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LA PHOTOSYNTHESE

une conversion biologique de l'énergie du sol

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Energie lumineuse

Transmission

Diffusion

Absorbtion, photosynthèse

évapo-transpiration

Rayonnement infra-rouge

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Rayonnement infra-rouge

Energie lumineuse

Transmission

Diffusion

Absorbtion, photosynthèse.

évapo-transpiration

17%

45%

63%

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Que savez-vous sur la photosynthèse?

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Que savez-vous sur la photosynthèse?

  • Transforme l'énergie lumineuse en énergie chimique

  • Permet la synthèse de matière organique à partir de la lumière

  • Consomme du CO2 et relâche de l'O2

  • Est possible grâce aux pigments chlorophylliens situés dans les chloroplastes de certaines cellules des plantes chlorophylliennes.

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Que nous montre ce document?

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Que nous montre ce document?

On remarque que l'élodée absorbe plus les longueurs d'onde d'environ 400 à 500 nm ainsi qu'aux alentours des 700 nm. L'absorbtion de l'énergie lumineuse se fait donc sur une partie bien précise du spectre lumineux. On remarque également que plus la plante absorbe de l'énergie lumineuse, plus son avtivité de photosynthèse est importante : la plante se sert donc bien de l'énergie lumineuse pour réaliser la photosynthèse.

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Mais qu'est-ce qui se passe DANS la plante?

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Mais qu'est-ce qui se passe DANS la plante?

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

Mais qu'est-ce qui se passe DANS la plante?

Pour créer la matière organique dont elle a besoin, la plante va aller puiser l'eau contenue dans le sol ainsi que le CO2 contenu dans l'air. L'énergie lumineuse va servir à casser les liaisons de ces molécules pour les remanier et les transformer en molécules de glucose (C6H12O6) et dioxygène (O2). Le dioxygène, inutile à la plante, est rejeté dans l'air.

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

1 : La feuille, lieu de conversion de l'énergie.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Réseau trophique :

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Réseau trophique :

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Réseau trophique :

Un réseau trophique est un ensemble de chaînes alimentaires en interaction dans un écosystème. Les végétaux chlorophylliens forment le premier niveau de ces chaînes, on les nomme « producteurs primaires ». Les autres êtres vivants (les consommateurs) se nourrissent de producteurs primaires ou d’autres consommateurs.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Réseau trophique :

Un réseau trophique est un ensemble de chaînes alimentaires en interaction dans un écosystème. Les végétaux chlorophylliens forment le premier niveau de ces chaînes, on les nomme « producteurs primaires ». Les autres êtres vivants (les consommateurs) se nourrissent de producteurs primaires ou d’autres consommateurs.

Les organismes photosynthétiques ou encore producteurs primaires constituent donc la "base de la pyramide". Mais pourquoi?

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou micro-organismes. Il s'agit par exemple des glucides, protides et lipides.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou micro-organismes. Il s'agit par exemple des glucides, protides et lipides.

Autotrophe VS Hétérotrophe

Produit sa ropre matière organique à partir de minéraux (producteurs primaires - organismes photosynthétiques)

Utilise la matière organique d'autres organismes pour produire la sienne (consommateurs)

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Matière organique :

Les producteurs primaires utilisent l’énergie lumineuse pour fabriquer leur matière organique. Elle constitue un stock d’énergie chimique disponible pour les organismes du maillon suivant (les consommateurs). Cette énergie chimique, une fois transférée, est soit rejetée (respiration ou excréments, 90 %) soit à nouveau stockée (10 %) dans la matière des consommateurs, qui sont à leur tour consommés. La réserve d’énergie se transmet ainsi de maillon en maillon. La photosynthèse réalisée par les végétaux chlorophylliens constitue donc le point d’entrée, dans la biosphère de la matière minérale ensuite transformée en matière organique qui devient alors disponible pour l’ensemble des êtres vivants de la planète.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Apparition du dioxygène dans l'atmosphère

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Avec tout ça, montrer que la photosynthèse est un métabolisme fondamental à l’échelle planétaire.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

Apparition du dioxygène dans l'atmosphère

L’apparition du dioxygène dans l’atmosphère est associée à la photosynthèse des premiers organismes vivants apparus dans les océans, il y a environ 3,8 milliards d’années : des cyanobactéries photosynthétiques. Pendant 1,5 milliard d’années, le dioxygène qu’elles ont rejeté a été piégé par du fer présent dans l’eau (produisant des oxydes de fer). Mais, il y a environ 2,2 milliards d’année, le fer est devenu de moins en moins disponible dans les océans. Le dioxygène a donc commencé à s’accumuler dans l’atmosphère.

2 : La photosynthèse à l'échelle planétaire

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

Qu'est-ce qu'un combustible fossile ?

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

Qu'est-ce qu'un combustible fossile ?

On appelle combustible fossile tous les combustibles (matière que l'on va brûler pour en tirer de l'énergie) riches en carbone — essentiellement des hydrocarbures — issus de la méthanisation d'êtres vivants morts et enfouis dans le sol depuis plusieurs millions d'années, jusqu'à parfois 650 millions d'années1. Il s'agit du pétrole, du charbon, du lignite et du gaz naturel. Parmi ces derniers, le méthane (CH4) présente le rapport Hydrogène/Carbonne le plus élevé, alors que l'anthracite et certaines houilles sont composés de carbone presque pur.

Ces sources d'énergie ne sont pas renouvelables (fossiles) car elles demandent des millions d'années pour se constituer et elles sont utilisées beaucoup plus rapidement que le temps nécessaire pour recréer des réserves. L'utilisation de combustibles fossiles a plus que doublé entre les années 1970 et 2019

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

Carbone Hydrogène Oxygène Azote Soufre

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

Carbone Hydrogène Oxygène Azote Soufre

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

En vous servant des documents étudiés, relevez les indices d'une origine biologique des combustibles fossiles.

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La composition d'un combustible fossile.

En vous servant des documents étudiés, relevez les indices d'une origine biologique des combustibles fossiles.

Dans les documents étudiés, nous avons pu voir que les différents combustibles fossiles étaient principalement constitués de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote (C, H, O, N ; cf tableau doc 1). On retrouve ces atomes en proportions très semblables dans les organismes vivants, végétaux ou animaux (cf diagrammes de composition des organismes vivants page 30). Si l'étude de ces documents nous donne déjà une bonne idée de l'origine biologique des combustibles fossiles, la comparaison page 31 (doc 3) de la forme des molécules trouvées dans le pétrole et dans une feuille verte nous permet de renforcer cette hypothèse.

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La formation d'un combustible fossile

Pouvez vous expliquer cette conformation?

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La formation d'un combustible fossile

Et maintenant ?

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

La formation d'un combustible fossile

Et maintenant ?

Les combustibles fossiles ne se forment pas instantanément.

Lorsqu'ils meurent, arbres et autres végétaux déposent leurs débris sur le sol , au fond de l'eau. Ces débris biologiques sont ensuite enfouis par des sédiments. Ainsi piégés sous l'eau et les sédiments, ils ne peuvent pas se décomposer. Les sédiements s'accumulant, les débris biologiques se retrouvent plusieurs kilomètres sous la surface et subissent des pressions et températures élevées : on parle de subsidence. Ces conditions les transforment alors en charbon. Il en est de même pour le pétrole et le gaz, mais avec du phytoplancton comme source.

Une fois que les sédiment ont recouvert les débris biologiques, de nouveaux débris se déposent et le cycle continue comme cela, donnant naissance, plusieurs centaines de millions d'années plus tard à des structures en veines ou feuillets comme celle de la mine de Graissesac.

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

Pourquoi peut on finalement dire que le soleil est la source d'énergie à l'origine des combustibles fossiles ?

3 : La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

Pourquoi peut on finalement dire que le soleil est la source d'énergie à l'origine des combustibles fossiles ?

Le soleil est la source d'énergie responsable de la vie sur terre, et notamment de la photosynthèse. C'est lui qui permet aux végétaux de pousser, et donc de produire de la matière biologique, qui pourra par la suite, comme nous l'avons vu précédemment, suivre toutes les étapes de formation des combustibles fossiles.