une boule à neige interactive
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Enseignement scientifique 1re - 2023

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Esprit critique
Une longue histoire de la matière
Ch. 1
Les éléments chimiques
Ch. 2
Les cristaux, des édifices ordonnés
Ch. 3
Une structure complexe : la cellule
Le Soleil, notre source d'énergie
Ch. 4
Le rayonnement solaire
Ch. 5
Le bilan radiatif terrestre
Ch. 7
Énergie solaire et humanité
La Terre, un astre singulier
Ch. 8
La forme de la Terre
Ch. 9
L’Histoire de l'âge de la Terre
Ch. 10
La Terre dans l'Univers
Son et musique, porteurs d'information
Ch. 11
Son et musique
Ch. 12
Le son, une information à coder
Ch. 13
Entendre et protéger son audition
Projet expérimental et numérique
Livret Maths
Annexes
Chapitre 6
Activité 1 - documentaire

La photosynthèse, porte d'entrée de l'énergie solaire dans le monde vivant

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Introduction
La photosynthèse est le mécanisme cellulaire permettant aux végétaux de produire de la matière organique à partir de matière minérale. Cette production n'est possible qu'en présence de lumière.
Comment l'énergie solaire est-elle captée puis convertie par les végétaux ?
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Ce que j'ai déjà vu

    Le bilan de la photosynthèse, sa localisation et les échanges cellulaires associés
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Documents

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Doc. 1
Absorption de l'énergie solaire

On mesure le pourcentage d'absorption de la lumière incidente par une solution de pigments chlorophylliens extraits de feuilles. L'activité photosynthétique pour une longueur d'onde donnée est mesurée par la quantité d'oxygène O₂ produite.

Graphique
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Spectre d'absorption des pigments chlorophylliens et activité photosynthétique (spectre d'action).


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Spectres d'absorption, de transmission et de réflexion de la lumière reçue par une feuille chlorophyllienne.
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Doc. 2
Devenir de l'énergie incidente sur une feuille

Graphique
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L'évapotranspiration est la perte d'eau transformée en vapeur au niveau des feuilles. Ce changement d'état de l'eau consomme de l'énergie.
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Doc. 3
L'importance de la surface foliaire des arbres

Quelle peut être la surface aérienne d'un arbre de 40 m de haut ? Une estimation de 10 000 m² n'est certainement pas exagérée ; peut-être est-elle largement sous-estimée [...]. Pour un jeune oranger portant 2 000 feuilles, la surface externe est de 200 m².
Francis Hallé,
Éloge de la plante, 2014, éd. du Seuil.

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Travaux pratiques :

mise en évidence de la production de matière organique par la feuille

Protocole expérimental :
  • Bien éclairer une feuille de géranium ou de pélargonium pendant 48 heures.
  • Placer la feuille dans l'eau bouillante pendant 10 minutes pour la décolorer.
  • Puis la colorer directement par une solution d'eau iodée très concentrée.
Liste du matériel disponible :
  • des feuilles ;
  • une lampe ;
  • de l'eau iodée très concentrée.

Doc. 4
Les conditions de la photosynthèse

Une feuille de pélargonium a été mise à la lumière avec un cache opaque pendant quelques jours et a subi les étapes du protocole ci-dessus. L'eau iodée est un colorant jaune orange qui devient violet foncé en présence d'amidon, un polymère de glucose.

Placeholder pour Les conditions de la photosynthèseLes conditions de la photosynthèse
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Doc. 5
La réaction de photosynthèse

Lors de la réaction de photosynthèse (équation bilan ci-contre), l'énergie lumineuse captée par la chlorophylle est convertie en énergie chimique, sous forme de matière organique. C6H12O6 est la formule brute d'un sucre : le glucose.

La réaction de photosynthèse
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Doc. 6
Photosynthèse et production primaire

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La production primaire est la quantité de matière organique produite par unité de temps. Elle est réalisée par la photosynthèse, essentiellement par le phytoplancton dans les océans et par les végétaux terrestres sur les continents. À l'échelle de la planète, les organismes photosynthétiques utilisent pour la photosynthèse environ 0,1 % de la puissance solaire totale disponible.
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Vocabulaire

Chlorophylles : pigments verts, présents chez les végétaux, capables de capter l'énergie lumineuse et de la convertir en énergie chimique.

Polymère : grande molécule composée d'un assemblage répétitif de plus petites molécules.

Spectre d'absorption (ou de transmission) : courbe représentant la quantité de lumière absorbée (ou transmise) par un composé, en fonction de la longueur d'onde.

Spectre d'absorption de transmission : courbe représentant la quantité de lumière transmise par un composé, en fonction de la longueur d'onde.
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Questions

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1. Doc. 1 et doc. 2 Montrez que seule une partie de l'énergie solaire reçue est absorbée par les végétaux.
2. Doc. 1, doc. 3 et doc. 4 Montrez comment les pigments chlorophylliens des feuilles sont impliqués dans la photosynthèse.
3. Synthèse Expliquez comment une partie de l'énergie solaire est convertie en énergie chimique à l‘échelle planétaire.
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