adénine Adénosine Ribose Groupements phosphates Liaisons énergétiques

La molécule d’ATP Adénine Adénosine P P P Ribose 3 Groupements phosphates Liaisons énergétiques

Dégradation de l’ATP et formation d’énergie Adénine Adénine P P P Ribose P P Ribose + P ATP ADP + Pi Energie Liaisons énergétiques

2e- Schéma bilan de la phase claire de la photosynthèse Energie lumineuse photons Energie chimique ADP + Pi ATP Stroma (du chloroplaste) R RH2 2e- Pigments photosynthétiques et protéines H2O ½ O2 + 2H+ Membrane du thylakoïde