bac S 2017 Nouméa
Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Energie et cellule vivante
Face à l'épuisement progressif des réserves planétaires de pétrole fossile, différents protocoles de fabrication de biopétrole ont vu le jour depuis quelques années. Ces pétroles industriels auraient les mêmes propriétés énergétiques que le pétrole fossile, et constitueraient une alternative durable.
L'un de ces protocoles permettrait la fabrication d'un biopétrole à partir de millions de micro-algues photosynthétiques collectées en mer et placées dans de grands tubes (voir photo).
La première étape de ce protocole a pour but de stimuler la multiplication de ces micro-algues pour en obtenir un nombre beaucoup plus important.
d'après www.maxisciences.com
A partir de l'étude des documents et de l'utilisation des connaissances, précisez et justifiez les conditions de culture à privilégier par les industriels pour obtenir une production optimale de biopétrole.
document 1: activité photosynthétique en fonction de la longueur d'onde de la lumière chez une algue photosynthétique
document 2: expérience de marquage au 14C radioactif
Une suspension de micro-algues vertes photosynthétiques est placée pendant une heure, à la lumière dans un milieu alimenté en CO
2 non radioactif. Les algues, toujours éclairées ou non, sont mises au contact de CO
2 dont le carbone est marqué radioactivement (
14CO
2) pendant des temps différents, puis elles sont tuées dans l'alcool bouillant ce qui bloque toutes les réactions chimiques. Les extraits d'algues ainsi obtenus sont traités par chromatographie bidimensionnelle puis révélés par autoradiographie. Les molécules radioactives apparaissent alors sous la forme de taches noires.
Expérience 1: les micro-algues sont placées à la lumière et mises au contact de
14CO
2 pendant 5 secondes.
Expérience 2: les micro-algues sont placées à la lumière et mises au contact de
14CO
2 pendant 60 secondes.
Les résultats de ces deux expériences sont présentés ci-dessous:
Remarque: APG, C5P2, C3P, Hexoses P, Saccharose et Acides aminés sont des molécules organiques nécessaires à la multiplication des micro-algues vertes.
d'après l'expérience historique de Benson et Calvin (1962).
document 3: taux de croissance et de photosynthèse de micro-algues photosynthétiques (Scenedesmus crassus) en fonction de l'intensité lumineuse et de la température.
Le taux de croissance de la population de micro-algues (exprimé en jours) est proportionnel à leur multiplication dans le milieu de culture.
Le taux de photosynthèse a été mesuré en masse (mg) de carbone assimilé par mg de chlorophylle a et par heure (mg C.mg.chla
-1.h
-1).
d'après M. Derraz, A. Dauta, J. Capblancq, M. Abassi. 1995. Annls Limnol. 31 (1):
65-74.