mais d’où vient l’amidon?

Présentation au sujet: "mais d’où vient l’amidon?"— Transcription de la présentation:

1 mais d’où vient l’amidon?
Le chaînon manquant Vous avez vu toutes les étapes entre la digestion de l’amidon et le mouvement musculaire, mais d’où vient l’amidon?

2 Photosynthèse et adaptations au manque de lumière
La pêche aux photons Photosynthèse et adaptations au manque de lumière Chapitre 10 et anecdotes

3 Collège Lionel-Groulx
Plan du cours Structure des feuilles et des chloroplastes Manque de lumière: adaptations morphologiques Pigments photosynthétiques Manque de lumière: adaptation physiologiques La photosynthèse en 7 étapes Les réactions photochimiques La fixation du CO2 Adaptations au manque d’eau Collège Lionel-Groulx

4 Structure de la feuille fig. 10.4
Cuticule Collège Lionel-Groulx

5 Collège Lionel-Groulx
Détour: biomimétisme Le biomimétisme consiste à résoudre des problèmes contemporains en tentant de reproduire des processus naturels. Janine M. Benyus publie le premier livre sur le sujet en 1997. Changement de paradigme: on ne se demande pas ce que nous pouvons prendre de la nature mais plutôt ce que nous pouvons apprendre de la nature. 3,8 milliards d’années de recherche et développement sont à notre portée pour nos innovations. Collège Lionel-Groulx

6 Collège Lionel-Groulx
Feuille de lotus et super cuticule: une source d’inspiration technologique Cliquez sur l’image pour voir le vidéo Collège Lionel-Groulx

7 Adaptations au manque de lumière
Forêt tropicale humide = très dense Peu de lumière se rend au sol Les petites plantes doivent s’adapter… Collège Lionel-Groulx

8 Collège Lionel-Groulx
Gigantisme foliaire Augmente la photosynthèse Nombre de photons captés  Maximise les échanges gazeux Par contre, les pertes en eau sont potentiellement importantes Collège Lionel-Groulx

9 Collège Lionel-Groulx
Gouttières Humidité = développement d’algues et/ou moisissures Couverture d’algues = compétition pour la lumière Les gouttières assurent que l’eau ne s’accumulera pas sur la feuille Super cuticule du lotus = même rôle Collège Lionel-Groulx

10 Collège Lionel-Groulx
La chlorophylle fig Anneau porphyrinique Complexe multiprotéique Queue hydrophobe Anneau porphyrique + Mg (absorbe lumière). Queue hydrophobe (dans la membrane) Deux sortes: a (a) et b (ß) Collège Lionel-Groulx

11 Spectre d’absorption fig. 10.10
Le soleil émet une grande gamme de longueurs d’onde. L’atmosphère laisse passer la lumière visible (380 nm nm). Les végétaux utilisent surtout le bleu et le rouge… et diffusent le vert. C’est pourquoi ils sont verts ! Collège Lionel-Groulx

12 Collège Lionel-Groulx
Les photosystèmes fig Photosystème = groupement de pigments (200 à 300) Pigments collecteurs + centre réactionnel Les centres réactionnels perdent leurs électrons Collège Lionel-Groulx

13 Adaptations au niveau des pigments
Augmentation de la concentration de pigments photosynthétiques: plantes foncées = moins de photons « gaspillés » Utilisation de pigments photosynthétiques différents: utilisent la lumière dont les autres plantes ne veulent pas… Utilisation de pigments réfléchissants sous la feuille: les photons ont deux chances d’être captés Collège Lionel-Groulx

14 Collège Lionel-Groulx
Anthocyanine Pigment qui reflète la lumière rouge Donne une deuxième chance aux « photons rouges » d’être captés Collège Lionel-Groulx

15 Anthocyanine Coupe transversale d’une feuille
Photons Épiderme supérieur Grâce à la couche d’anthocyanine sur la surface inférieure de la feuille, la quantité de lumière gaspillée est de beaucoup diminuée (représenté par la taille des flèches) Chlorophylle Anthocyanine Épiderme inférieur Collège Lionel-Groulx

16 Vue d’ensemble de la PS fig. 10.6
Phase claire Phase « obscure » Collège Lionel-Groulx

17 La photosynthèse en 7 étapes (transport non-cyclique des électrons)
Réactions photochimiques (6) Photo-oxydation du photosystème I Réduction du NADP+ Photo-oxydation du photosystème II Chaîne de transport d’électron  gradient de concentration de H+ et réduction du photosystème I Scission de l’eau Photophosphorylation grâce au gradient de H+ Fixation du CO2 (cycle de Calvin) Collège Lionel-Groulx

18 Collège Lionel-Groulx
La turbine produit un gradient de H+ qui permettra de faire de l’ATP Collège Lionel-Groulx

19 Réactions photochimiques Transport non-cyclique des électrons
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20 Transport cyclique des électrons fig 10.16
Ne produit pas d’O2 Ne produit pas de NADPH + H+ Collège Lionel-Groulx

21 Réactions photochimiques Vue détaillée – Thylakoïde
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Donc… Oxydation du photosystème I  NADPH + H+ Oxydation du photosystème II  alimente la chaîne de transport d’électrons Chaîne de transport crée un gradient de H+ Photosystème I = accepteur d’électrons provenant du photosystème II Le photosystème II retourne à son état normal en oxydant l’H2O, formant ainsi l’O2 Collège Lionel-Groulx

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Cycle de Calvin Phase de fixation du carbone L'énergie chimique contenue dans l'ATP et le NADPH+H+ permet de fixer le carbone du CO2 . Le carbone fixé se fait réduire en glucide (PGAL) par l'ajout d'électrons provenant de l’eau. Le PGAL sert à fabriquer du glucose et autres composés (ex : glycérol) Collège Lionel-Groulx

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Cycle de Calvin La lumière n'est PAS nécessaire pour la réalisation de cette étape. Par contre, le cycle de Calvin se déroule de jour, car c'est à ce moment que la phase claire peut régénérer le NADPH+H+ et l'ATP nécessaires à la synthèse du PGAL. La phase claire et la phase sombre sont donc complémentaires  l'une ne va pas sans l'autre dans la nature Collège Lionel-Groulx

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Cycle de Calvin Bilan pour 3 cycles Utilisation de: 3 CO2 9 ATP 6 NADPH+6H+ Gain net de: 1 PGAL Collège Lionel-Groulx

26 Résumé: animation (anglais) cliquez sur l’image pour voir l’animation
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Résumé La photosynthèse convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique (liaisons covalentes non-polaires). L’énergie lumineuse permet d’abord de produire de l’ATP et du NADPH + H+. Ces molécules sont ensuite utilisées pour fixer le CO2 en PGAL À partir du PGAL, on peut faire diverses molécules riches en énergie (ex.: glucose puis amidon). Ce sont ces molécules qui sont ensuite utiles pour la respiration cellulaire des organismes, incluant celle des plantes elles-mêmes. Collège Lionel-Groulx