TP6 : Phase sombre de la Photosynthèse et devenir de ses produits

½ 1. Equation de la phase sombre 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) Equation de la phase claire : Lumière, chlorophylle H20 + R + ADP + Pi ½ O2 + RH2 +ATP Localisation : dans les thylakoïdes 3) A partir de l’expérience du tableau p66, indiquer quels sont les besoins de la phase sombre ? Besoin de CO2, de RH2 et d’ATP 4) Quelle est donc l’équation de la phase sombre ? CO2 + RH2 + ATP Matière organique + R + (ADP + Pi) Localisation : dans le stroma

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Analyser le document 25 p59. Chromatographie bidimensionnelle : Les composés migrent tour à tour dans 2 directions perpendiculaires avec changement de solvant. Première chromatographie avec un solvant : Deuxième chromatographie avec un solvant différent : 1. Dépôt d’une solution 2. Migration des différents composés avec le solvant 1. Rotation de la feuille

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Analyser le document 25 p59. Chromatographie bidimensionnelle : Les composés migrent tour à tour dans 2 directions perpendiculaires avec changement de solvant. Première chromatographie avec un solvant : Deuxième chromatographie avec un solvant différent : 1. Dépôt d’une solution 2. Migration des différents composés avec le solvant 1. Rotation de la feuille 2. Migration avec un solvant différent Les interactions développées par le nouveau solvant seront différentes, ce qui modifiera la séparation dans cette deuxième dimension et permettra une meilleure séparation globale.

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Analyser le document 25 p59. Chromatographie bidimensionnelle : Les composés migrent tour à tour dans 2 directions perpendiculaires avec changement de solvant. Première chromatographie avec un solvant : Deuxième chromatographie avec un solvant différent : Les composés sont rarement colorés. Pour les détecter il faut souvent: - pulvériser un réactif qui colore les taches (ninhydrine pour les amino-acides) - opérer en lumière U.V. (voir CCM avec indicateur de fluorescence). - opérer un comptage de radioactivité si les composés contiennent des éléments radioactifs.

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Analyser le document 25 p59. Apparition de différents composés au cours du temps : d’abord APG (= PGA = acide phosphoglycérique = 3 phosphoglycérate) Molécule à 3 carbones (3C.) puis deux autres sucres : hexoses phosphates et Ru.1-5 biP. 6C. 5C. puis de nombreux autres composés : acides aminés (sérine…), différents acides… Le CO2 marqué s’est incorporé dans tous ces composés. La photosynthèse permet d’incorporer le CO2 dans l’APG qui sera ensuite transformer en ces différents composés.

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin 2) Analyser le document 26 p59. Premier graphique : Deuxième graphique Facteur variant : Lumière Présence de CO2 - Lorsqu’il y a lumière et CO2 : Quantités d’APG et de RuBP constantes L’APG et le RBP est constamment fabriqué et « détruit » - Lorsqu’il y a CO2 et obscurité : Quantité d’APG augmente et de RuBP diminue La lumière (ATP et RH2) est nécessaire à la production de RuBP et à la disparition de l’APG. - Lorsqu’il y a lumière et pas de CO2 : Quantité d’APG diminue et de RuBP augmente Le CO2 est nécessaire à la production d’APG et à la disparition du RuBP. - En fin d’expérince : Quantité d’APG et de RuBP constante Le RuBP sert à la fabrication de l’APG, et inversement : l’APG est nécessaire à la fabrication du RuBP. C’est un cycle

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin 2) Analyser le document 26 p59. - Lorsqu’il y a lumière et CO2 : Quantités d’APG et de RuBP constantes L’APG et le RBP est constamment fabriqué et « détruit » - Lorsqu’il y a CO2 et obscurité : Quantité d’APG augmente et de RuBP diminue La lumière (ATP et RH2) est nécessaire à la production de RuBP et à la disparition de l’APG. - Lorsqu’il y a lumière et pas de CO2 : Quantité d’APG diminue et de RuBP augmente Le CO2 est nécessaire à la production d’APG et à la disparition du RuBP. - En fin d’expérince : Quantité d’APG et de RuBP constante Le RuBP sert à la fabrication de l’APG, et inversement : l’APG est nécessaire à la fabrication du RuBP. C’est un cycle 3) Sachant que le RuBP : C5H8O5P2, et que l’APG  : C3H5O4P, Quelle pourrait être la réaction chimique qui permet l’incorporation du CO2 ? C5H8O5P2 + CO2 + H2O 2 C3H5O3P RuBP + CO2 2 APG En présence d’ATP et RH2

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Le sucre qui est fabriqué par la phase sombre est un triose-P (C3P). (5C.) (1C.) 2x(3C.) RuBP + CO2 2 APG 3 x En présence d’ATP et RH2 (1C.)

2. Etapes de la phase sombre : le cycle de Calvin Le sucre qui est fabriqué par la phase sombre est un triose-P (C3P). 3 CO2 (1C.) 2 APG 6 (3C.) 3 RuBP (5C.) ATP ADP + Pi ADP + Pi RH2 ATP R 5 trioses P 6 trioses P 1 triose P

3. Devenir du triose-P a. Un stockage temporaire dans la cellule chlorophyllienne : ………………….. Amidon D’après votre observation de la feuille panachée de Coléus colorée au lugol lors du TP n°3, quel est ce sucre de stockage ? b. Fabrication d’un sucre de transport : ………………………… Saccharose La sève élaborée se forme dans la feuille, organe source, puis elle est distribuée à tous les autres organes de la plante, des racines aux bourgeons par les vaisseaux du ……………….. phloème

glucide, lipide, protéine, vitamine, acide nucléique 3. Devenir du triose-P a. Un stockage temporaire dans la cellule chlorophyllienne : ………………….. Amidon D’après votre observation de la feuille panachée de Coléus colorée au lugol lors du TP n°3, quel est ce sucre de stockage ? b. Fabrication d’un sucre de transport : ………………………… Saccharose La sève élaborée se forme dans la feuille, organe source, puis elle est distribuée à tous les autres organes de la plante, des racines aux bourgeons par les vaisseaux du ……………….. phloème c. Fabrication de toutes les autres molécules organiques  Rappeler les différentes molécules organiques qui peuvent exister chez un végétal. glucide, lipide, protéine, vitamine, acide nucléique CHO CHO CHONS CHO NS CHONP Quels sont les atomes que la photosynthèse ne peut apporter ? N et P et S De quelle façon le végétal peut-il récupérer ces atomes ? Absorption par les racines Absorption de minéraux (pas de C.) et d’eau qui constitue la sève …………….. circulant dans les vaisseaux du …………….. brute xylème d. Stockage à long terme dans des organes de réserves (les racines…) :………… Amidon

Photo d’une cellule de pomme de Terre colorée au lugol

Dessin d’une cellule de pomme de terre colorée au lugol et observée au microscope Paroi pecto-cellulosique et membrane accolée Cytoplasme Grains d’amidon colorés au lugol Grossissement x400 Attention à ne pas utiliser de couleurs dans un dessin d’observation

glucose fructose C6H12O6 C6H12O6 Saccharose C12 H22O11