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La Photosynthèse

05 - Mesure de la photosynthèse


1 - Les paramètres mesurables

L'équation générale de la photosynthèse montre que le CO2, les substances carbonées synthétisées et l'oxygène dégagé sont en quantités equimoléculaires.

Il est donc possible pour évaluer quantitativement la photosynthèse de mesurer un de ces trois paramètres.

  • Incorporation du carbone dans les molécules organiques : cette mesure nécessite l'utilisation de CO2 contenant du 14C radioactif. La détermination de la quantité de carbone radioactif incorporé nécessite des analyses biochimiques qui provoquent la destruction de l'échantillon biologique. Cela ne permet pas de réaliser des cinétiques sauf dans le cas de suspensions (d'algues unicellulaires par exemple) pour lesquelles on peut prélever des fractions aliquotes au cours du temps
  • Evaluation de la concentration en CO2 : c'est réalisable mais la concentration dans l'air en conditions naturelle est faible (0,035%). Pour les expériences réalisées en milieu liquide, le CO2 est en équilibre avec des bicarbonates...
  • Evaluation de la concentration en oxygène : cette méthode est la plus employée. La concentration dans l'atmosphère est forte (21%) et l'on connait parfaitement la concentration saturante de l'oxygène en solution. On dispose de plus d'un système simple de mesure, l'électrode à oxygène.

Ces mesures peuvent être réalisées soit en milieu confiné (chloroplastes ou cellules isolées), soit dans une enceinte à circulation continue (feuille ou plante entière).

2 - Techniques de mesure

En milieu confiné : ce type de mesure s'applique particulièrement aux suspensions de cellules (Algues unicellulaires) ou de chloroplastes.

En courant gazeux continu : ce type de mesure s'applique aux plantes ou organes entiers et peut se réaliser en conditions naturelles.

  • La mesure de la concentration en CO2 est réalisée par spectroscopie infrarouge.
  • La mesure de la concentration en oxygène est réalisée par dosage paramagnétique
Mesure des échanges gazeux de la photosynthèse en courant continu.
La feuille est placée dans une enceinte parcourue par un courant continu de gaz dont le débit D est connu. Les concentrations en oxygène et en gaz carbonique sont déterminées à l'entrée (Oe et Ce) et à la sortie de la chambre (Os et Cs).

3 - Exemples de mesure : photosynthèse nette, respiration et photosynthèse brute

La mesure peut être réalisée par la détermination des échanges gazeux : libération d'oxygène ou absorption de CO2.
Toutefois la photosynthèse et la respiration se déroulent simultanément à la lumière, donc les quantités mesurées par unité de temps ( Δ O2/ Δ t) sont la résultante des deux processus pour lesquels les échanges gazeux sont opposés.
Il est donc nécessaire de déterminer les échanges gazeux respiratoires à l'obscurité (R0) (absorption de O2 ou dégagement de CO2 par unité de temps).

Mesure de l’intensité respiratoire à l’obscurité (R0) et de l’intensité photosynthétique nette (Pn). Détermination de l’intensité photosynthétique brute (Pb) d'une suspension d'algues à l'aide d'une électrode à O2.

A la lumière, l'absorption de O2 ou le dégagement de CO2 permet de mesurer la photosynthèse nette ou apparente (Pn)
La photosynthèse brute ou réelle (Pb) est obtenue en retranchant la valeur de la respiration à l'obscurité (R0) de la valeur de la photosynthèse nette mesurée à la lumière (Pn) selon l'expression :

Pb = Pn — Ro

En effet, une consommation de O2 est négative, un dégagement net de O2 est positif
A la lumière, quelle que soit la valeur de l'éclairement, Pb est positive ou nulle, tandis que R0 est toujours inférieur à O.
Toutefois, selon les conditions, Pb peut être inférieur, égal ou supérieur à R0. Dans ce cas, la photosynthèse nette (Pn) sera inférieure à 0 (désassimilation du CO2), égal à 0 (point de compensation), ou supérieur à 0 (assimilation nette du carbone).

 

04 - Quels sont les pigments de la photosynthèse?
06 - Action des facteurs externes
Pour accéder aux autres pages du document
01 - Quels sont les organismes autotrophes? 13 - Structure et fonctionnement du thylacoïde
02 - Où se déroule la photosynthèse? 14 - Comment se forme l'ATP ?
03 - Comment établir l'équation globale de la photosynthèse? 15 - Stucture et fonctionnement de l'ATP synthase
04 - Quels sont les pigments de la photosynthèse? 16 - Quel est le premier corps formé?
05 - Comment mesurer la photosynthèse? 17 - Les étapes du cycle de Calvin
06 - Action des facteurs externes 18 - La photorespiration
07 - La photosynthèse se découpe en deux groupes de réactions 19 - Bilan
08 - Qu'est ce qu'un photosystème ? 20 - Dans la cellule chlorophyllienne
09 - Structure et fonctionnement du PSII 21 - Dans la plante entière
10 - Le système d'oxydation de l'eau

22 - La photosynthèse en C4

11 - Structure et fonctionnement du PSI 23 - La photosynthèse des plantes CAM
12 - Le schéma en Z  
François Moreau et Roger Prat
 
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