Lumière et chlorophylle (matériel)

Diversité et complémentarité des métabolismes
Extraction et chromatographie des pigments chlorophyliens :    
L'étude par ExAO du spectre d'action d'une plante verte a déjà été réalisée en seconde; la séance est chargée en manipulations et il est nécessaire de faire des choix.
  1. Bureau ↓
  2. Par groupe ↓
  3. TP

1 Bureau

feuilles vertes (Epinard, Cresson...) et feuilles rouges(arbre dans la cour du lycée).
acétone
solution d'hydrogénocarbonate de sodium (petit volume pour l'ExAO)
une pissette d’eau distillée
solvant pour chromatographie (laisser au bureau ce qui reste après remplissage des cuves des élèves)
éther de pétrole (essence G) 85%
acétone 10%
cyclohexane 5%
rétroprojecteur, cache noir (doit couvrir tout le plateau du rétroprojecteur) avec fente, réseau (à placer sur la tête du rétroprojecteur) : il suffit de poser un bécher sur une partie de la fente luminueuse pour comparer le spectre normal et le spectre d'absorption; cette manipulation qui complète celle des élèves avec des spectroscopes individuels est vivement recommandée.

suspension de Chlorelles dans de l'eau distillée (à placer à l'obscurité 2h avant la séance sous un cache); peut être remplacée par une suspension d'Eugènes ou des feuilles d'Elodée hachées, ou par de l'herbe hachée; Si les Chlorelles sont cultivées dans du bicarbonate : centrifuger le milieu de culture 3 min à 4 500 tours/min et remettre en suspension dans de l'eau distillée;
vidéomicroscope, lame et lamelle (facultatif : pour observation des Chlorelles ou des Euglènes); les Euglènes pourront être observés dans le TP : L'ATP, molécule indispensable à la vie cellulaire

Chaîne ExAO sur ordinateur modile et vidéoprojecteur
oxymètre, adaptateur oxymètre (à mettre en marche dès le début du tp)
adaptateur thermophotomètre
tube plastique de diamètre adapté à l'oxymètre avec bouchon n°1 pour constituer l'enceinte de mesure (à placer sur l'oxymètre)
lampe à halogène
caches noir et colorés adaptés à l'enceinte; il est extrêmement difficile d'assurer l'égalité énergétique envoyée sur la plante aux différentes longueurs d'onde : il faut savoir se contenter d'une démonstration approximative (voir la discution sur la fiche matériel du TP La phase photochimique de la photosynthèse: oxymétrie); de plus si la manipulation est proposée aux élèves, une séance supplémentaire est nécessaire
spectrographe
les résultats du spectrographe sont évidemment plus précis que l'étude au spectroscope, mais plus abstraits; cette manipulation semble surtout intéressante en comparant les spectres d'absortion des différents pigments séparés à celui de la chlorophyle brute (long !), ou du mélange de pigments extrait de feuilles de différentes couleurs...

2 Par groupe

agitateur en verre (pour écraser la feuille verte sur le papier à chromatographie)
papier Whatman coupé à la bonne dimension (21,5 x 2,5 cm, à vérifier)
bocal pour chromatographie rempli de solvant (remplir le récipient de solvant sur 1 cm de hauteur et le fermer pour que son atmosphère se sature en vapeurs de solvant; le recouvrir d'un cache noir : les pigments sont fragiles à la lumière)

mortier
un petit bécher
support bois avec entonnoir et filtre
spectroscope ou réseau (voir physique) et petit tube à essai adapté au spectroscope (ou cuve à colorimétrie)

 Références

Fiches internationales de sécurité chimique :
acétone www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/nfrn0087.html
cyclohexane www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/nfrn0242.html
essence www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/nfrn1400.html

Desbeaux Salviat B. Salviat N.. 1998. Expérimenter sur la photosynthèse : utiliser des algues vertes unicellulaires. Bull. APBG 308 : 307-318.

Pustoc'h F.. . Purification et culture d'une souche de Chlorelles. www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/terminale_s/metabolisme/chlorelles/chlorelles.htm
Pol D.. 1994. Travaux pratiques de biologie. Bordas, Paris : .
Prat R.. 1994. L'expérimentation en physiologie végétale. Hermann, Paris :
Benlot C. Blanchouin N. Prat R. Rubinstein J.-P. Vonarx V.. 2002. Séparation par chromatographie. Biologie et multimédia. www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese/exp22.html
Aubert S.. . Etude de la composition pigmentaire des feuilles. Université Joseph Fourier. web.ujf-grenoble.fr/JAL/cont/perso/habil01/annexes/SAV/savTP1b.htm
Antonot E. Marchal R.. . La Chromatographie. académie de Nabcy-Metz. www.ac-nancy-metz.fr/enseign/physique/CHIM/Chromato01/chromato01.htm Document très complet écrit par des chimistes.
Séparation des pigments par chromatographie sur colonne nte-serveur.univ-lyon1.fr/nte/tribollet/RegionR-A/Rubriques/ac-Versailles/ressources/TS/chispe/A09.rtf

Benlot C. Blanchouin N. Prat R. Rubinstein J.-P. Vonarx V.. 2002. Spectre d'absorption des pigments bruts d'une feuille www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese/exp232.html, spectres d'absorption des différents pigments d'une feuille www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosynthese/exp233.html Biologie et multimédia.
Banque de sujets d'évaluation des capacités expérimentales : 04EvII3e02, 04EvII3e11 EvII3p05, 04EvII3p06 MEN.

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