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1) a)
b) Du début de l'expérience au temps t2, le taux d'O2 du réservoir baisse : le broyat respire, car il consomme de l'O2, et il n'y a pas photosynthèse (pas d'O2 dégagé). Lorsque l'on rajoute le ferricyanure de K (oxydant), au temps t2 et sous éclairement, le taux d'O2 augmente : le broyat respire toujours, mais réalise surtout la photosynthèse, phénomène caractérisé par un dégagement d'O2 plus important que le prélèvement d'O2 de la respiration. Entre t0 et t1 (dans l'obscurité) comme entre t1 et t2, la photosynthèse n'a pas lieu car le taux d'O2 baisse. Seule l'injection du produit oxydant sous éclairement déclenche cette photosynthèse. Si on injecte un oxydant, il faut nécessairement un réducteur qui réagit, car réduction et oxydation sont couplées. D'après les hypothèses de l'énoncé, l'eau serait ce réducteur à l'origine du dégagement d'O2. En effet, sous l'action de la lumière, la chlorophylle perd électrons, et capte des électrons de l'eau qui est réduite, selon l'équation-bilan : H2O ® 2 H+ + 2 e- + 1/2 O2 (photolyse de l'eau)
2) a) D'après les résultats de la première expérience, l'injection d'un oxydant, le ferricyanure de potassium, pendant l'éclairement des chloroplastes, déclenche la photosynthèse. Lors de la deuxième expérience, on injecte du réactif de Hill pendant l'éclairement à l'instant t2, et on assiste de nouveau à un dégagement d'O2, et donc à la photosynthèse. L'injection du réactif de Hill semble donc avoir le même effet que celle de ferricyanure de potassium dans la première expérience : le réactif de Hill est probablement un oxydant également. De même, au temps t3, le broyat réalise de nouveau la photosynthèse après l'injection du réactif. Mais la condition d'éclairement reste obligatoire : la photosynthèse cesse en t5, après l'arrêt de l'éclairement. b) Entre t = 10 et t3, le taux d'O2 diminue. La plante ne réalise donc plus la photosynthèse. Les paramètres de l'expérience n'ont pourtant pas changé par rapport à avant. On peut donc se demander pourquoi en t = 10, la photosynthèse n'est plus réalisée alors que rien n'a changé. c) On peut émettre comme hypothèse que : - soit tout le réactif de Hill a été utilisé et réduit. - soit la chlorophylle n'est plus opérationnelle. d) Par la suite de l'expérience, on réinjecte de nouveau du réactif de Hill en t3, et on assiste immédiatement à une hausse du taux d'O2, et donc à la photosynthèse. La photosynthèse est donc confirmée : les chloroplastes avaient auparavant réduit la totalité du réactif de Hill, l'eau ne pouvait plus être oxydée, et plus de dégagement d'O2. Ainsi, lors de la photosynthèse, il faudra constamment renouveler le produit oxydant pour oxyder l'eau. Cette réaction n'a lieu qu'en présence de lumière comme le montre le taux d'O2 entre t4 et t5. Dans la nature, l'oxydant est le NADP, qui est donc réduit en NADPH2. Le NADPH2 est ensuite réoxydé lors de la phase sombre grâce au CO2 absorbé par les chloroplastes, selon l'équation-bilan : 2 NADPH2 + CO2 ® C(H2O) + H2O + 2 NADP |
