Enseignement scientifique 1ʳᵉ
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La photosynthèse
Comment les plantes captent et convertissent l'énergie solaire — thème « Le Soleil, notre source d'énergie » (programme de 1re générale)
À propos de cette page
Cette activité de compréhension sur « La photosynthèse » en première entraîne à lire, analyser et répondre à des questions en enseignement scientifique. Elle suit le programme officiel de première. Au programme : Définition et importance de la photosynthèse, Les pigments photosynthétiques et l'absorption de la lumière, Le chloroplaste : structure et compartiments, La phase lumineuse : conversion de l'énergie solaire. Lis le document, réponds puis vérifie immédiatement tes réponses pour progresser. Un bon moyen de travailler la méthode, d'enrichir son vocabulaire et de préparer les contrôles. Ressource gratuite proposée par un professeur particulier à Marseille pour réussir en enseignement scientifique en première.
1Lis attentivement le texte suivant, puis réponds aux questions.
La photosynthèse face au réchauffement climatique
La photosynthèse est souvent présentée comme une solution naturelle au réchauffement climatique : les plantes absorbent le CO₂ atmosphérique et le fixent dans leur biomasse. Mais cette vision est incomplète. Des études récentes montrent que l'augmentation de la température peut paradoxalement diminuer la productivité primaire nette dans certaines régions.
En effet, au-delà de 30–35 °C, la RuBisCO catalyse préférentiellement l'oxygénation (photorespiration) plutôt que la carboxylation, ce qui représente un gaspillage d'énergie. De plus, le stress hydrique lié aux canicules force les plantes à fermer leurs stomates pour limiter l'évaporation, réduisant ainsi les entrées de CO₂.
À l'inverse, dans les régions froides ou tempérées, la hausse modérée des températures et l'augmentation de la concentration en CO₂ (effet fertilisant du CO₂) peuvent stimuler la photosynthèse. Le phytoplancton océanique, qui assure environ 50 % de la photosynthèse mondiale, est également affecté : le réchauffement renforce la stratification des eaux, limitant la remontée des nutriments vers la surface.
Ainsi, l'impact du réchauffement sur la photosynthèse est contrasté selon les zones géographiques et les espèces, et les modèles climatiques intègrent désormais ces nuances pour estimer l'évolution future des puits de carbone.
La photosynthèse est souvent présentée comme une solution naturelle au réchauffement climatique : les plantes absorbent le CO₂ atmosphérique et le fixent dans leur biomasse. Mais cette vision est incomplète. Des études récentes montrent que l'augmentation de la température peut paradoxalement diminuer la productivité primaire nette dans certaines régions.
En effet, au-delà de 30–35 °C, la RuBisCO catalyse préférentiellement l'oxygénation (photorespiration) plutôt que la carboxylation, ce qui représente un gaspillage d'énergie. De plus, le stress hydrique lié aux canicules force les plantes à fermer leurs stomates pour limiter l'évaporation, réduisant ainsi les entrées de CO₂.
À l'inverse, dans les régions froides ou tempérées, la hausse modérée des températures et l'augmentation de la concentration en CO₂ (effet fertilisant du CO₂) peuvent stimuler la photosynthèse. Le phytoplancton océanique, qui assure environ 50 % de la photosynthèse mondiale, est également affecté : le réchauffement renforce la stratification des eaux, limitant la remontée des nutriments vers la surface.
Ainsi, l'impact du réchauffement sur la photosynthèse est contrasté selon les zones géographiques et les espèces, et les modèles climatiques intègrent désormais ces nuances pour estimer l'évolution future des puits de carbone.
2Questions
Q1 Quel enzyme est au cœur du problème décrit dans le texte ? Quel phénomène non souhaité catalyse-t-elle à haute température ?
La RuBisCO peut fixer l'O₂ (oxygénation) à la place du CO₂ (carboxylation) quand la température augmente.Q2 Explique pourquoi la fermeture des stomates lors d'une canicule nuit à la photosynthèse.
Les stomates sont les orifices par lesquels le CO₂ entre dans la feuille. Quand ils se ferment pour limiter la perte d'eau, le CO₂ ne peut plus pénétrer et la phase sombre (cycle de Calvin) manque de son réactif principal, ce qui ralentit la photosynthèse.Q3 Qu'est-ce que l'« effet fertilisant du CO₂ » mentionné dans le texte ?
Un taux de CO₂ plus élevé dans l'atmosphère peut accélérer le cycle de Calvin, augmentant la productivité des plantes.Q4 Pourquoi le phytoplancton est-il crucial pour la photosynthèse mondiale selon le texte ?
Le phytoplancton réalise environ 50 % de la photosynthèse mondiale, malgré sa petite taille.Q5 À partir du texte, cite deux raisons pour lesquelles le réchauffement climatique peut réduire la photosynthèse dans certaines zones.
1) La hausse de température au-delà de 30–35 °C favorise la photorespiration (la RuBisCO oxygène plutôt que carboxyle), gaspillant l'énergie. 2) Le stress hydrique causé par les canicules provoque la fermeture des stomates, empêchant l'entrée du CO₂ nécessaire au cycle de Calvin.Voir le corrigé
- RuBisCO — La RuBisCO peut fixer l'O₂ (oxygénation) à la place du CO₂ (carboxylation) quand la température augmente.
- Réponse libre — exemple : Les stomates sont les orifices par lesquels le CO₂ entre dans la feuille. Quand ils se ferment pour limiter la perte d'eau, le CO₂ ne peut plus pénétrer et la phase sombre (cycle de Calvin) manque de son réactif principal, ce qui ralentit la photosynthèse.
- stimulation de la photosynthèse par l'augmentation du CO2 — Un taux de CO₂ plus élevé dans l'atmosphère peut accélérer le cycle de Calvin, augmentant la productivité des plantes.
- 50% de la photosynthèse mondiale — Le phytoplancton réalise environ 50 % de la photosynthèse mondiale, malgré sa petite taille.
- Réponse libre — exemple : 1) La hausse de température au-delà de 30–35 °C favorise la photorespiration (la RuBisCO oxygène plutôt que carboxyle), gaspillant l'énergie. 2) Le stress hydrique causé par les canicules provoque la fermeture des stomates, empêchant l'entrée du CO₂ nécessaire au cycle de Calvin.
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