Unité 2
Production de la matière organique par les plantes
1 – Mise en évidence de la production de la matière organique (Amidon) par les plantes chlorophylliennes.
1-1- Les conditions nécessaires à la synthèse de l’amidon :
Pour connaître les conditions nécessaires à la synthèse de l’amidon par la plante chlorophyllienne, on propose d’étudier les expériences suivantes :
On met une plante à l’obscurité pendant 48 heures. Ces feuilles préalablement exposées pendant 24 heures à la lumière sont cueillies, puis décolorées à l’alcool bouillant avant d’être plongées dans l’eau iodée. Les résultats de ces colorations figurent dans le document suivant :
– La feuille de l’expérience 1 n’a subi aucun traitement particulier;
– La feuille de l’expérience 2 est couverte partiellement par une bande ou un cache noir;
– La feuille de l’expérience 3 n’a subi aucun traitement mais elle comporte des zones chlorophylliennes et des zones non chlorophylliennes blanchâtres; elle est dite panachée;
– La feuille de l’expérience 4 est confinée dans une atmosphère privée de dioxyde de carbone. (avec de la potasse).
1 – Décrire et interpréter les résultats de ces expériences.
2 – Déduire les conditions nécessaires à la production de l’amidon par la plante.
1 – Expérience 1: On observe l’apparition d’une coloration bleu-noir sur la feuille, ce qui indique la présence de l’amidon produit par la feuille dans les conditions normales.
Expérience 2: La feuille ne se colore que sur la zone éclairée, avec l’absence de la coloration sur la zone cachée, ce qui signifie que la feuille n’a synthétisé l’amidon qu’en présence de la lumière.
Expérience 3: La feuille ne se colore que là où il y a de la chlorophylle, ce qui signifie que la feuille n’a synthétisé l’amidon qu’en présence de la chlorophylle.
Expérience 4: La feuille ne se colore pas en absence de CO2 , ce qui signifie que la feuille ne synthétise l’amidon qu’en présence de CO2.
2 – La synthèse de l’amidon par la feuille nécessite la présence de la lumière, de la chlorophylle et du dioxyde de carbone (CO2). Ce phénomène est appelé photosynthèse
2- La nature chimique de la matière organique produite par les plantes:
- Les glucides:
Les glucides sont les biomolécules les plus abondantes sur la planète. On les appelle aussi « sucres » ou hydrates de carbone. Ils sont des composés ternaires formés de carbone, d’hydrogène et d’oxygène.
La classe des glucides, comprend les monosaccharides (un seul monomère), les disaccharides (deux monomères) et les polysaccharides (polymères).
– Les monosaccharides :
également connus sous le nom de sucres simples ou oses, ils sont des molécules caractérisées par une fonction aldéhyde ou cétone et des fonctions alcool. Ils ont une formule brute générale CnH2nOn avec n le nombre d’atomes de carbone ( entre 3 et 7 ).
Exemples:
- Les trioses comme le glycéraldéhyde(C3H6O3 )
- Les pentoses comme le ribose (C5H10O5 ) et le désoxyribose (C5H10O4 )
- Les hexoses (C6H12O6 ) comme le glucose, fructose, galactose …
– Les disaccharides :
Sont formés par la combinaison de 2 monosaccharides. Les plus importants, de formule C12H22O11, sont le saccharose (union entre le glucose et le fructose), le maltose (union entre deux glucoses) et le lactose (union entre le glucose et le galactose).
– Les polysaccharides :
Ce sont des polymères complexes constitués de plusieurs oses liés entre eux par des liaisons glycosidiques. Les plus communs du règne végétal sont la cellulose et l’amidon, tous deux sont des polymères du glucose. Ils ont pour formule générale (C6H1005)n .
- Les lipides:
Les lipides sont des complexes hétérogènes formés d’un alcool et d’acide(s) gras liés par des liaisons ester. Pour les lipides complexes, ils renferment en plus des éléments précédents, d’autres groupements azotés, soufrés, phosphorés, etc.
– Les acides gras sont des acides carboxyliques à chaîne linéaire (R-COOH).
Exemples :
Acide butyrique : (CH 3–CH 2–CH 2–COOH) c’est le plus petit acide gras saturé.
Acide palmitique : CH3–(CH2)14 – COOH
– Les alcools sont des composés dans lesquels un groupe caractéristique hydroxyle -OH
Exemples : Glycérol – Cholestérol
L’alcool réagit avec l’acide carboxylique pour donner un ester (lipide).
- Les protides:
Ce sont des composés constitués essentiellement de quatre éléments C, H, O et N, mais peuvent contenir aussi d’autres éléments comme le soufre, le phosphore, le magnésium, le fer …
La classe des protides, comprend les acides aminés, les polypeptides et les protéines.
- Les acides aminés :
Chaque acide aminé est composé d’un groupement carboxyle (-COOH), d’un groupement amine (-NH2) et d’un radical R. C’est la nature de ce radical qui différencie les 20 acides aminés naturels.
Le document suivant montre quelques exemples d’acide aminés.
- Les polypeptides :
Les polypeptides résultent de l’union de plusieurs acides aminés avec des liaisons peptidiques entre la fonction carboxyle ( COOH ) du premier acide amine et la fonction amine ( NH2 ) du deuxième.
- Les protéines :
Les protéines sont des molécules constituées par un assemblage d’un grand nombre d’acides aminés. Elles peuvent être décrites selon quatre niveaux d’organisation structurale. Une séquence linéaire d’acides aminés, formant une chaîne polypeptidique, constitue la structure primaire de la protéine. Cette structure peut se replier sur lui-même pour donner des niveaux d’organisation moléculaires plus complexes (structures secondaire, tertiaire et quaternaire).
