Fiche de révision : Chapitre 2: La plante productrice de matière organique

📋 Plan du Cours

1. Autotrophie et photosynthèse
2. Pigments et phase claire
3. Photolyse de l’eau et oxydo-réduction
4. Réduction du CO2 en glucose
5. Transport, croissance et réserves
6. Interactions avec les autres espèces
7. Bilan des fonctions biologiques

📖 1. Autotrophie et photosynthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Autotrophie : capacité des plantes chlorophylliennes à produire leur propre matière organique à partir de matière minérale en utilisant la lumière
• Photosynthèse : La photosynthèse est la synthèse de matière organique, notamment du glucose et de l’amidon, à partir de matière minérale comme l’eau et le dioxyde de carbone grâce à la lumière.

📝 Points essentiels

• Le chloroplaste est l’organite des cellules végétales qui réalise la photosynthèse.

💡 Astuce mémo

Lumière + matière minérale → matière organique

📖 2. Pigments et phase claire

★ À maîtriser

• Les pigments chlorophylliens comprennent:

  • la chlorophylle a
  • la chlorophylle b
  • la xanthophylle
  • le carotène

• La solution de chlorophylle absorbe principalement les radiations violettes, bleues et rouges de la lumière blanche.

• Les pigments chlorophylliens absorbent l’énergie lumineuse et permettent sa conversion en énergie chimique utilisée pour produire des molécules organiques.

Compléments

• Dans l’expérience d’Engelmann, les bactéries se concentrent dans les zones où l’algue produit le plus de dioxygène, correspondant aux lumières violette, bleue et rouge.

💡 Astuce mémo

Spectre d’absorption ≠ spectre d’action, mais ils sont parallèles

📖 3. Photolyse de l’eau et oxydo-réduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Oxydation : réaction au cours de laquelle une molécule réduite, appelée réducteur, perd un électron
• Réduction : réaction au cours de laquelle une molécule oxydée gagne un électron

★ À maîtriser

• L’expérience de Ruben et Kamen montre que le dioxygène produit par la photosynthèse provient de l’eau et non du dioxyde de carbone.

• La photolyse de l’eau s’écrit $2H_2O \xrightarrow{\text{lumière, pigments chlorophylliens}} O_2 + 4H^+ + 4e^-$.

Compléments

• La photolyse de l’eau produit de l’ATP et une molécule réduite grâce à l’énergie lumineuse captée par les pigments chlorophylliens.

💡 Astuce mémo

Eau oxydée → électrons transférés → ATP et pouvoir réducteur

📖 4. Réduction du CO2 en glucose

📝 Points essentiels

• L’expérience de Calvin et Benson montre que le dioxyde de carbone est transformé en molécules organiques comme les glucides et les acides aminés. - Calvin/Benson

• 🔄 La réduction du CO2 utilise:

  1. les électrons issus de la photolyse de l’eau
  2. les ions H+ issus de la photolyse de l’eau
  3. l’énergie fournie par l’ATP

📐 Formule - Le bilan global de la photosynthèse est $6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$.

💡 Astuce mémo

Photolyse de l’eau → ATP et électrons → réduction du CO2

📖 5. Transport, croissance et réserves

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellulose : polymère de glucose constituant principal des parois des cellules végétales, où elle forme des fibres qui épaississent et rigidifient la paroi
• Lignine : polymère de dérivés d’acides aminés présent dans les vaisseaux du xylème et les tissus de soutien des plantes ligneuses, où elle les imperméabilise et les rigidifie

★ À maîtriser

• Le saccharose produit par les feuilles est exporté vers les autres organes de la plante par la sève élaborée.

• Les réserves végétales peuvent être stockées sous forme d’amidon, de sucres réducteurs, de lipides ou d’amidon et de protéines dans des tubercules, des bulbes, des rhizomes, des fruits ou des graines.

Compléments

• Dans les organes de réserve, des enzymes permettent le stockage des molécules de réserve puis leur déstockage lors de la germination.

📖 6. Interactions avec les autres espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Anthocyanes : pigments produits dans les vacuoles qui colorent les fleurs et les fruits et favorisent respectivement l’attraction des pollinisateurs et la dissémination des graines
• Interaction mutualiste : interaction entre deux partenaires qui apporte un bénéfice aux deux, comme la relation entre les fleurs et les animaux pollinisateurs
• Tanins : molécules de défense présentes dans les vacuoles, qui protègent la plante contre les champignons et les herbivores
• Interaction compétitive : interaction qui oppose la survie de la plante à celle de l’animal, comme lorsque les tanins de l’acacia rendent les feuilles toxiques pour les herbivores

📝 Points essentiels

• Chez l’acacia, la surconsommation des feuilles par les herbivores entraîne une accumulation de tanins qui augmente leur toxicité et la mortalité des herbivores en cas de surpopulation.

💡 Astuce mémo

Anthocyanes : mutualisme ; tanins : compétition

📖 7. Bilan des fonctions biologiques

📝 Points essentiels

• Les produits de la photosynthèse circulent dans les cellules de la plante et sont métabolisés par des enzymes en molécules assurant la croissance, le port, le stockage et les interactions avec d’autres espèces.

• La cellulose et la lignine participent à la croissance et au port de la plante, tandis que le saccharose, l’amidon, les protéines et les lipides permettent le stockage, et que les tanins et les anthocyanes interviennent dans les interactions avec d’autres espèces.

📊 Tableaux de synthèse

Fonctions des produits de la photosynthèse