Seconde · SVT

Contrôle n°3 — Le métabolisme cellulaire

Évaluation sur les notions de métabolisme, photosynthèse et respiration cellulaire, à travers l'exploitation de résultats expérimentaux.

1h30 · Difficile · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Analyse d'expériences sur la photosynthèse (8 points)

On réalise l'expérience suivante avec des plantes aquatiques (Elodée). Des rameaux sont placés dans des tubes à essai remplis d'eau et contenant un indicateur coloré de pH (rouge en milieu acide, violet en milieu basique). L'ensemble est éclairé ou placé à l'obscurité. - Tube A (éclairé) : La solution devient violette. - Tube B (obscurité) : La solution devient rouge. Questions : 1. Quelle hypothèse peut-on tester avec ce dispositif expérimental concernant le gaz rejeté par la plante ? 2. Interprétez les résultats observés dans les tubes A et B. 3. Quel est le nom du processus à l'œuvre dans le tube A ? Citez ses deux principaux produits.

Exercice 2 — Comparaison respiration et fermentation (6 points)

Comparez la respiration cellulaire et la fermentation (par exemple chez une levure). Dans votre réponse, vous indiquerez pour chaque processus : le lieu dans la cellule eucaryote, la nécessité ou non de dioxygène, le rendement énergétique (faible/élevé) et un exemple concret d'utilisation par l'Homme.

Exercice 3 — Problème : Bilan de photosynthèse (6 points)

L'équation-bilan de la photosynthèse peut s'écrire : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ Une forêt de 1 hectare (10 000 m²) produit en moyenne 10 tonnes de matière sèche (essentiellement de la cellulose, dérivée du glucose) par an. 1. De quels atomes est principalement constituée cette matière sèche produite ? 2. D'où proviennent ces atomes ? Utilisez l'équation-bilan pour justifier. 3. En déduire pourquoi planter des arbres est souvent présenté comme un moyen de lutter contre l'augmentation du CO₂ atmosphérique.

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Analyse d'expériences sur la photosynthèse : 8 points

1. Ce dispositif permet de tester l'hypothèse que la plante rejette un gaz qui modifie le pH de l'eau (probablement du dioxygène O₂ n'ayant pas d'effet direct sur le pH, mais l'indicateur suit en réalité les variations de CO₂). On teste souvent l'absorption ou le rejet de CO₂. 2. Tube A (éclairé) : La solution devient basique (violette). Cela indique une diminution de la concentration en CO₂ (dissous sous forme d'acide carbonique), car il est absorbé par la plante pour la photosynthèse. Tube B (obscurité) : La solution devient acide (rouge). Sans lumière, la photosynthèse s'arrête, mais la respiration cellulaire continue, produisant du CO₂ qui acidifie le milieu. 3. Le processus est la photosynthèse. Ses deux principaux produits sont des molécules organiques (comme le glucose) et du dioxygène (O₂).

Exercice 2 — Comparaison respiration et fermentation : 6 points

La respiration cellulaire a lieu dans les mitochondries, nécessite du dioxygène (aérobie), a un rendement énergétique élevé (beaucoup d'ATP produit par molécule de glucose) et est utilisée par la plupart de nos cellules. La fermentation (comme la fermentation alcoolique des levures) a lieu dans le cytoplasme, se déroule en absence de dioxygène (anaérobie), a un rendement énergétique faible (peu d'ATP) et est utilisée par l'Homme pour produire du pain, du vin ou de la bière. Les deux processus permettent de produire de l'ATP à partir de molécules organiques comme le glucose.

Exercice 3 — Problème : Bilan de photosynthèse : 6 points

1. La matière sèche produite (cellulose) est principalement constituée d'atomes de carbone (C), d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). 2. D'après l'équation-bilan, les atomes de carbone proviennent du dioxyde de carbone (CO₂) atmosphérique absorbé. Les atomes d'hydrogène proviennent de l'eau (H₂O) absorbée par les racines. Les atomes d'oxygène proviennent à la fois du CO₂ et de l'H₂O. 3. Planter des arbres permet de lutter contre l'augmentation du CO₂ car, lors de la photosynthèse, les arbres prélèvent du CO₂ atmosphérique pour fabriquer leur matière organique. Le carbone est ainsi piégé (séquestré) dans la biomasse forestière pour plusieurs décennies, voire siècles.

Comprendre, puis réessayer

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