Équilibrez l’équation de la photosynthèse :
CO2 + H2O + lumière → C6H12O6 + O2
Solution :
6CO2 + 6H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2
Exercice 2: Localisation
Où se déroule la phase photochimique de la photosynthèse ?
a) Stroma
b) Membrane des thylakoïdes
c) Enveloppe du chloroplaste
Solution :
b) Membrane des thylakoïdes
Exercice 3: Pigments photosynthétiques
Citez deux types de chlorophylles et leur rôle.
Solution :
– Chlorophylle a (P680 et P700) : pigment principal qui participe directement à la transformation de l’énergie lumineuse
– Chlorophylle b : pigment accessoire qui élargit le spectre d’absorption lumineuse
Exercice 4: Photolyse de l’eau
Quel est le produit de la photolyse de l’eau essentiel pour la phase chimique ?
Solution :
Les électrons (e–) qui vont remplacer ceux perdus par la chlorophylle du PSII, ainsi que les protons (H+) utilisés pour réduire le NADP+ en NADPH
Exercice 5: ATP et NADPH
Dans quelle phase du cycle de Calvin sont utilisés l’ATP et le NADPH produits pendant la phase lumineuse ?
Solution :
Lors de la phase de réduction où le 3-PGA est transformé en G3P (glycéraldéhyde-3-phosphate)
Exercice 6: Rubisco
Quel est le rôle de l’enzyme Rubisco dans le cycle de Calvin ?
Solution :
Rubisco catalyse la fixation du CO2 sur le ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) pour former deux molécules de 3-phosphoglycérate (3-PGA)
Exercice 7: Expérience
Une plante est placée sous une cloche avec de l’eau contenant un indicateur coloré de pH. En lumière, la solution vire au violet (basique). Expliquez.
Solution :
La plante absorbe du CO2 pendant la photosynthèse (phase chimique), ce qui réduit l’acidité de l’eau (CO2 + H2O → H2CO3). La diminution de CO2 dissous fait augmenter le pH.
Exercice 8: Facteurs limitants
Pourquoi la photosynthèse plafonne-t-elle au-delà d’une certaine intensité lumineuse ?
Solution :
Parce qu’un autre facteur devient limitant (concentration en CO2, température, activité enzymatique). Tous les électrons des chlorophylles sont déjà excités au maximum.
Exercice 9: Comparaison phases
Complétez le tableau :
Caractéristique
Phase lumineuse
Cycle de Calvin
Localisation
?
?
Produits
?
?
Solution :
Caractéristique
Phase lumineuse
Cycle de Calvin
Localisation
Thylakoïdes
Stroma
Produits
ATP, NADPH, O2
Glucose, régénération RuBP
Exercice 10: Synthèse
Décrivez en 5 étapes clés le trajet de l’énergie lumineuse jusqu’à la production de glucose.
Solution :
1) Absorption de photons par les chlorophylles (photo-excitation)
2) Transport d’électrons et production d’ATP/NADPH (phase lumineuse)
3) Fixation du CO2 sur RuBP par Rubisco
4) Réduction du 3-PGA en G3P grâce à l’ATP et NADPH
5) Régénération du RuBP et production de glucose (après 6 cycles)
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