La photosynthèse des végétaux - Cours de SVT Seconde avec Maxicours - Lycée

01 49 08 38 00 - appel gratuit de 9h à 18h (hors week-end)

La photosynthèse des végétaux

Objectif(s)
Comment les végétaux produisent-ils de la matière organique à partir des éléments minéraux de leur environnement ?
Savoir identifier par des expériences la matière organique produite par les végétaux.
Savoir mettre en évidence et connaître les mécanismes et les éléments nécessaires à la production de cette matière organique.
L’Homme, comme tous les êtres vivants est constitué d’eau et de matière organique. Pour survivre dans son environnement, il doit être capable de trouver ces deux éléments en abondance.
La matière organique est un constituant uniquement des êtres vivants. Les animaux doivent se nourrir de matière organique pour produire leur propre matière organique alors que les végétaux peuvent se développer en absence de toute source de matière organique dans leur environnement. Ceci suggère que les végétaux sont capables de produire leur propre matière organique à partir des éléments minéraux qu’ils puisent dans leur milieu de vie.
1. Mise en évidence de la production de matière organique par les végétaux
a. Production de matière par les végétaux
Approche expérimentale :
Prenons une plante et plaçons la moitié de ses feuilles à l’obscurité et l’autre moitié en plein soleil. Au bout de 12h, nous récupérons les feuilles du plant et nous les plaçons à l’étuve à 100°C afin de les déshydrater.

 
 
Dans ces conditions, on constate que la masse sèche des feuilles placées à la lumière est supérieure à celle des feuilles placées à l’obscurité.
Donc, la plante a produit de la matière en présence de lumière.
b. Identification de la matière produite par les végétaux
Approche expérimentale :
Sur le plant précédent, on prélève des feuilles ayant été placées 12h soit à l’obscurité, soit à la lumière. On les décolore en les plongeant dans de l’alcool bouillant afin de se débarrasser de la chlorophylle. Après refroidissement, on incube ces feuilles dans de l’eau iodée, un colorant spécifique de l’amidon.
 


On constate que les feuilles ayant été placées à l’obscurité restent jaunes alors que celles ayant été placées à la lumière adoptent une coloration bleu-noire. Cette coloration traduit la présence d’amidon.
L’amidon est une molécule organique et plus précisément un glucide complexe formé par l’enchaînement de glucose. Il sert de réserve énergétique aux végétaux.

2. Les conditions nécessaires à la production de matière par les végétaux
a. Rôle de la lumière
Précédemment, on a vu que ce sont les feuilles ayant été placées à la lumière qui ont produit de la matière organique.
Si on réalise une expérience similaire avec des feuilles d’élodées (plante aquatique), et que l’on observe les feuilles après coloration à l’eau iodée on constate que :
    - la coloration est spécifique des feuilles ayant été placées à la lumière ;
    - la coloration est localisée essentiellement dans les chloroplastes.
 


Les chloroplastes sont des organites cellulaires qui caractérisent les végétaux chlorophylliens. Ils contiennent notamment la chlorophylle, pigment qui donne sa couleur verte aux végétaux.
Donc, la réaction de synthèse de la matière organique a lieu dans les chloroplastes et fait intervenir la chlorophylle qui va agir en capturant l’énergie lumineuse.
b. Rôle du dioxyde de carbone
Approche expérimentale :
Lorsque l’on place des végétaux verts dans une enceinte fermée en présence de lumière, on constate que la quantité de dioxyde de carbone diminue dans l’enceinte au cours du temps.
Le dioxyde de carbone pourrait donc intervenir dans la synthèse de matière organique par les végétaux.
Pour tester cette hypothèse, on place des feuilles dans un récipient fermé hermétiquement et contenant de la potasse (absorbe le CO2 de l’air) et d'autres feuilles dans un récipient contenant une eau riche en CO2. On expose le plant ainsi équipé 24h à la lumière puis on traite les feuilles à l’alcool bouillant avant de les colorer à l’eau iodée.
 

On constate que seule la feuille ayant été mise en présence d’eau enrichie en CO2 adopte une couleur bleu-noire caractéristique.
Ceci prouve que le CO2 contenu dans l’air est utilisé par les végétaux pour produire de la matière organique. Il apporte notamment le carbone qui sert de squelette à toutes les molécules organiques.

c. Rôle des sels minéraux
La lecture de l’étiquette d’un engrais que l’on utilise pour les plantes d’intérieur ou de jardin nous indique qu’il contient différents sels minéraux : du P205, du K20, du MgO et des nitrates apportant respectivement du phosphore (P), du potassium (K), du magnésium (Mg) et de l’azote (N).

Approche expérimentale :
Des plants de végétaux verts sont mis en culture dans un milieu de synthèse contenant ou non des sels minéraux. On mesure la biomasse produite au bout de deux mois de culture pour chaque plant.
 
 
 
Les résultats sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau 1 : Évolution de la biomasse pour 4 conditions de cultures.
 
On constate que les plants produisent efficacement de la matière en présence de sels minéraux et notamment en présence d’azote. Ces derniers participent donc bien à la production de matière organique par les végétaux chlorophylliens.

3. Principe de la photosynthèse
Les plantes vertes sont donc capables de produire de la matière organique en utilisant comme substrat les sels minéraux et le dioxyde de carbone et comme source d’énergie, l’énergie lumineuse. Ce processus s’appelle la PHOTOSYNTHÈSE.
Au cours de cette réaction, la chlorophylle va capter l’énergie lumineuse et la convertir en une énergie utilisable par la cellule pour son métabolisme. Cette énergie va se retrouver stockée dans les molécules organiques produites notamment dans les glucides tels que l’amidon.
Le carbone présent sous forme minérale dans la molécule CO2 va être fixé dans les molécules organiques des végétaux chlorophylliens.
Les sels minéraux participent à la réaction de photosynthèse sans pour autant entrer dans la composition des molécules organiques produites.
Cette réaction nécessite évidemment de l’eau et produit un rejet : le dioxygène. En effet, lorsque l’on place des végétaux verts à la lumière dans une enceinte fermée hermétiquement, on constate que le taux de dioxygène dans l’air augmente.

La photosynthèse peut être résumée sous forme d’équation chimique :



L'essentiel
Les végétaux verts, c’est-à-dire ceux possédant des chloroplastes et de la chlorophylle, sont les seuls capables de photosynthèse. Cette réaction du métabolisme cellulaire est fondamentale puisqu’elle est la seule à permettre la production de molécules organiques à partir d’éléments minéraux. Elle a lieu dans les chloroplastes au niveau des feuilles du végétal.

Pour que cette réaction ait lieu il faut :
     - une source de carbone, le dioxyde de carbone ;
     - une source d’énergie, la lumière du soleil ;
     - de l’eau ;
     - des sels minéraux.
Le carbone va servir de squelette aux molécules organiques formées. L’énergie lumineuse va être convertie en une énergie utilisable par la cellule pour son métabolisme.
Les molécules organiques produites au cours de la photosynthèse sont des glucides notamment de l’amidon que l’on retrouve dans les chloroplastes. Ces molécules peuvent ensuite être transportées dans les plantes pour être stockées (ex. dans les tubercules telles que la pomme de terre).

Vous avez déjà mis une note à ce cours.

Découvrez les autres cours offerts par Maxicours !

Découvrez Maxicours

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Découvrez
Maxicours

Des profs en ligne

Géographie

Des profs en ligne

  • 6j/7 de 17h à 20h
  • Par chat, audio, vidéo
  • Sur les 10 matières principales

Des ressources riches

  • Fiches, vidéos de cours
  • Exercices & corrigés
  • Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques

  • Coach virtuel
  • Quiz interactifs
  • Planning de révision

Des tableaux de bord

  • Suivi de la progression
  • Score d’assiduité
  • Une interface Parents

En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation de Cookies ou autres traceurs pour améliorer et personnaliser votre navigation sur le site, réaliser des statistiques et mesures d'audiences, vous proposer des produits et services ciblés et adaptés à vos centres d'intérêt et vous offrir des fonctionnalités relatives aux réseaux et médias sociaux.