Elements de correction du sujet de juin 2006 : phase

ELEMENTS DE CORRECTION DU SUJET de JUIN 2006 : PHASE PHOTOCHIMIQUE
La phase photochimique de la photosynthèse aboutit à une production d’O2 et de composés intermédiaires réduits RH2.
A partir des informations extraites des documents 1 à 3 mises en relation avec vos connaissances, décrivez
l’enchaînement des mécanismes qui aboutissent à ces productions.
Relevé des informations
et
Mise en relation des informations.
EXPLOITATION DU DOCUMENT 1 : Expérience d’Engelmann
1. Le texte indique que les bactéries sont avides de dioxygène.
2. Le schéma montre que toutes les cellules chlorophylliennes identiques ; leur seule différence vient de leur éclairement.
3. Le schéma montre des bactéries principalement concentrées autour des cellules chlorophylliennes éclairées par les
radiations rouges (675nm) et bleues (480nm), peu autour des cellules éclairées par les radiations vertes (530/600 nm).
La présence des bactéries autour des cellules signifie la production d’O2 par ces cellules.
On sait que la chlorophylle convertit l’énergie des radiations rouges et bleues et pas celle des vertes, en énergie chimique.
La chlorophylle de ces algues a transformé l’énergie des radiations rouges et bleues en dégagement d’O2, qui est ici le
signe d’une activité photochimique.
EXPLOITATION DU DOCUMENT 2 : variations de concentration d’O2 suivant les l’origine de l’oxygène
 Le graphique montre que la concentration en 18O2 diminue durant toute l’expérience, quelle soit l’éclairement
Le texte indique que le dioxygène dissout est sous forme 18O2.
Les cellules consomment constamment le dioxygène initial dissout dans l’eau.
On sait que toutes les cellules, végétales comme animales, consomment du dioxygène pour respirer.
Ces algues respirent à partir du dioxygène dissout dans l’eau.
 Le graphique montre que la concentration en 16O2 diminue à l’obscurité et augmente à la lumière.
Le texte indique que l’eau est constituée avec H216O2.
A l’obscurité le 18O2 est consommé par respiration comme le 16O2.
A la lumière, le 18O2 produit est le même que celui de la molécule d’eau.
On connaît l’équation globale de la photosynthèse : 6 H2O + 6 CO2 → 6 O2 + C6H12O6.
L’eau a été décomposée par la chlorophylle des algues. Les algues chlorophylliennes produisent du dioxygène à partir de
l’eau du milieu, lorsqu’elles sont éclairées.
Mise en relation avec l’expérience d’Engelmann
Le dégagement d’O2 des cellules chlorophylliennes éclairées par les radiations rouges et bleues, résulte d’une
décomposition de l’eau par la chlorophylle des algues.
EXPLOITATION DU DOCUMENT 3 : Expérience de HILL
Le graphe montre que :
 Sans réactif de HILL, à la lumière et à l’obscurité, la quantité de dioxygène passe de 0 à -0,15 µmole.l-1 :
La suspension consomme du dioxygène, elle respire (en supposant que du CO2 soit rejeté).
 En présence de réactif de HILL et de lumière, la quantité de dioxygène augmente de -0,15 à 0,3 µmole.l-1.
Le texte informe que :
 Le réactif est un accepteur d’électrons capable d’être réduit.
 La suspension contient des chloroplastes.
Le dégagement d’O2 se fait lorsque les chloroplastes sont en présence d’une molécule capable de recevoir des électrons.
On peut conclure que le dégagement d’O2 dépend d’un déplacement d’électrons.
Le graphe montre aussi qu’avec du réactif de Hill mais à l’obscurité, la quantité de dioxygène se stabilise à 0,3 µmole.l-1.
Le dégagement d’O2 est lié à la présence de l’accepteur d’électrons mais aussi à la présence de lumière.
Mise en relation avec les conclusions précédentes.
On connaît l’équation globale de la photosynthèse : 6 H2O + 6 CO2 → 6 O2 + C6H12O6.
L’O2 dégagé vient de l’eau : On connaît la réaction de décomposition de l’eau : H2O → 1/2 O2 + 2 H+ + 2 e-.
Il dépend aussi de la présence d’un accepteur d’électrons capable de se réduire : R + e- + H+ → RH
Le dégagement d’O2 dépende de la réaction suivante : H2O + R → ½ O2 + 2 H+ + 2 e-+ R → ½ O2 + RH2.
Ce dégagement d’O2 et la réduction de l’accepteur d’électrons s’effectue si les chloroplastes sont éclairés.
BILAN
Relire la question ; se centrer sur l’énoncé.
La phase photochimique de la photosynthèse aboutit à une production d’O2 et de composés intermédiaires réduits RH2.
A partir des informations extraites des documents 1 à 3 mises en relation avec vos connaissances, décrivez
l’enchaînement des mécanismes qui aboutissent à ces productions.
Ces deux productions, O2 dégagé dans le milieu (et absorbé par les bactéries : document 1), et RH2 (réduction de R
nécessaire au dégagement d’O2 : document 3) formé dans le chloroplaste, dépendent de la présence de lumière stimulant
les chloroplastes des algues, notamment des radiations rouges et bleues (position des bactéries du document 1).
La chlorophylle excitée par les radiations rouges et bleues libère ses électrons à RH2 puis décompose l’eau (l’O2 vient de
l’eau oxydation : document 2) pour récupérer d’autres électrons.
Durant la phase photochimique, c’est-à-dire dépendante de la lumière, la décomposition de l’eau par la chlorophylle en
présence d’accepteur d’électrons provoque un dégagement d’O2 : H2O + R → ½ O2 + RH2.
En même temps que RH2, un autre composé énergétique se forme dans le stroma : l’ATP à partir de ADP + P, qui sera
utilisé pour la synthèse des composés carbonés.