Chapitre X : Le soleil, une source d’énergie essentielle pour les EV

 

• L’énergie solaire permet la photosynthèse

 

Pb I : Quelles sont les conditions nécessaires au déroulement de la photosynthèse, quels en sont les réactifs et les produits

TP n°1 : La photosynthèse et la production de matière organique à l’échelle du végétal  ?

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Bilan de l’ensemble des réactions de la photosynthèse :

– L’étude de l’évolution des concentrations en O2 et en CO2 d’une enceinte contenant des cellules chlorophylliennes placées soit à la lumière soit à l’obscurité nous permet de dire que – ces cellules prélèvent de l’O2 et rejettent du CO2 à l’obscurité, échanges gazeux correspondant à la respiration

– elles prélèvent du CO2 et rejettent de l’O2 à la lumière, échanges gazeux correspondant à la photosynthèse.

NB : en réalité les cellules chlorophylliennes respirent jour et nuit mais la respiration est cachée le jour par la photosynthèse prédominante.

– A la lumière et en présence de dioxyde de carbone, une production de matière organique et de dioxygène par des végétaux chlorophylliens est mise en évidence. La synthèse de glucose puis d’amidon, composés organiques, a lieu au niveau des chloroplastes des cellules chlorophylliennes des feuilles.

 

 

 

– Eau et sels minéraux sont aussi indispensables à la photosynthèse, ils sont puisés dans le sol par les racines de la plante.

 

PB II :Quelle est l’importance de la photosynthèse dans un écosystème et à l’échelle planétaire

II- La photosynthèse permet l’entrée d’énergie dans la biosphère

TP n°2 : La photosynthèse à l’échelle de la biosphère : q1, 2,3 et 4 p115

A- Des relations trophiques* entre les êtres vivants d’un écosystème

*Trophique : relatif à la nutrition

Bilan

q Les producteurs primaires

A la lumière, les végétaux, producteurs primaires, utilisent le carbone du dioxyde de carbone atmosphérique pour constituer les chaînes carbonées de leurs composants. Ils sont photo-auto-trophes au carbone, c’est à dire qu’ils ont la capacité de synthétiser de la matière organique à partir de matière minérale CO2, eau, sels minéraux et d’énergie lumineuse.

q Les consommateurs

Les consommateurs primaires et secondaires utilisent le carbone des composés organiques préexistants pour constituer leurs propres composants. Ils sont hétérotrophes au carbone, c’est à dire qu’ils ont besoin de matière organique préexistante pour élaborer leur propre matière organique. Ils dépendent directement ou indirectement des producteurs primaires. Ils sont dits producteurs secondaires

Exemple de chaîne alimentaire

q Exemple de chaîne alimentaire théorique:

 

B- Des flux d’énergie au sein d’un écosystème

Bilan

Les transferts de matière entre les différents niveaux de la chaîne définissent des flux d’énergie entre les êtres vivants ayant pour origine la lumière.

L’énergie est en partie stockée sous forme de biomasse et en partie perdue sous forme de chaleur. Plus les chaînes alimentaires sont longues et plus la déperdition d’énergie est grande.

Tous les milieux présentent une productivité primaire plus ou moins forte selon l’énergie solaire reçue et transformée en énergie chimique.

Au final, c’est la photosynthèse qui permet, à l’échelle de la planète, l’entrée de matière minérale et d’énergie dans la biosphère et donc qui assure son fonctionnement.

 

Pb III : Comment la biomasse peut-elle se fossiliser ? Quelle est l’origine d’un combustible fossile comme le charbon ?

 

III- Une partie de la biomasse produite grâce à l’énergie solaire peut être fossilisée

TP n°3 : Les combustibles fossiles, énergie solaire du passé

Bilan

Dans des environnements de haute productivité, comme dans les marécages des forêts luxuriantes du carbonifère, une faible proportion de la matière organique, enfouie sous une couche de sédiments, échappe, en l’absence d’oxygène, à l’action des décomposeurs et donc à la minéralisation.

Cette matière organique est transformée très lentement en combustible fossile au cours de son enfouissement.

Ainsi les charbons sont issus de débris végétaux d’origine continentale. Les fossiles qu’ils renferment l’attestent. Les facteurs favorables à la formation de charbon

1. Dans un premier temps, les végétaux se déposent dans des bassins sédimentaires.
2. La subsidence (enfoncement progressif du fond du bassin) de cette zone provoque l’enfouissement de la végétation, ce qui empêche sa décomposition.
3. Un ralentissement de la subsidence favorise le retour de la végétation.

Ce phénomène se répète, expliquant l’alternance des couches de grès/argile et de charbon.

A l’abri de l’air, dans l’eau, les débris végétaux se transforment progressivement (en plusieurs dizaines de Ma) en roches sous l’effet de bactéries anaérobies (sans O2), puis de l’augmentation de la pression et de la température. Cette transformation aboutit à la formation de charbon.

→  doc 1a p. 150 et 1 p. 152

 

Bilan du chapitre :

L’énergie solaire est convertie en différentes formes d’énergie. A l’origine de la photosynthèse, l’énergie solaire initie les chaines alimentaires. Cette énergie peut être stockée sous forme de ressources énergétiques fossiles. Elle est aussi à l’origine des déplacements des enveloppes fluides de notre planète. Nous verrons donc dans ce premier chapitre comment l’énergie solaire est convertie en une énergie profitable à l’Homme