Photosynthèse

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Photosynthèse (Français) / photosynthesis (Anglais) / التركيب الضوئي (Arabe)

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Puce-didaquest.png Définition

Domaine, Discipline, Thématique


Définition écrite

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  • La photosynthèse est un processus par lequel les plantes et certaines bactéries utilisent l'énergie lumineuse pour effectuer la synthèse de molécules organiques à partir de gaz carbonique et d'eau elle a pour but de créer de l'énergie (sous forme de glucide). Les organismes qui utilisent le mécanisme de photosynthèse sont autotrophes car ils fabriquent des matières organiques à partir de matières inorganiques.

L'énergie solaire est utilisée pour oxyder l'eau et réduire le gaz carbonique afin de synthétiser des substances organiques (glucides). Ce phénomène a lieu dans les chloroplastes, un organite spécifique des plantes, au niveau des membranes des thylakoïdes où se situent les photosystèmes I et II et les cytochromes. La photosynthèse a lieu dans les feuilles dont l’anatomie est spécialisée dans cette fonction : les cellules des feuilles renferment de nombreux chloroplastes (jusqu’à 50 par cellule) qui contiennent un pigment vert, la chlorophylle, capable de capter l’énergie lumineuse qui sert à fabriquer des molécules de sucre à partir du l’eau puisée du sol par les racines et du gaz carbonique de l’atmosphère, capté par les feuilles. Les sucres produits par photosynthèse sont ensuite distribués dans toute la plante.

  • 6CO2 + 12H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Il est souvent fait état d'une formule simplifiée, une équation bilan de la photosynthèse sans indication de l'origine aqueuse du dioxygène : 6CO2 + 6H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2

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On distingue diverses photosynthèses :

  • la photosynthèse oxygénique chez les végétaux et les cyanobactéries où du dioxygène issu de la photolyse de l'eau est dégagé ;
  • la photosynthèse anoxygénique chez les bactéries phototrophes autres que les cyanobactéries, synonyme d'assimilation chlorophyllienne ;
  • la photosynthèse artificielle qui entame une voie de laboratoire, au travers d'une membrane mécanique, pour la production de biocarburant.

More-didaquest.png Photosynthèse - Historique (+)


Définition graphique

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  • Mécanisme de la photosynthèse

  • P2.AK.jpg

    Photosynthèse

  • Chloroplaste


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Puce-didaquest.png Concepts ou notions associés

Organite / glucide / Energie lumineuse / chloroplaste / chlorophylle / Croissance / CO2 / matière organique / matière minérale / culture / croissance / élément minéraux / production agricole / engrais / agriculture / phosphore / autotrophe / énergie chimique / plante verte / photolyse / photon / phase obscure / phase claire / Eau / liaison chimique / protide / lipide / autotrophe / thylacoide / cytochrome / vaisseaux conducteurs / xylème / phloème / feuille / fruit / température / spectre / O2 / amidon / saccharose / fructose / électron / hydrogène / pigment / intensité photosynthétique / transporteurs / cytochrome / stomate / nutriment / spectre d’absorption de la lumière / spectre d’absorption de la chlorophylle / bactériochlorophylle / phototrophe / biosynthèse / photosynthèse / oxygénique / anoxygénique / photosystème I / photosystème II / énergie / Lumière / proton


Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations

  • Photolyse : rupture des liaisons entre l’hydrogène et l’oxygène et dégagement de l’énergie.
  • Pendant la nuit la plante utilise l’énergie fabriquée pendant le jour (la phase claire) pour fabriquer sa matière organique.

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Puce-didaquest.png Erreurs ou confusions éventuelles

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Confusions possibles:

  • Confusion entre phase claire et phase obscure
  • Confusion entre respiration et photosynthèse
  • Confusion entre sève brute et sève élaborée
  • Confusion entre autotrophe et hétérotrophe
  • Confusion entre électron, proton et photon

Erreurs fréquentes:

  • Il n’y a pas de respiration chez les plantes pendant le jour.
  • La plante respire le CO2 pendant la phase claire.
  • La chloroplaste donne une coloration verte aux plantes.
  • Equilibre chimique de l’équation bilan de la photosynthèse.
  • La photolyse de l’eau libère des produits (hydrogène et oxygène) qui sont riches en énergie chimique

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Puce-didaquest.png Liaisons enseignements et programmes

Education: Liens, sites et portails




Idées ou Difficultés liées à son enseignement

  • Manque de matériel (spectroscope) au laboratoire pour voir le spectre de la lumière blanche.
  • Manque de produits chimiques pour la réalisation des expériences de mise en évidence de la matière organique dans la plante.
  • Difficulté d'imagination des liaisons chimiques entre les différents atomes.
  • Difficulté de compréhension de la formule chimique de certains composés et de l’équilibration des réactions chimiques.
  • Difficulté de comprendre le spectre de la lumière blanche, la diffraction de la lumière, les radiations lumineuses →l’interdisciplinarité n’est pas tenu en considération.
  • Difficulté logistique au niveau de l’organisation des sorties aux pépinières.

Aides et astuces

  • Apporter en classe des produits de la photosynthèse : orange, pomme, poire…
  • Réaliser des expériences de mise en évidence de la matière organique dans la plante.
  • Programmer une sortie à une pépinière où il y a des serres pour découvrir comment on peut maitriser les conditions de la photosynthèse.
  • Exploiter l’arc en ciel pour expliquer la diffraction d’un rayon lumineux en 7 couleurs.
  • Utiliser des modèles d’atome d’hydrogène, de carbone et oxygène pour expliquer la photolyse d’eau.
  • Exploiter des vidéos, des simulations expliquant le bilan de la photosynthèse.
  • Utiliser un stylo feutre sur tableau magique pour marquer la fluorescence au niveau d’un atome constituant une molécule (exemple le carbone du CO2) dans l’équation bilan de la photosynthèse et la suivre dans les produits de la photosynthèse.

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