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12/02/2023
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ENSEIGNEMENT SCIENTIFIQUE Uhe conversion biologique de l'énergie solaire: la photosynthèse I. Introduction Uhe infime partie de l'énergie solaire reçue par la planète fournit l'énergie nécessaire à l'ensemble des êtres vivants. Cette énergie permet, à partir de dioxyde de carbone (002) et d'eau (H₂O) disponible dans l'environnement de fabriquer la matière organique constitutive du monde vivant : c'est la photosynthèse. II. Absorption de l'énergie solaire et production de la matière organique par les végétaux Al'échelle de la planète, 0.1% de l'énergie solaire est absorbé par les organismes chlorophylliens. Ce sont les producteurs primaires : ils utilisent cette énergie pour fabriquer leur biomasse (matière organique comme le glucose) en réalisant la photosynthèse. La productivité primaire nette d'un écosystème dépend de la quantité d'énergie solaire qu'il reçoit et d'autres facteurs (quantité de sels minéraux disponibles par exemple). Équation bilan de la photosynthèse: 6002+6H0C6H204 (glucose) +60₂ III. Définitions Organisme chlorophyllien: organisme possédant un pigment (la chlorophylle) dans ses parties vertes, permettant d'utiliser l'énergie lumineuse pour produire de la matière organique. Photosynthèse : réaction chimique permettant la production de matière organiques chez les végétaux placé à la lumière. Al'échelle d'une feuille, une faible fraction de l'énergie lumineuse incidente est utilisé pour la photosynthèse. Dans les cellules chlorophylliennes, des pigments absorbent certaines radiations de la lumière visible: c'est leur spectre d'absorption. Le spectre d'action photosynthétique coincide avec...
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le spectre d'absorption des pigments. Ces derniers sont donc à l'origine d'une conversion de l'énergie lumineuse qui permet la synthèse de molécules organiques à partir de matière minérale lors de la photosynthèse. Métabolisme cellulaire: ensemble des réactions chimiques qui se déroulent au sein des cellules. IV. Photosynthèse et nutrition des êtres vivants Les molécules organiques produites par le processus de photosynthèse constitue une source d'énergie chimique pour l'ensemble des êtres vivants (-biosphère. Uh être vivant non chlorophyllien, un animal par exemple, doit consommer des molécules organiques pour en extraire l'énergie nécessaire à son fonctionnement (synthèse de molécule, mouvements, croissance,...). Différentes voies métaboliques permettent d'extraire l'énergie chimique contenue dans les molécules organiques. Les deux principales sont la respiration cellulaire et la fermentation. La respiration cellulaire nécessite de l'O₂ et permet de produire beaucoup d'énergie. La fermentation est un métabolisme anaérobie (c'est-à-dire ne nécessitant pas d'0₂) mais dont le rendement énergétique est faible. V. La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles Dans certains environnements particuliers, une faible partie de la matière organique issue de la photosynthèse n'est pas décomposée et s'accumule dans les sédiments. À l'échelle des temps géologiques (en millions d'années), cette matière organique va se transformer en donnant des combustibles fossiles différents selon les conditions de formation et l'origine de la matière organique : le charbon d'une part, le pétrole et le gaz d'autre part. Le temps important et les conditions particulières de leur formation font des combustibles fossiles des ressources énergétiques non renouvelables à l'échelle du temps humain V. Schéma du devenir de l'énergie solaire au niveau d'une feuille Rayonnement solaire Rayonnement réfléchit Rayonnement absorbé Rayonnement transmis