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L'action du dioxyde de carbone sur l'intensité photosynthétique des algues

Protocole expérimental :

Le CO2 est dissout dans l'eau sous forme d'hydrogénocarbonate HCO3- :

CO2 + H2O ® HCO3- + H+

et de carbonate CO32- :

HCO3- ® CO32- +  H+

pouvant se combiner avec le calcium pour donner du CaCO3. On choisit de faire varier la concentration en CO3 2- pour faire varier le taux de CO2

Liste du matériel :

  • des flacons
  • de l'eau de mer de synthèse sans CaCO3
  • du CaCO3
  • une balance de précision (0,01 g)
  • une coupelle
  • un ballon de 1 L
  • une pipette (20 mL) et une propipette
  • des béchers
  • des lampes
  • des micro-respiromètres utilisés comme appareils de mesure du dégagement d'O2 soit de l'activité photosynthétique. On parlera de micro-photosynthétimètre.
  • eau colorée
  • des algues ! (Ulva sp)

    Nous avons tout d'abord créé de l'eau de mer dépourvue de carbonate de calcium. Nous avons mis dans 1litre d'eau distillée à laquelle nous avons ajouté :

  1. 30 g de chlorure de sodium (NaCl)
  2. 0,9 g de chlorure de potassium (KCl)
  3. 1,9 g de chlorure de calcium di-hydraté (CaCl2, 2 H2O)
  4. 4,19 g de sulfate de magnésium hepta-hydraté (MgSO4, 7H2O)

    Nous avons ensuite ajouté différentes concentrations de CaCO3 dans notre eau de mer. Il ne nous restait plus qu'à placer des algues (2 g) dans des béchers contenant les différentes eaux de mer (10 mL) puis associer les béchers aux micro-photosynthétimètre.

Résultats chez Ulva sp.

    A 0 g/L de CaCO3 on observe une consommation d'O2 (-20 u.a) soit une respiration, l'algue ne disposant pas de CO2 pour réaliser la photosynthèse. Critique : pour pouvoir vérifier ce résultat, il aurait fallu refaire la manipulation sur EXAO avec une sonde à oxygène.
    Lorsque la concentration de CaCO3 passe de 0 g/L à 0,06 g/L, il y a progressivement production d'O2. On atteint alors la valeur de 220 u.a. L'algue fait la photosynthèse, disposant de suffisamment de CO2.
    Au delà de 0.06 g/L de CaCO3, la photosynthèse est à sa valeur maximale, on a atteint la saturation.

Conclusion :

    Le CO2 est nécessaire pour la photosynthèse des algues. Cependant au delà d'un certain taux de CO2 il y a saturation.
    Nous pouvons relier ça avec un problème actuel : on sait qu'il y a augmentation du CO2 due aux activités industrielles. D'ici 2080, ce taux devrait être multiplié par 2. On peut alors se demander jusqu'à quand les algues, et les autres végétaux, pourront-elles jouer un rôle de "poumon".

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Origine : FRANCE - Académie de Rennes - site SVT - http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt