230 DeUXiÈMe partie La cellule
NiVeaU 2 : appLicatiON et aNaLYse
6. Du point de vue de son mécanisme, la photophosphorylation
ressemble :
a) à la phosphorylation au niveau du substrat pendant la glycolyse.
b) à la phosphorylation oxydative pendant la respiration cellulaire.
c) au cycle de Calvin.
d) à la fixation du carbone.
e) à la réduction du NADP
1 .
7. Lequel de ces processus est alimenté directement par l’énergie
lumineuse ?
a) L’établissement d’un gradient de pH par un transfert
de protons à travers la membrane des thylakoïdes.
b) La fixation du carbone dans le stroma.
c) La réduction des molécules de NADP
1
.
d) La perte des électrons par les molécules de chlorophylle
associées à la membrane.
e) La synthèse d’ATP.
NiVeaU 3 : sYNthÈse et éVaLUatiON
8. lIen AVeC l’éVolutIon
La photorespiration peut réduire d’environ 50 % la production
photosynthétique de la graine de soya. Selon vous, cette réduction
est-elle plus importante, ou moins importante, pour les variétés
sauvages de la plante ? Pourquoi ?
9. IntéGrAtIon
FAItes des lIens
FAItes un dessIn Le diagramme ci-dessous
représente une expérience réalisée avec des thylakoïdes isolés.
On commence par rendre ces organites acides en les plongeant dans
une solution dont le pH est de 4. Une fois que le pH de leur espace
intrathylakoïdien a atteint 4, on les transfère dans une solution
basique dont le pH est de 8. Lorsqu’ils sont placés dans le noir,
les thylakoïdes produisent alors de l’ATP. (Voir le concept 3.3,
p. 56 à 59, pour réviser la notion de pH.)
pH 7
pH 4
pH 4
pH 8
ATP
Dessinez un agrandissement d’une partie de la membrane
d’un thylakoïde dans le bécher qui contient la solution de pH 8.
Dessinez l’ATP synthase. Marquez les zones à forte et à faible
concentration de H
1 . Indiquez la direction du flux de protons
à travers l’enzyme et montrez la réaction conduisant à la synthèse
de l’ATP. Cette synthèse s’achève-t-elle dans le thylakoïde ou hors
de lui ? Expliquez pourquoi les thylakoïdes de cette expérience
ont pu fabriquer de l’ATP dans le noir.
10. sCIenCe, teChnoloGIe et soCIété
La recherche scientifique a établi que le dioxyde de carbone libéré
par la combustion du bois et des combustibles fossiles contribue
à réchauffer la planète (effet de serre). On estime que les forêts
tropicales humides sont à l’origine de plus de 20 % de la photosynthèse globale. Il semble logique de croire que ces forêts produisent
de grandes quantités de dioxygène et réduisent l’effet de serre
en consommant du dioxyde de carbone. Or, de nombreux experts
pensent aujourd’hui que la contribution nette des forêts tropicales
humides à la production de dioxygène ou au ralentissement du
réchauffement planétaire est faible, voire nulle. Comment cela
serait-il possible ? (Piste : quel processus produit du CO 2 dans
les arbres vivants ou morts ?)
11.
éCrIVez un teXte
le transfert d’énergie La vie sur Terre existe grâce à l’énergie
solaire. Presque tous les organismes producteurs de la biosphère
en dépendent pour synthétiser les molécules organiques qui procurent l’énergie et fournissent les squelettes carbonés nécessaires
à la vie. Rédigez un court texte (de 100 à 150 mots) pour expliquer
comment le processus de la photosynthèse qui s’effectue dans les
chloroplastes des Végétaux transforme énergie solaire en énergie
chimique dans les molécules de sucre.
Réponses du chapitRe 10
Questions des figures
Figure 10.3 Placer des contenants d’algues à proximité de sources
d’émission de CO 2 est une bonne idée parce que ces algues ont besoin
de CO 2 pour la photosynthèse. Plus leur taux de photosynthèse est élevé,
plus elles produiront d’huile végétale. Entre-temps, les algues absorberont les émissions de CO 2 des usines et des moteurs des automobiles,
réduisant d’autant la quantité de CO 2 qui entre dans l’atmosphère.
Figure 10.10 La lumière rouge aurait traversé le filtre (mais pas la
lumière bleu-violet). Les bactéries ne se seraient donc pas agglutinées
à l’endroit où passe normalement la lumière bleu-violet. Par conséquent,
l’agglomérat bactérien de gauche ne se serait pas formé, mais celui de
droite y serait parce que la lumière rouge traversant le filtre serait utilisée
pour la photosynthèse. Figure 10.12 Dans la feuille, la plupart des électrons de la chlorophylle excités par l’absorption des photons sont utilisés
pour activer les réactions de la photosynthèse. Figure 10.16 La personne
au sommet de la tour du photosystème I ne jetterait pas son électron
dans le seau, mais plutôt au sommet de la rampe posée sur la tour
du photosystème II. L’électron dévalerait alors jusqu’en bas de la rampe,
serait énergisé par un photon et reviendrait entre ses mains. Ce cycle
continuerait tant qu’il y aurait de la lumière (d’où son appellation : transport cyclique d’électrons). Figure 10.19 Trois atomes de carbone entrent
dans le cycle, un à un, en tant que molécules individuelles de CO 2 et
quittent le cycle sous la forme d’une molécule à trois atomes de carbone
(PGAL) après trois cycles.
NiVeaU 2 : appLicatiON et aNaLYse
6. Du point de vue de son mécanisme, la photophosphorylation
ressemble :
a) à la phosphorylation au niveau du substrat pendant la glycolyse.
b) à la phosphorylation oxydative pendant la respiration cellulaire.
c) au cycle de Calvin.
d) à la fixation du carbone.
e) à la réduction du NADP
1 .
7. Lequel de ces processus est alimenté directement par l’énergie
lumineuse ?
a) L’établissement d’un gradient de pH par un transfert
de protons à travers la membrane des thylakoïdes.
b) La fixation du carbone dans le stroma.
c) La réduction des molécules de NADP
1
.
d) La perte des électrons par les molécules de chlorophylle
associées à la membrane.
e) La synthèse d’ATP.
NiVeaU 3 : sYNthÈse et éVaLUatiON
8. lIen AVeC l’éVolutIon
La photorespiration peut réduire d’environ 50 % la production
photosynthétique de la graine de soya. Selon vous, cette réduction
est-elle plus importante, ou moins importante, pour les variétés
sauvages de la plante ? Pourquoi ?
9. IntéGrAtIon
FAItes des lIens
FAItes un dessIn Le diagramme ci-dessous
représente une expérience réalisée avec des thylakoïdes isolés.
On commence par rendre ces organites acides en les plongeant dans
une solution dont le pH est de 4. Une fois que le pH de leur espace
intrathylakoïdien a atteint 4, on les transfère dans une solution
basique dont le pH est de 8. Lorsqu’ils sont placés dans le noir,
les thylakoïdes produisent alors de l’ATP. (Voir le concept 3.3,
p. 56 à 59, pour réviser la notion de pH.)
pH 7
pH 4
pH 4
pH 8
ATP
Dessinez un agrandissement d’une partie de la membrane
d’un thylakoïde dans le bécher qui contient la solution de pH 8.
Dessinez l’ATP synthase. Marquez les zones à forte et à faible
concentration de H
1 . Indiquez la direction du flux de protons
à travers l’enzyme et montrez la réaction conduisant à la synthèse
de l’ATP. Cette synthèse s’achève-t-elle dans le thylakoïde ou hors
de lui ? Expliquez pourquoi les thylakoïdes de cette expérience
ont pu fabriquer de l’ATP dans le noir.
10. sCIenCe, teChnoloGIe et soCIété
La recherche scientifique a établi que le dioxyde de carbone libéré
par la combustion du bois et des combustibles fossiles contribue
à réchauffer la planète (effet de serre). On estime que les forêts
tropicales humides sont à l’origine de plus de 20 % de la photosynthèse globale. Il semble logique de croire que ces forêts produisent
de grandes quantités de dioxygène et réduisent l’effet de serre
en consommant du dioxyde de carbone. Or, de nombreux experts
pensent aujourd’hui que la contribution nette des forêts tropicales
humides à la production de dioxygène ou au ralentissement du
réchauffement planétaire est faible, voire nulle. Comment cela
serait-il possible ? (Piste : quel processus produit du CO 2 dans
les arbres vivants ou morts ?)
11.
éCrIVez un teXte
le transfert d’énergie La vie sur Terre existe grâce à l’énergie
solaire. Presque tous les organismes producteurs de la biosphère
en dépendent pour synthétiser les molécules organiques qui procurent l’énergie et fournissent les squelettes carbonés nécessaires
à la vie. Rédigez un court texte (de 100 à 150 mots) pour expliquer
comment le processus de la photosynthèse qui s’effectue dans les
chloroplastes des Végétaux transforme énergie solaire en énergie
chimique dans les molécules de sucre.
Réponses du chapitRe 10
Questions des figures
Figure 10.3 Placer des contenants d’algues à proximité de sources
d’émission de CO 2 est une bonne idée parce que ces algues ont besoin
de CO 2 pour la photosynthèse. Plus leur taux de photosynthèse est élevé,
plus elles produiront d’huile végétale. Entre-temps, les algues absorberont les émissions de CO 2 des usines et des moteurs des automobiles,
réduisant d’autant la quantité de CO 2 qui entre dans l’atmosphère.
Figure 10.10 La lumière rouge aurait traversé le filtre (mais pas la
lumière bleu-violet). Les bactéries ne se seraient donc pas agglutinées
à l’endroit où passe normalement la lumière bleu-violet. Par conséquent,
l’agglomérat bactérien de gauche ne se serait pas formé, mais celui de
droite y serait parce que la lumière rouge traversant le filtre serait utilisée
pour la photosynthèse. Figure 10.12 Dans la feuille, la plupart des électrons de la chlorophylle excités par l’absorption des photons sont utilisés
pour activer les réactions de la photosynthèse. Figure 10.16 La personne
au sommet de la tour du photosystème I ne jetterait pas son électron
dans le seau, mais plutôt au sommet de la rampe posée sur la tour
du photosystème II. L’électron dévalerait alors jusqu’en bas de la rampe,
serait énergisé par un photon et reviendrait entre ses mains. Ce cycle
continuerait tant qu’il y aurait de la lumière (d’où son appellation : transport cyclique d’électrons). Figure 10.19 Trois atomes de carbone entrent
dans le cycle, un à un, en tant que molécules individuelles de CO 2 et
quittent le cycle sous la forme d’une molécule à trois atomes de carbone
(PGAL) après trois cycles.