Fiche de révision : Photosynthèse et productivité primaire

📋 Plan du Cours

1. Photosynthèse et production primaire
2. Facteurs de productivité sur les continents
3. Productivité primaire des océans
4. Production mondiale de matière organique
5. Pigments et absorption lumineuse
6. Répartition des algues en profondeur

📖 1. Photosynthèse et production primaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Utilisation, par les organismes chlorophylliens, d’une infime partie de l’énergie solaire pour synthétiser de la matière organique à partir de matière minérale.

📖 2. Facteurs de productivité sur les continents

★ À maîtriser

• Les écosystèmes africains se répartissent selon trois niveaux de PPN :
  • faible PPN : déserts et steppes
  • PPN moyenne : végétation méditerranéenne et savane
  • forte PPN : forêts denses équatoriales

• La PPN continentale varie principalement avec l’ensoleillement, les précipitations et la disponibilité en sels minéraux liée à la qualité des sols.

Compléments

• Sur les continents, l’importance du couvert végétal, mesurée par l’indice de surface foliaire, est fortement corrélée à la PPN : les zones de végétation abondante ont généralement une PPN élevée.

• Un fort ensoleillement sans précipitations est défavorable à la photosynthèse, comme dans les écosystèmes désertiques.

💡 Astuce mémo

Plus de lumière, d’eau et de sels minéraux favorise généralement une PPN plus élevée.

📖 3. Productivité primaire des océans

★ À maîtriser

• La PPN océanique est généralement plus élevée le long des côtes qu’en plein océan, et elle est corrélée au taux de chlorophylle, indicateur de la quantité de phytoplancton.

• Les apports des cours d’eau et les remontées d’eaux profondes froides riches en minéraux, appelées upwellings, enrichissent généralement les eaux côtières en sels minéraux.

Compléments

• Les eaux littorales, moins profondes que celles du large, reçoivent davantage de rayonnement solaire.

• La quantité de CO₂ varie peu dans les secteurs océaniques étudiés et exerce donc peu d’influence sur les variations de PPN.

💡 Astuce mémo

Apports minéraux et faible profondeur côtière → PPN généralement plus élevée.

📖 4. Production mondiale de matière organique

★ À maîtriser

📐 Formule - La quantité totale de matière organique produite chaque minute sur Terre est la somme des productions océaniques et continentales : $4{,}76\times10^{4}+1{,}01\times10^{5}\simeq1{,}48\times10^{5}\ \mathrm{tC/min}$.

Compléments

• La production océanique calculée est d’environ 4,76 × 10⁴ tC/min et la production continentale d’environ 1,01 × 10⁵ tC/min.

• La surface terrestre est estimée à 5,1 × 10¹⁰ ha, dont 3,62 × 10¹⁰ ha d’océans et 1,48 × 10¹⁰ ha de continents.

📖 5. Pigments et absorption lumineuse

★ À maîtriser

• Les pigments chlorophylliens absorbent principalement les longueurs d’onde d’environ 400 à 500 nm et de 630 à 700 nm, correspondant respectivement au violet-bleu et aux teintes du rouge orangé au rouge.

• L’intensité de la photosynthèse est élevée aux longueurs d’onde fortement absorbées par les pigments chlorophylliens.

Compléments

• Les pigments chlorophylliens comprennent les chlorophylles a et b ainsi que les caroténoïdes.

• La phycoérythrine absorbe dans le vert, autour de 550 nm.

💡 Astuce mémo

Chlorophylles et caroténoïdes absorbent surtout le bleu et le rouge ; la phycoérythrine absorbe le vert.

📖 6. Répartition des algues en profondeur

★ À maîtriser

• Les algues vertes possèdent les chlorophylles a et b ainsi que des carotènes, tandis que les algues rouges possèdent la chlorophylle a, des carotènes et de la phycoérythrine.

• Dans l’océan, le rouge disparaît vers 10 m de profondeur, le bleu vers 15 m et le vert ne disparaît qu’à partir de 30 m.

Compléments

• La phycoérythrine permet aux algues rouges de capter la lumière verte, qui pénètre jusqu’à 30 m, et explique leur présence en profondeur.

💡 Astuce mémo

La phycoérythrine capte le vert qui pénètre plus profondément → des algues rouges vivent en profondeur.

📊 Tableaux de synthèse

Pigments et pénétration lumineuse