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Taux de photosynthèse

CollègeBiologieModèle simplifié des facteurs limitants à des fins pédagogiques

À propos de cette expérience

Voici l’expérience classique avec l’élodée. Rapprochez une lampe, ajoutez du bicarbonate de sodium ou réchauffez l’eau, puis comptez les bulles d’oxygène dégagées par la plante. Le graphique montre que le débit augmente puis atteint un plateau. Les élèves peuvent ainsi déterminer le facteur limitant à tout moment et comprendre pourquoi augmenter les autres facteurs ne change rien.

Objectifs pédagogiques

  • Mesurez le débit de la photosynthèse en comptant les bulles d’oxygène
  • Décrivez l’effet de l’intensité lumineuse, du dioxyde de carbone et de la température sur le débit
  • Identifiez le facteur limitant à partir de la forme d’un graphique de débit
  • Expliquez pourquoi le débit diminue à température élevée

Comment l’utiliser

  1. 1Commencez avec la lampe à 20 cm et appuyez sur « Compter » pendant 1 minute. Notez le nombre de bulles.
  2. 2Placez la lampe à 10, 30, 40 et 60 cm, puis répétez le comptage à chaque fois.
  3. 3Augmentez le niveau de CO₂ et répétez la série de mesures avec la lumière. Observez le plateau du graphique monter.
  4. 4Passez le graphique en mode température et trouvez la valeur optimale, puis observez ce qui se passe au-dessus de 40 °C.

Le modèle

Équation-bilan de la photosynthèse
L’intensité lumineuse diminue avec le carré de la distance à la lampe.
Le facteur le plus rare détermine le rythme. R correspond à l’oxygène consommé par la respiration.

Hypothèses

  • Il s’agit d’un modèle pédagogique qualitatif. Les nombres indiquent des tendances, et non les valeurs d’une plante particulière.
  • On suppose que chaque bulle contient le même volume d’oxygène.
  • La lampe ne chauffe pas l’eau. Dans une véritable expérience, on utilise un écran thermique à cet effet.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi la lumière est-elle réduite au quart lorsque la distance entre la lampe et la plante passe de 10 cm à 20 cm ?
  2. Q2À très forte intensité lumineuse, le rythme cesse d’augmenter. Quel facteur pourrait être limitant à présent ?
  3. Q3Pourquoi aucune bulle n’est-elle produite lorsque la lampe est éloignée, alors que la plante est toujours vivante ?
  4. Q4Pourquoi le rythme chute-t-il fortement au-dessus d’environ 40 °C ?

Foire aux questions

Qu’est-ce qu’un facteur limitant ?

C’est le facteur disponible en plus petite quantité. L’augmenter accroît le rythme, tandis qu’augmenter tout autre facteur n’a aucun effet tant que le facteur limitant ne change pas.

Pourquoi ajouter du bicarbonate de sodium à l’eau ?

Il se dissout et libère du dioxyde de carbone, ce qui permet de contrôler la quantité de CO₂ que la plante peut utiliser.

Les bulles sont-elles constituées d’oxygène pur ?

En général, oui, mais ils contiennent aussi un peu d’azote et de dioxyde de carbone dissous dans l’eau. Les compter est un moyen rapide de comparer les taux, mais pas une mesure exacte.