I — Produire des sucres à partir de matière minérale et de lumière

Objectif. Localiser la photosynthèse, interpréter des expériences et distinguer les flux de matière du transfert d’énergie.

Pour expliquer la production de matière organique, il faut identifier un lieu, des ressources et une transformation. Une couleur verte ou une émission de gaz isolée ne suffit pas : plusieurs observations doivent être mises en relation.

Les feuilles et les autres organes aériens chlorophylliens constituent les principaux lieux de photosynthèse chez la plante étudiée. Une coupe de feuille montre des cellules contenant de nombreux chloroplastes. Un organite est une structure spécialisée à l’intérieur d’une cellule. Suivre les grossissements du schéma : feuille, cellule, puis chloroplaste ; ce dernier est distinct du noyau. Une racine souterraine ordinaire ne possède pas la même activité photosynthétique qu’une feuille éclairée.

Le chloroplaste est délimité par une enveloppe formée de deux membranes. Il contient un milieu interne, le stroma, et un réseau de membranes internes dont certaines forment des empilements. Les pigments photosynthétiques sont des molécules qui absorbent de la lumière. Ils comprennent les chlorophylles et sont associés à ces membranes. Cette organisation permet de localiser la capture de l’énergie lumineuse. [2]

À l’échelle de la feuille, on étudie les échanges de CO₂ et de dioxygène. À l’échelle cellulaire, on repère les organites ; à l’échelle moléculaire, on suit des pigments ou des atomes. Une conclusion doit conserver son niveau de preuve : voir un chloroplaste situe un équipement, mais mesurer un échange gazeux renseigne sur une activité dans des conditions données.

Une coloration à l’iode permet de repérer l’amidon, une molécule de réserve constituée de nombreuses unités de glucose : une coloration bleu sombre à noire indique sa présence dans les conditions du test.