Exercices de SVT : La photosynthèse

La photosynthèse est un processus biologique permettant aux végétaux de produire leur propre matière organique. En présence de lumière, une plante utilise du dioxyde de carbone ($CO_2$) et de l'eau ($H_2O$) pour synthétiser du glucose ($C_6H_{12}O_6$) et rejeter du dioxygène ($O_2$). L'équation non équilibrée est la suivante : $nCO_2 + mH_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + xO_2$. Sachant que l'on produit une molécule de glucose ($C_6H_{12}O_6$), déterminez les coefficients stœchiométriques $n$, $m$ et $x$ pour équilibrer cette équation.

Une plante verte réalise la photosynthèse pour synthétiser sa matière organique. À partir de $6$ molécules de dioxyde de carbone ($CO_2$) et de $6$ molécules d'eau ($H_2O$), et en utilisant l'énergie lumineuse, la plante produit une molécule de glucose ($C_6H_{12}O_6$) et libère $6$ molécules de dioxygène ($O_2$). 1. Écrivez l'équation bilan complète de cette réaction. 2. Expliquez pourquoi, au niveau cellulaire, les chloroplastes sont indispensables à ce processus.

Dans une expérience en bioréacteur, une suspension d'algues $Chlorella$ est exposée à une intensité lumineuse constante de $150 \, \mu mol \cdot m^{-2} \cdot s^{-1}$. La mesure montre une production nette de dioxygène ($O_2$) de $1,2 \times 10^{-6} \, mol \cdot min^{-1}$. L'équation bilan est : $6CO_2 + 6H_2O + energie_{lumineuse} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$. 1. Calculez la quantité de dioxyde de carbone ($CO_2$) absorbée par minute. 2. La concentration actuelle en $CO_2$ est de $0,03\%$. Si l'on augmente cette concentration, mais que le flux de photons reste le facteur limitant à $150 \, \mu mol \cdot m^{-2} \cdot s^{-1}$, démontrez quantitativement pourquoi la production de $O_2$ ne dépassera pas le seuil de $1,2 \times 10^{-6} \, mol \cdot min^{-1}$.