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Spectres d'absorption et d'action de la photosynthèse – pigments, expérience d'Engelmann et chromatographie

BiologiePhysiologie végétale16–17 ans

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Quatre écrans sur les pigments photosynthétiques : éclairez une élodée ou une algue verte avec une lumière d'une seule longueur d'onde entre 400 et 700 nm, à flux de photons égal, mesurez la vitesse de production d'O₂ et construisez le spectre d'action ; comparez les spectres d'absorption de la chlorophylle a, de la chlorophylle b et des caroténoïdes ; refaites l'expérience d'Engelmann avec des bactéries aérobies qui se rassemblent le long d'un filament d'algue sous un spectre ; séparez les pigments d'une feuille par chromatographie sur papier et calculez les valeurs de Rf.

Leçon : Photosynthèse : pigments photosynthétiques, spectres d'absorption et d'action, chromatographie des pigments

Ce qu’elle montre

Cette simulation relie la lumière absorbée par les pigments à la lumière qui fait fonctionner la photosynthèse, pour les 15–18 ans. Lors de travaux pratiques virtuels, vous mesurez la production d'O₂ d'une élodée ou d'une algue verte sous des longueurs d'onde choisies, à flux de photons égal, et vous tracez le spectre d'action. Vous le comparez ensuite aux spectres d'absorption des chlorophylles et des caroténoïdes, vous refaites l'expérience d'Engelmann de 1882 avec des bactéries aérobies et vous séparez les pigments par chromatographie sur papier. Modèle : spectres approchés à partir de bandes standard ; la respiration est négligée.

Mode d’emploi

Dans Spectre d'action, choisissez l'Organisme, réglez Longueur d'onde et Flux de photons, puis cliquez sur Mesurer (ou Balayage 400–700 nm) et lisez le tableau et le graphique. Dans Spectres d'absorption, déplacez le curseur et cochez les courbes. Dans Expérience d'Engelmann, changez la Lumière sur le filament et observez le diagramme. Dans Chromatographie, cliquez sur Lancer le solvant, puis Arrêter, cliquez sur chaque tache et choisissez le pigment.

Paramètres modifiables

  • Écran de départ Spectre d'action, Spectres d'absorption, Expérience d'Engelmann, Chromatographie des pigments
  • Organisme Élodée (compter les bulles), Algue verte Chlorella (capteur d'O₂)
  • Longueur d'onde de la lumière 400–700 nm
  • Flux de photons 20–200 µmol m⁻² s⁻¹
  • Superposer les spectres d'absorption au graphique du spectre d'action
  • Lumière sur le filament d'algue (expérience d'Engelmann) Spectre d'un prisme, Lumière blanche, Obscurité
  • Nombre de bactéries aérobies 100–800 cellules
  • Feuille utilisée pour l'extrait de pigments Feuille verte, Feuille jaune d'automne
  • Graine aléatoire (même nombre, mêmes résultats) 1–9999

Questions à explorer

  1. Pourquoi la production d'O₂ est-elle maximale en lumière rouge et bleu-violet, et minimale en lumière verte ?
  2. Pourquoi faut-il garder le même flux de photons et la même température à chaque longueur d'onde ?
  3. Pourquoi une feuille d'automne ne montre-t-elle que les taches de carotène et de xanthophylle ?

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