Palier 0 — J'ai pas vu ça mais j'ai contrôle

Tu n'as pas encore vu le chapitre et le contrôle approche ? Commence par ce qui se restitue : les réactifs, les produits et les organites concernés.

1Réactifs et produits/ 4 pts · questions 1 à 3

Réponds aux questions suivantes en une ou deux phrases complètes.

  1. Quels sont les réactifs (matières premières) et les produits de la photosynthèse ?
  2. Quels sont les réactifs et les produits de la respiration cellulaire ?
  3. Dans quel organite cellulaire se déroule la photosynthèse ? Et la respiration cellulaire ?
Corrigé
1Réactifs et produits
a) \(\text{Photosynthèse}\) \(\text{Réactifs : CO}_2 \text{ et H}_2\text{O (+ énergie lumineuse). Produits : glucose (C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6\text{) et O}_2\text{.}\)
b) \(\text{Respiration cellulaire}\) \(\text{Réactifs : glucose et O}_2\text{. Produits : CO}_2\text{, H}_2\text{O et énergie (ATP).}\)
c) \(\text{Localisation}\) \(\text{Photosynthèse} \rightarrow \text{chloroplastes.} \quad \text{Respiration cellulaire} \rightarrow \text{mitochondries.}\)
Palier 1 — Ça me dit un truc en fait

Une seule question ici, mais elle découle directement des trois précédentes : mets les deux bilans face à face.

1Réactifs et produits/ 4 pts · question 4

Réponds aux questions suivantes en une ou deux phrases complètes.

  1. Pourquoi dit-on que photosynthèse et respiration cellulaire sont des processus complémentaires ?
Corrigé
1Réactifs et produits
d) \(\text{Complémentarité}\) \(\text{Les produits de la photosynthèse (glucose, O}_2\text{) sont les réactifs de la respiration, et vice-versa : les deux processus bouclent le cycle de la matière.}\)
Palier 2 — On s'échauffe

On applique maintenant les définitions à une liste d'organismes qui n'était pas dans le cours.

2Autotrophes et hétérotrophes/ 3 pts

Classe les organismes suivants en autotrophes (capables de photosynthèse) ou hétérotrophes (incapables de photosynthèse).

Organismes : un chêne, un lion, une algue verte, un champignon, du phytoplancton, un être humain, une cyanobactérie photosynthétique.

  1. Dresse le tableau de classement des 7 organismes.
  2. Quel processus métabolique les autotrophes réalisent-ils, contrairement aux hétérotrophes ?
  3. Quel processus métabolique est commun à l'ensemble de ces organismes ?
Corrigé
2Autotrophes et hétérotrophes
a) \(\text{Classement}\) \(\text{Autotrophes : chêne, algue verte, phytoplancton, cyanobactérie.} \quad \text{Hétérotrophes : lion, champignon, être humain.}\)
b) \(\text{Processus spécifique aux autotrophes}\) \(\text{La photosynthèse : seuls les organismes possédant de la chlorophylle (chloroplastes ou pigments équivalents) peuvent la réaliser.}\)
c) \(\text{Processus commun à tous}\) \(\text{La respiration cellulaire : tous ces organismes la réalisent pour produire de l'ATP. D'autres êtres vivants (bactéries anaérobies), ou ces mêmes cellules privées de dioxygène (levure, cellule musculaire lors d'un effort intense), produisent leur ATP par fermentation.}\)
Palier 3 — On sécurise le contrôle

Exercice type contrôle : une expérience en deux phases et cinq questions qui s'enchaînent, dont une équation bilan à écrire.

3Analyse d'une expérience/ 5 pts

On place une plante verte dans une enceinte hermétique et on mesure les concentrations en $\text{O}_2$ et en $\text{CO}_2$ dans l'air au fil du temps, en deux phases :

  • Phase 1 (obscurité) : $[\text{O}_2]$ diminue, $[\text{CO}_2]$ augmente.
  • Phase 2 (lumière vive) : $[\text{O}_2]$ augmente, $[\text{CO}_2]$ diminue.
  1. Quel(s) processus métabolique(s) explique(nt) les variations observées en phase 1 ? Justifie.
  2. Quel(s) processus métabolique(s) explique(nt) les variations observées en phase 2 ? Justifie.
  3. En phase 2, la plante réalise-t-elle encore la respiration cellulaire ? Justifie.
  4. Écris l'équation bilan du processus responsable de la production de $\text{O}_2$ en phase 2.
  5. On répète l'expérience en remplaçant la plante par une souris. Décris l'évolution de $[\text{O}_2]$ et $[\text{CO}_2]$, à la lumière comme à l'obscurité. Explique.
Corrigé
3Analyse d'une expérience
a) \(\text{Phase 1 — obscurité}\) \(\text{Seule la respiration cellulaire fonctionne (pas de lumière). Elle consomme O}_2 \text{ et libère CO}_2\text{, d'où la baisse de [O}_2\text{] et la hausse de [CO}_2\text{].}\)
b) \(\text{Phase 2 — lumière vive}\) \(\text{Photosynthèse + respiration simultanées. La photosynthèse l'emporte : elle consomme CO}_2 \text{ et produit O}_2 \text{ en grande quantité} \rightarrow \text{hausse de [O}_2\text{] et baisse de [CO}_2\text{].}\)
c) \(\text{Respiration en phase 2 ?}\) \(\text{Oui : la respiration cellulaire est permanente (nuit et jour). À la lumière, son effet est masqué par la photosynthèse plus intense.}\)
d) \(\text{Équation bilan — photosynthèse :}\) \(6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{lumière}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2\)
e) \(\text{Souris — lumière ou obscurité}\) \(\text{Dans les deux cas : [O}_2\text{] diminue et [CO}_2\text{] augmente. La souris ne réalise que la respiration cellulaire (pas de chloroplastes) ; la lumière n'a aucune influence.}\)
Palier 4 — On préshot l'année prochaine

Pour aller plus loin : on quantifie. Il faut poser un bilan net à partir des données chiffrées — c'est le registre de la première.

4Bilan d'une cellule végétale/ 4 pts

Une cellule de feuille illuminée réalise simultanément photosynthèse et respiration. Données (en unités arbitraires par heure) :

  • Consommation de $\text{CO}_2$ par la photosynthèse : 12 unités
  • Production de $\text{CO}_2$ par la respiration : 4 unités

On admet que chaque processus échange $\text{O}_2$ et $\text{CO}_2$ dans des proportions égales.

  1. Calcule le bilan net d'échange de $\text{CO}_2$ pour cette cellule. La cellule absorbe-t-elle ou libère-t-elle du $\text{CO}_2$ au final ?
  2. Déduis-en le bilan net d'échange de $\text{O}_2$.
  3. Que se passe-t-il si on plonge cette cellule dans l'obscurité totale ? Décris les échanges gazeux (en unités par heure).
Corrigé
4Bilan d'une cellule végétale
a) \(\text{Bilan net} \; \text{CO}_2 = \text{produit (resp.)} - \text{consommé (phot.)} = 4 - 12 =\) \(-8 \; \text{unités/h} \Rightarrow \text{la cellule absorbe 8 unités de CO}_2 \text{ par heure (bilan entrant).}\)
b) \(\text{Bilan net} \; \text{O}_2 = \text{produit (phot.)} - \text{consommé (resp.)} = 12 - 4 =\) \(+8 \; \text{unités/h} \Rightarrow \text{la cellule libère 8 unités de O}_2 \text{ par heure (bilan sortant).}\)
c) \(\text{À l'obscurité : photosynthèse} = 0\) \(\text{Seule la respiration : consomme 4 unités de O}_2\text{/h et libère 4 unités de CO}_2\text{/h.}\)