Fiche de révision : La plante productrice de matière organique

📋 Plan du Cours

1. Autotrophie et photosynthèse
2. Conditions et localisation de la photosynthèse
3. Phase photochimique
4. Phase chimique et cycle de Calvin
5. Transport, croissance et réserves
6. Interactions avec les autres espèces

📖 1. Autotrophie et photosynthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Organismes autotrophes : Organismes capables de produire leur propre matière organique à partir d’éléments minéraux grâce à la photosynthèse.

📝 Points essentiels

• La photosynthèse utilise l’énergie lumineuse pour produire de la matière organique et du dioxygène à partir d’éléments minéraux.

💡 Astuce mémo

Lumière → photosynthèse → matière organique

📖 2. Conditions et localisation de la photosynthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Spectre d’absorption : Présente les variations de l’absorption de la lumière pour chaque longueur d’onde.
• Spectre d’action : Présente les variations de l’intensité photosynthétique pour chaque longueur d’onde.

★ À maîtriser

• La lumière permet à la plante éclairée de produire du dioxygène, tandis qu’une plante placée à l’obscurité n’en produit pas. — Charles Bonnet

• La photosynthèse est plus efficace sous les lumières bleue et rouge, car les pigments chlorophylliens absorbent principalement ces longueurs d’onde. — Engelmann

• La chlorophylle se trouve dans les chloroplastes des cellules végétales, et les chloroplastes contiennent des thylakoïdes où se déroule la photosynthèse.

Compléments

• Le dioxyde de carbone atmosphérique entre par les stomates, traverse les chambres sous-stomatiques puis rejoint les chloroplastes.

💡 Astuce mémo

Lumières bleue et rouge efficaces, lumière verte peu absorbée

📖 3. Phase photochimique

★ À maîtriser

📐 Formule — La photolyse de l’eau s’écrit $H_2O \rightarrow \frac{1}{2}O_2 + 2H^+ + 2e^-$.

📐 Formule — L’accepteur d’électrons est réduit selon la réaction $R + 2H^+ + 2e^- \rightarrow RH_2$.

📐 Formule — La production d’ATP à partir d’ADP et de phosphate inorganique s’écrit $ADP + P_i \rightarrow ATP$.

• La phase photochimique convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique sous forme de RH2, au fort pouvoir réducteur, et d’ATP, capable de libérer de l’énergie.

Compléments

📐 Formule — Le bilan global de la phase photochimique est $H_2O + ADP + P_i + R \rightarrow RH_2 + ATP + O_2$.

💡 Astuce mémo

Eau → électrons et protons → RH2 et ATP → O2

📖 4. Phase chimique et cycle de Calvin

📝 Points essentiels

• La phase chimique incorpore le CO2 dans des molécules organiques grâce aux produits de la phase photochimique, selon le cycle de Calvin-Benson dans les chloroplastes.

• La rubisco fixe le CO2 sur le ribulose diphosphate, ou RuBP, ce qui forme l’acide phosphoglycérique, ou APG.

• L’APG est converti en trioses phosphates, qui permettent ensuite de former le glucose, le saccharose, l’amidon, les lipides et les acides aminés.

• La photosynthèse correspond à une réduction du CO2 en matière organique couplée à une oxydation de l’eau.

💡 Astuce mémo

CO2 → RuBP → APG → trioses phosphates

📖 5. Transport, croissance et réserves

★ À maîtriser

• Les produits de la photosynthèse sont distribués dans tous les organes de la plante par la sève élaborée et métabolisés par différentes enzymes.

• Les principaux constituants des parois sont:

  • la cellulose
  • les pectines
  • les hémicelluloses

• Les organes de réserve stockent des molécules organiques qui permettent à certaines plantes de résister aux conditions défavorables ou d’assurer leur reproduction asexuée.

Compléments

📌 La lignine rigidifie secondairement les parois, surtout chez les arbres, ce qui permet un port dressé et une croissance importante en hauteur.

• Les tubercules de pomme de terre stockent l’amidon dans des amyloplastes, tandis que les bulbes, les rhizomes, les graines et certains fruits contiennent également des réserves.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse → sève élaborée → parois, réserves et croissance

📖 6. Interactions avec les autres espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Producteurs primaires : Organismes dont la matière organique est utilisée en grande quantité par les consommateurs dans les écosystèmes.
• Tanins : Polyphénols répulsifs pour les herbivores et pouvant, à forte dose, inhiber leurs enzymes digestives et devenir toxiques.
• Anthocyanes : Molécules proches des pigments qui donnent aux fleurs des couleurs vives, notamment roses, rouges ou violettes, attirant les insectes pollinisateurs.

📝 Points essentiels

📌 Les tanins correspondent à une interaction compétitive avec les herbivores, tandis que les anthocyanes participent à une interaction mutualiste avec les insectes pollinisateurs.

💡 Astuce mémo

Tanins : répulsion ; anthocyanes : attraction

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des phases de la photosynthèse