Top 10 des expériences sur la photosynthèse (avec diagramme)
Voici une liste des dix expériences les plus courantes sur la photosynthèse avec diagramme.
Expérience - 1:
Objet:
Démonstration de la libération d'oxygène pendant la photosynthèse.
Exigences:
Peu de branches d'une plante aquatique, à savoir Hydrilia, etc., bécher, entonnoir en verre, tube à essai, bicarbonate de sodium, etc.
Expt
La libération d'oxygène pendant le processus de photosynthèse peut être prouvée expérimentalement. Quelques branches d'une plante aquatique, les Hydrilla sont conservées dans un grand bécher rempli de la même eau de bassin.
Ensuite, les branches sont recouvertes d'un entonnoir en verre et un tube à essai rempli d'eau est inversé à l'extrémité de l'entonnoir, comme indiqué sur la figure. Si nécessaire, une petite quantité de bicarbonate de sodium peut être ajoutée dans l'eau, de sorte que l'apport de dioxyde de carbone puisse devenir suffisant pour la photosynthèse. Maintenant, l'appareil est maintenu à la lumière du soleil.
Observation:
Les bulles de gaz peuvent être observées aux extrémités des branches d'Hydrilla maintenues sous l'entonnoir en verre dans le bécher. Ces bulles de gaz s’accumulent à l’extrémité de l’éprouvette dans l’essai du tube à essai et l’eau dans le tube descend. En test, le gaz doit être prouvé oxygène.
Remarque:
Pour tester le gaz, la solution de pyrogallol est prélevée dans un bécher et, à l’aide du pouce, le tube partiellement rempli de gaz est maintenu inversé dans la solution de pyragallol. La solution pénètre dans le tube à essai et le tube se remplit à nouveau complètement car la solution de pyragallol est soluble dans l'oxygène.
Diverses modifications pour cette expérience:
(1) Lorsque l’eau du gobelet est remplacée par de l’eau bouillie ou distillée.
(2) Lorsque l'expérience ci-dessus est recouverte d'un tissu noir.
(3) Lorsque les ramilles d'Hydrilla sont remplacées par des plantes terrestres.
(1) Lorsque l’eau du gobelet est remplacée par de l’eau bouillie ou distillée:
Si l'eau de l'étang dans le bécher est remplacée par de l'eau bouillie ou distillée, les bulles de gaz ne sont pas libérées par les extrémités des branches d'Hydrilla maintenues sous l'entonnoir en verre du bécher. Pourquoi? La raison est claire: lors de la distillation ou de l'ébullition de l'eau, le dioxyde de carbone dissous est éliminé, ce qui est un facteur nécessaire à la photosynthèse.
La photosynthèse n'a pas lieu. À l'aide de cette modification de l'expérience, la nécessité du dioxyde de carbone pour la photosynthèse des plantes aquatiques peut être prouvée.
(2) Lorsque l'expérience ci-dessus est recouverte d'un tissu noir:
Si cet appareil est recouvert de tissu noir ou maintenu dans l'obscurité, les bulles de gaz ne sont pas libérées, ce qui montre que la lumière est l'un des facteurs essentiels de la photosynthèse dans le cas des plantes aquatiques.
(3) Lorsque les rameaux de l'hydrille sont remplacés par des plantes terrestres:
Ici la photosynthèse est complètement vérifiée. Seuls les hydrophytes peuvent absorber le CO 2 de l’eau, les plantes terrestres ayant un habitat différent, ne peuvent pas absorber le CO 2 de l’eau et, par conséquent, la photosynthèse est arrêtée ici.
Expérience 2:
Objet:
Démonstration du test à l'amidon.
Exigences:
Feuilles vertes d'une plante, brûleur, eau, alcool à 70%, solution diluée d'iode.
Expt et observation:
Les feuilles vertes de toute plante saine peuvent être bouillies dans la journée qui suit, en conservant les feuilles dans de l'alcool à 70%, la chlorophylle en est extraite. Maintenant, ces feuilles sans chlorophylle sont conservées quelque temps dans une solution diluée d’iode. Les feuilles deviennent bleu foncé ou bleu noir.
Ceci est connu sous le nom de "test d'amidon". Si la plante est maintenue longtemps, à savoir 24 ou 48 heures dans l'obscurité, et que les feuilles sont ensuite testées pour le test à l'amidon, elles sont toujours négatives. Les feuilles ne deviennent pas bleu noir.
Explication:
Comme la plante a été maintenue dans l'obscurité de manière continue pendant une longue période, il n'y a pas eu de photosynthèse et l'amidon déjà préparé a été déplacé vers la partie inférieure de la plante pendant cette période.
Expérience - 3:
Objet:
Démonstration de la comparaison du taux de photosynthèse dans différentes conditions:
(A) Différentes concentrations de CO 2 (par le bicarbonate de sodium)
(B) Réaction du soleil et de l'ombre.
(C) Réaction en lumière colorée rouge, verte et bleue.
(D) Réaction de différentes températures.
Exigences :
Bubbler de Willmott, plante Hydrilla, bicarbonate de sodium, papiers de couleurs différentes, brûleur, thermomètre, eau de bassin, chronomètre, etc.
Expt
Bubbler de Willmott:
Il peut facilement être préparé en laboratoire. Prenez une bouteille à large bouche et fixez-y un bouchon de liège. Passez un tube de verre large à travers ce bouchon. Un autre tube de verre étroit ayant un jet à son extrémité est introduit dans le premier. Remplissez cet appareil avec de l'eau de bassin et attachez les brindilles d'Hydrilla à l'extrémité inférieure du tube de verre étroit, comme indiqué sur la figure.
Pour différentes conditions, les facteurs suivants sont fournis ici:
(A) Ajoutez du bicarbonate de sodium à l’eau de la bouteille et comptez les bulles qui s’échappent dans chaque cas précis.
(B) Mettez l'appareil en tant que tel au soleil et à l'ombre, respectivement, pendant des intervalles définis et comptez les bulles qui s'échappent dans chaque cas.
(C) Placez l'appareil dans une cloche à double paroi contenant des papiers de couleurs différentes. Comptez les bulles qui sortent dans chaque cas pour des intervalles de temps définis.
(D) Prenez un autre bécher d'eau chaude et placez l'appareil à des températures définies. Comptez les bulles qui sortent dans chaque cas pour des intervalles de temps définis.
Explication:
(A) Avec la concentration croissante de NaHCO 3, le taux de photosynthèse augmente. Ce taux de photosynthèse continue à augmenter jusqu'à ce que la lumière ou un autre facteur agisse comme facteur limitant
(B) Les lectures montrent que le taux de photosynthèse est plus au soleil.
(C) Les lectures montrent que le taux de photosynthèse est le plus élevé en lumière rouge et le plus faible en vert.
(D) Cette expérience montre que la photosynthèse se produit à une vitesse rapide de 10 à 35 ° C, à condition que d'autres facteurs ne soient pas limitatifs.
Expérience - 4:
Objet:
Démonstration de la mesure de la photosynthèse par le photosynthétomètre de Ganong.
Exigences:
Photosynthétomètre de Ganong, feuille verte, eau, KOH, appareil de Kipp, etc.
Expt et observation:
À l'aide de cet appareil, la quantité d'oxygène libérée et la quantité de dioxyde de carbone utilisée pendant la photosynthèse dans une feuille verte peuvent facilement être détectées. De cette façon, le quotient photosynthétique O 2 / CO 2 peut être connu.
Cet appareil est composé de trois parties A, B et C, comme indiqué sur la figure. Il se compose d'un bulbe C, d'un tube gradué A et d'un robinet d'arrêt B. Le matériel photosynthétique à utiliser dans l'expérience, à savoir environ 2 cm3 de feuilles vertes de capucine de jardin, etc., est conservé dans le bulbe. . Le tube gradué est inversé; le robinet d'arrêt est fermé et rempli d'eau jusqu'à ce que le dioxyde de carbone soit nécessaire.
Le tube gradué est fermé par le bouchon creux. La partie creuse du bouchon est également remplie d'eau. Maintenant, cette extrémité du tube doit être fermée à l'aide de la main et inversée dans le bac plein d'eau.
Ensuite, le niveau d'eau reste au même niveau que le trou du robinet d'arrêt. Maintenant, le robinet d'arrêt de l'extrémité inférieure est ouvert et l'extrémité supérieure du tube gradué est connectée à l'appareil de Kipp pour recevoir le dioxyde de carbone.
Le robinet d'arrêt supérieur est ouvert avec précaution, le dioxyde de carbone pénètre dans le tube, il est refermé lorsque l'eau du tube est remplacée par du dioxyde de carbone et que son niveau devient égal à celui de l'eau extérieure. Maintenant, les deux robinets d'arrêt sont en cours de fermeture et le tube complet est fixé au bulbe avec du matériel photosynthétique.
Maintenant, le robinet d'arrêt inférieur est ouvert et le dioxyde de carbone diffuse dans le bulbe contenant le matériau photosynthétique. Cet appareil est exposé au soleil pendant 3 à 4 heures et, après avoir noté l'heure à laquelle le robinet d'arrêt inférieur est fermé et le tube retiré de l'ampoule. Maintenant, cela est placé dans le bac rempli d'eau, et en le gardant dans l'eau, le bouchon creux est enlevé.
Maintenant, la marque zéro de ce tube gradué de mesure est maintenue au niveau du niveau d’eau, et progressivement le robinet d’extrémité supérieure est ouvert et fait monter l’eau jusqu’à la marque zéro du tube.
Maintenant, un tube à essai est rempli avec une solution de potasse caustique à 30% (KOH) et ce tube est connecté au tube gradué à l'aide d'un tube en caoutchouc. Ensuite, cet appareil est retiré de l'eau et enlevé la pince et laisser la solution de potasse caustique entrer dans le tube gradué.
Le tube gradué est soigneusement agité et la solution de potasse caustique est à nouveau transférée dans le tube à essai et le tube en caoutchouc est enserré. L'extrémité du tube gradué est maintenue dans l'eau en maintenant la marque zéro au niveau de l'eau et le tube à essai est retiré. Maintenant, dans le tube gradué, cette quantité d’eau monte autant que le dioxyde de carbone est absorbé par la solution de potasse caustique.
De cette façon, on connaît le volume de dioxyde de carbone utilisé par la feuille dans le processus de photosynthèse. Si cette expérience est réalisée en remplissant l'éprouvette avec une solution alcaline de pyragalol, l'oxygène libéré est absorbé.
Explication:
La réduction du volume de dioxyde de carbone et l'addition dans le volume d'oxygène indiquent le volume de dioxyde de carbone utilisé et d'oxygène libéré au cours de la photosynthèse. Leurs valeurs sont généralement identiques et le quotient photosynthétique en est ainsi un.
Expérience - 5:
Objet:
Démonstration de la nécessité de la lumière pour la photosynthèse.
Ceci peut être montré de différentes manières, certaines importantes sont données ici.
Exigences:
Une plante en pot, de l'alcool à 70%, une solution d'iode, de l'eau, etc.
Expt et observation :
Une plante en pot est maintenue dans l'obscurité pendant 48 heures afin qu'elle ne contienne plus d'amidon. Maintenant, en testant les feuilles pour l'amidon, ils donnent un test négatif. Cela montre qu'en l'absence de lumière, il n'y a pas de photosynthèse.
Exigences :
Une plante en pot, un morceau de papier, de l'iode, de l'alcool à 70%, de l'eau, etc.
Expt
Une plante en pot est maintenue dans l'obscurité de manière continue pendant 48 heures pour la rendre à l'abri de la lumière. Maintenant, encore une fois, la plante est maintenue à la lumière et une de ses feuilles est recouverte comme sur la figure. La photosynthèse commence après avoir gardé la plante à la lumière. Après un certain temps, la feuille partiellement recouverte est détachée de la plante et soumise à un test d'amidon.
Observation:
Les parties exposées de la feuille donnent un test positif et la partie couverte de la feuille donne un test négatif. Cette expérience montre que la photosynthèse n'a lieu que dans les parties de la feuille qui ont été exposées à la lumière et non dans les parties couvertes.
Test de l'écran lumineux de Ganong.
Exigences:
Une plante en pot, un écran de Ganong, 70% d'alcool, un brûleur, de l'iode, de l'eau, etc.
Expérience:
Une plante en pot est maintenue dans l'obscurité pendant environ 48 heures, de sorte que ses feuilles ne contiennent plus d'amidon. Un petit écran de lumière de Ganong est fixé à une feuille de la plante, comme indiqué sur la figure.
L'écran de lumière du Ganong couvre partiellement la feuille. Il y a une disposition appropriée dans l'écran pour l'aération de la feuille. Maintenant, la plante avec écran de lumière est maintenue à la lumière pour la photosynthèse. Après 3 ou 4 heures, la feuille est détachée de la plante et testée pour la recherche d'amidon.
Observation:
La partie de la feuille exposée à la lumière donne un test positif à l’amidon, c’est-à-dire qu’elle devient bleu foncé dans une solution d’iode, tandis que la partie recouverte de la feuille donne un test négatif à l’amidon et ne devient pas bleu-noir dans une solution d’iode. Cette expérience prouve la nécessité de la lumière pour la photosynthèse.
Expérience - 6:
Objet:
Démonstration de la nécessité du CO 2 pour la photosynthèse.
Exigences:
Deux plantes en pot de petite taille, deux pots en forme de cloche, une solution de KOH dans une boîte de Pétri, de l'eau, de l'alcool à 70%, de l'iode, de l'eau, etc.
Expt
Deux plantes en pot de petite taille sont prises. Ils sont maintenus dans l'obscurité pendant au moins 48 heures, de sorte que leurs feuilles ne contiennent plus d'amidon. Maintenant, ces plantes en pot sont conservées sous deux cloches distinctes.
Une boîte de Pétri partiellement remplie de solution de KOH est conservée sous le pavillon "A" et une autre boîte de Pétri partiellement remplie d'eau est placée sous le récipient B. Maintenant, l'appareil est maintenu au soleil pour la photosynthèse. Après un certain temps (3 à 4 heures), les feuilles des deux plantes en pot sont testées pour détecter l'amidon en extrayant leur chlorophylle et en les maintenant dans une solution d'iode.
Observation:
La feuille détachée de la plante maintenue sous cloche ne donne pas de test positif pour l'amidon lorsqu'elle est conservée dans une solution d'iode, alors que la feuille détachée de la plante maintenue sous une cloche B donne un test d'amidon positif et devient de couleur bleu-noir. dans les solutions d'iode.
Explication:
La solution de KOH conservée sous la cloche "A" absorbe tout le dioxyde de carbone, arrête le processus de photosynthèse et de formation d'amidon. Cette expérience prouve la nécessité du dioxyde de carbone pour la photosynthèse.
Expérience - 7
Objet:
Démonstration de l'expérience de Moll.
Exigences:
Une bouteille à large goulot, un bouchon de liège, conc. Solution de KOH, une feuille, eau, gobelet, cire, etc.
Expt
Une bouteille à large goulot avec un bouchon de liège fendu en deux moitiés égales est prise. La bouteille est partiellement remplie d'une solution concentrée de potasse caustique (KOH). Une feuille détachée de la plante précédemment maintenue dans l'obscurité pendant au moins 48 heures est pressée entre les deux moitiés du bouchon de la bouteille afin que la moitié de la feuille reste dans la bouteille et l'autre moitié à l'extérieur de la bouteille.
Le pétiole de la feuille reste à l'extérieur et est conservé dans un bécher rempli d'eau, de sorte que la feuille ne puisse pas sécher rapidement. L'appareil est rendu étanche à l'air en appliquant de la cire fondue de sorte que l'air atmosphérique ne puisse pas pénétrer dans la bouteille. Ensuite, l'appareil est maintenu à la lumière du soleil pour la photosynthèse.
Observation:
Après quelques heures, la feuille est testée pour extraire l'amidon en extrayant sa chlorophylle et en la maintenant dans une solution d'iode. La partie de la feuille qui est restée à l'intérieur de la bouteille donne un test négatif, c'est-à-dire qu'elle ne devient pas bleu-noir.
Explication:
Le dioxyde de carbone dans la bouteille est absorbé par une solution de potasse caustique (KOH) et, en l’absence de dioxyde de carbone, la photosynthèse n’a pas lieu et l’amidon ne se forme pas.
La partie de la feuille qui restait à l'extérieur de la bouteille pouvait recevoir tous les facteurs nécessaires à la photosynthèse et la photosynthèse avait lieu dans cette partie formant de l'amidon. Cette partie de la feuille donne un test positif à l’amidon et devient bleue au contact de la solution d’iode après extraction de la chlorophylle.
En plus, une partie de la feuille reste pressée entre les deux moitiés du liège. Cette partie ne reçoit pas de lumière. Il en résulte qu'il n'y a pas de photosynthèse ni de formation d'amidon dans cette partie de la feuille. Cette partie ne donne pas non plus de test positif à l’amidon. De cette façon, cette expérience prouve la nécessité du dioxyde de carbone et de la lumière pour la photosynthèse en même temps.
Expérience - 8:
Objet:
Démonstration de la nécessité de la chlorophylle pour la photosynthèse.
Exigences:
Quelques feuilles panachées, alcool 70%, iode, eau, brûleur, etc.
Expt
Pour prouver la nécessité de la chlorophylle pour la photosynthèse, certaines feuilles panachées sont prélevées et testées comme d'habitude pour détecter l'amidon.
Observation et explication:
Les parties des feuilles contenant des taches blanches ou jaunes ne donnent pas de test positif à l'amidon. Ils ne deviennent pas bleus lorsqu’ils sont mis en contact avec une solution d’iode. Cette expérience prouve que la photosynthèse n'a lieu que dans la partie verte des feuilles.
Expérience - 9:
Objet:
Démonstration de la séparation de la chlorophylle par chromatographie sur papier.
Exigences:
Tecoma feuilles, mortier et pilon, acétone, éther de pétrole, gobelet, tube, etc.
Expt
Prenez environ 10 g de feuilles de Tecoma dans un mortier et écrasez-les avec un pilon. Ajoutez environ 12 à 15 ml d’acétone et filtrez dans un bécher. Ce filtrat ainsi obtenu est concentré par chauffage. Prenez une bande de papier et tracez une ligne au crayon de 2 cm. au-dessus de la base. Pointez le centre et versez goutte à goutte le filtrat d’acétone.
La taille de la tache sur la bande de papier doit être petite. Maintenant, ajoutez quelques gouttes d’éther de pétrole dans un tube séparé et placez la bande de papier ci-dessus à la verticale dans ce tube. Fermez bien le tube.
Observation:
Observez la bande de papier après un certain temps. Le niveau de solvant, c’est-à-dire l’éther de pétrole et différentes couleurs doit être indiqué au crayon. Ici, le pigment peut être identifié par ses différentes couleurs.
Expérience - 10:
Objet:
Démonstration de l'extraction de la chlorophylle par méthode chimique.
Exigences:
Feuilles vertes d'épinards, alcool éthylique à 95%, eau distillée, benzène, gobelet, etc.
Expt
Faites bouillir environ 50 grammes de feuilles vertes d'épinards pendant un certain temps. Sécher ces feuilles et les couper en petits morceaux. Maintenant, placez ces morceaux dans un tube à essai contenant de l'alcool à 95%. Placez ce tube pendant la nuit dans un endroit sombre et filtrez-le le lendemain. Diluez le filtrat avec de l’eau distillée et ajoutez-y une petite quantité de benzène. Agitez le mélange et laissez-le reposer pendant un certain temps.
Observation:
Observez la couleur des pigments. La couche supérieure est composée de pigments verts, il s’agit de deux, la chlorophylle A et la chlorophylle B. La couche inférieure est constituée de pigments jaunes, ce sont également deux, la xanthophylle et le carotène.
Voie C 3 :
Lorsque le premier produit stable, la molécule à 3 carbones, le 3-phosphoglycérate (PGA) est formé; la réaction est catalysée par une enzyme Rubisco.
Voie C 4 :
Les plantes en C 4 possèdent un mécanisme de concentration du CO 2 .
Réactions du carbone (réactions sombres):
Prendre place dans le stroma du chloroplaste, ce qui conduit à la réaction photosynthétique du carbone en glucides.
Carboxylation:
Fixation du dioxyde de carbone. Par exemple, formation d'un composé à 3 carbones, le 3-phosphoglycérate (PGA).
Caroténoïdes:
Pigments de couleur rouge, orange et jaune.
Chimiosynthèse:
Le processus de synthèse des glucides, où les organismes utilisent des réactions chimiques pour obtenir de l'énergie à partir de composés inorganiques.
Autotrophes chimiosynthétiques:
Lorsque les nitrosomonas (bactéries) oxydent l’ammoniac en nitrite, l’énergie libérée est utilisée par les bactéries pour convertir le CO 2 en glucides. Ces bactéries sont des autotrophes chimiosynthétiques.
Métabolisme acide crassulacéen (CAM):
Un mécanisme différent de la photosynthèse qui se produit dans les plantes succulentes.
Chaîne de transport d'électrons:
Les réactions de la photosynthèse induites par la lumière.
Jan Ingenhousz (1730-1799):
Un médecin a découvert que la libération d'oxygène par les plantes était possible uniquement à la lumière du soleil et uniquement par les parties vertes des plantes.
Joseph Priestley (1733-1804):
Découvert que les plantes ont la capacité de capter le CO 2 de l'atmosphère et de libérer de l'O 2 .
Anatomie de Kranz:
Les plantes en C 4 contiennent des chloroplastes dimorphes, à savoir granal et agranal; granal dans les cellules du mésophylle et agranal dans les cellules de la gaine.
Photolyse:
Séparation légère de la molécule d’eau.
PEPC:
La phosphoénol pyruvate carboxylase, une enzyme qui catalyse la formation d'un acide C- 4, l'acide oxaloacétique (OAA).
Photophosphorylation:
Processus de formation d’ATP à partir d’ADP en présence de lumière dans les chloroplastes.
Photorespiration:
Respiration initiée dans les chloroplastes et se produisant uniquement à la lumière, également appelée cycle d'oxydation du carbone photosynthétique.
Photosystème:
Les pigments accessoires et le centre de réaction réunis, à savoir PS I et PS II. Ici, les pigments sont ancrés dans les thylakoïdes en unités d'organisation discrètes.
Photosynthèse:
Un processus par lequel les plantes synthétisent leurs propres aliments en présence de lumière. Il ne se produit que dans les parties vertes de la plante.
Rayonnement photosynthétiquement actif (PAR):
Partie du spectre entre 400 nm et 700 nm.
Chaîne Phytol:
Chaîne latérale de la molécule de chlorophylle qui s’étend de l’un des cycles du pyrrole.
Anneaux de pyrrole:
Molécule de chlorophylle composée de quatre cycles à 5 chaînons.
Centre de réaction:
La chlorophylle est une molécule qui convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique en entraînant la séparation des charges électriques.
Rubisco:
La ribulose bisphosphate carboxylase oxygénase, une enzyme qui catalyse la carboxylation (c'est-à-dire la formation de PGA).
Théodore de Saussure:
Il a constaté que l'eau est une condition essentielle à la photosynthèse.
Translocation:
Transport longue distance de photosynthèses par phloème.
