Les Sciences de la Vie et de la Terre
par Jacques Florimont

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Spécialité TS

Thème 1: LA TERRE DANS L'UNIVERS, LA VIE ET L'EVOLUTION DU VIVANT

Chapitre 1: La photosynthèse

Les étapes de la photosynthèse.

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TP n°7: Est-il dangereux de dormir avec des plantes.

Est-il plus dangereux pour Jack de dormir
avec Miss Acacia
ou de dormir avec plein de pots de plantes dans sa chambre?


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La masse totale des plantes: Ficus benjamina, Chlorophytum comosum et Chrysalidocarpus lutescens est de 45 kg.
La masse de Miss Acacia est de 45kg
La masse de Jack est de 60kg
La taille de la chambre est de 3m x 4m x 2,5m; une fois la porte fermée, elle est parfaitement étanche.
A l'aide du dispositif exao mesure l'intensité de la photosynthèse et de la respiration des feuilles en litre.h-1.kg-1
Jack et Miss Acacia ont une intensité respiratoire au repos de 0,6 litre d'O2.h-1.kg-1
Le premier soir Jack entre dans sa chambre à 20 heures avec miss Acacia, il ferme la porte, mais laisse la lumière allumée jusqu'à 22h30 (leur activité physique est réduite ce soir là, ce qui fait que leur intensité respiratoire ne varie pratiquement pas par rapport à la valeur au repos)
Le deuxième soir Jack entre seul dans sa chambre à 20 heures avec ses plantes qu'il dispose autour de son lit. Il ferme la porte, mais laisse la lumière allumée jusqu'à 22h30.
Repondre à la problématique:
Un graphique avec les courbes de la quantité d' O2 dans la chambre en fonction du temps est attendu.
Les deux nuits Jack fait la grasse matinée jusqu'à 10 heures, il allume la lumière en se levant.

Le corrigé du TP n°7

Première partie estimer les consommation d'oxygène par les plantes à l'obscurité, et estimer le dégégement d'O2 par les plantes à la lumière.
La pente des graphique donne l'intensité de la photosynthèse à la lumière, et l'intensité de la respiration à l'obscurité.
La sonde à dioxygène donne des valeurs en concentration de dioxygène: en mg d'O2 par litre de solution dans l'enceinte: mg.L-1.
La pente "a"des graphiques correspond donc à des mg d'O2 par litre de solution dans l'enceinte et par minute: mg.L-1.min-1.
Pour avoir des quantité d'O2 et non pas des concentrations , il faut tenir compte du volume de l'enceinte "V" en Litre (10 ou 20 mL soit 10 ou 20.10-3 L)
Quantités d'O2 = a x V en mg.min-1
Pour avoir des quantités en Heure, il faut multiplier par 60 (1 heure = 60 minutes)
Quantités d'O2 en 1 heure = a x V x 60 en mg.h-1
Quantités d'O2 en 1 heure = a x 10-3 x V x 60 en g.h-1
Il faut également tenir compte de la masse "m" de la mousse de java; elle sera à exprimer en Kg
Quantités d'O2 par Kg de mousse de Java = (a x 10-3 x V x 60)/ m en g.h-1.Kg-1
J'ai besoin du volume de dioxygène, sachant que 32g ( Masse molaire = "M") d'O2 occupent un volume de 22,4 litres (volume molaire = "Vmol")le volume d'O2 absorbé ou rejeté par la mousse de Java sera de:
Volume d'O2 par Kg de mousse de Java = (a x 10-3 x Vmol x V x 60)/ ( m x M) en L d'O2.h-1.Kg-1
dans la chambre de Jack la masse des plantes "P" est de 45 kg, si l'on admet que leur intensité respiratoire et que leur intensité de la photosynthèse est la même que celle de la mousse de Java;
Le volume d'O2 "Vplantes" rejeté ou absorbé par heure par les 45 Kg de plantes sera donc de:
Vplantes = (a x 10-3 x Vmol x V x 60x P)/ ( m x M) en L d'O2.h-1
Deuxième partie tracer les graphiques de la quantité d'O2 dans la chambre.
Dans la chambre avec Jack et Miss Acacia, la quantité d'O2 dans la chambre est égale à la quantité d'O2 au départ moins les quantités d'O2 consommées par jack et par Miss Acacia.
Dans la chambre avec Jack et les plantes, à la lumière les plantes produisent du dioxygène, la quantité de dioxygène dans la chambre est donc la quantité initiale moins ce que consomme Jack plus ce que produisent les plantes.
Dans la chambre avec Jack et les plantes,à l'obscurité, la quantité d'O2 dans la chambre est égale à la quantité d'O2 au moment où la lumière est éteinte moins les quantités d'O2 consommées par jack et par les plantes. Voici un des graphique obtenu:

Bilan
On constate qu'avec Miss Acacia à 34 heures (10 heures du matin) la quantité de dioxygène est inférieure à ce qu'elle est avec les plantes. Conclusion, la prochaine fois que vous entedez dire qu'il ne faut pas mettre de plante dans sa chambre, n'hésitez pas à lui dire qu'elle se trompe complètement et qu'il est plus dangereux de dormir avec son copain ou sa copine!
Cette quantité de CO2 rejetée par une plante, la nuit lorsqu'elle respire, est minime, et reste bien inférieure :
  • à la quantité d’oxygène que la plante produit le jour (à condition d’ouvrir les volets bien sur…)
  • à la quantité de CO2 qu’émet votre chien ou votre chat s’il a le plaisir de partager votre chambre la nuit
  • à la quantité que votre conjoint, ou vous-même rejetez la nuit du fait de votre respiration.
Pas de méfiance ou de retenue à avoir donc : vous pouvez sans aucun problème faire de votre nid douillet, un cocon végétal, votre Chlorophytum, votre Ficus ou votre Chrysalidocarpus ne vous tuera pas dans votre sommeil ! Au contraire.
Au cours de sa vie une plante produit beaucoup plus de dioxygène par photosynthèse que ce qu'elle consomme lors de sa respiration.

TP n°8 : La chlorophylle, sa localisation et ses propriétés.

Les molécules des pigments.

La molécule de chlorophylle:

la molécule de ß carotène

Vous devez autoriser l'applet Jmol pour voir les molécules en 3D

TP n°9: La conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.

Le corrigé du TP n°8: La chlorophylle, sa localisation et ses propriétés.

Le corrigé du TP n°9

Le TP n°10: La phase non photochimique de la photosynthèse.

Le corrigé du TP n°10

Les plantes ont-elles un cerveau?