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Mise en situation et recherche à mener
Mise en situation et recherche à mener
De nombreux végétaux ont des feuilles de couleur verte. Cette couleur est due à la présence d’un ensemble de pigments localisés au niveau des chloroplastes.
On cherche à séparer ces différents pigments pour les identifier et comprendre leur rôle.
Ressources
Ressources
Document 1 : informations sur les pigments des feuilles
Un pigment est une molécule excitable par les photons (particules élémentaires de la lumière). Une fois excités pour revenir à l’état d’équilibre, ceux contenus dans les cellules végétales de feuilles perdent un électron et libèrent ainsi de l’énergie chimique utilisable par la cellule. Ils peuvent être extraits puis séparés grâce à une chromatographie sur papier.
Document 2 : spectre d’absorption
Un spectre d’absorption est la variation de la quantité de lumière absorbée par les pigments foliaires, en fonction de la longueur d’onde. Il peut être obtenu à l’aide d’un spectromètre à main ou spectrophotomètre, sur un mélange de pigments (pigments bruts), à réaliser ou après séparation des différents pigments. Cet appareil dirige un faisceau lumineux polychromatique à travers une solution du pigment étudié et mesure la proportion de lumière transmise pour chaque longueur d’onde. La proportion de lumière absorbée peut donc être déduite.
Document 3 : spectre d’action de la photosynthèse
Un spectre d’action photosynthétique est la variation de l’intensité de la photosynthèse de cellules intactes sous lumière monochromatique pour les différentes longueurs d’onde de la lumière visible. Pour l’obtenir, on éclaire des cellules avec de la lumière de différentes longueurs d’ondes et on porte sur un graphique la mesure du rendement de la photosynthèse (en mesurant la quantité de dioxygène libérée ou la consommation de dioxyde de carbone) en fonction de la longueur d’onde.
Document 4 : principe de la chromatographie
Technique de séparation des substances présentes dans un mélange ; elle utilise la migration d’un liquide (solvant) sur un support solide (papier...). Les constituants du mélange sont entraînés plus ou moins loin suivant leurs propriétés physico-chimiques (masse, polarité, solubilité...). Les pigments solubles dans le solvant migrent sur le papier de chromatographie et se répartissent sur la feuille.
Consigne 1 : extraire les pigments de feuilles d'épinards
Consigne 1 : extraire les pigments de feuilles d'épinards
Protocole d’extraction d’une solution de pigments bruts
1. Broyer 3 à 4 feuilles découpées en petits morceaux dans un mortier à l’aide du pilon avec un peu de sable.
2. Ajouter progressivement 30 mL d’alcool et continuer à broyer jusqu'à obtenir une solution homogène.
3. Filtrer le contenu du mortier sur un papier filtre dans un entonnoir au-dessus d’un erlenmeyer.
4. Envelopper l’erlenmeyer de papier aluminium pour éviter la dégradation des pigments.
Consigne 2 : réaliser une chromatographie des pigments de feuilles d'épinards
Consigne 2 : réaliser une chromatographie des pigments de feuilles d'épinards
Protocole pour réaliser une chromatographie des pigments de feuille
1. Préparer l’éprouvette : suspendre le papier à chromatographie à l’aide d’un crochet fixé sur un bouchon, le placer dans l’éprouvette pour repérer le niveau du solvant à mettre (le papier doit tremper d’un demi-cm dans le solvant). Veiller à prendre le papier uniquement par les bords sans poser vos doigts sur la zone de migration.
2. Retirer le papier, verser le solvant jusqu’au niveau repéré et fermer l’éprouvette sans le papier.
3. Tracer un trait au crayon à 3 cm du bas de la bande de papier pour marquer l’emplacement du dépôt.
4. Déposer à l’aide de la pipette pasteur un peu de solution de pigments bruts à l’emplacement prévu. La tâche de pigments doit être aussi petite et foncée que possible. Dans le cas de deux dépôts sur la même bande, veiller à ne pas chevaucher les dépôts.
5. Suspendre le papier à chromatographie, le placer dans l’éprouvette en vérifiant que le (ou les dépôts) de pigments soi(en)t bien situé(s) au-dessus du niveau du solvant et fermer.
6. Recouvrir l’éprouvette d’un cache noir ou de papier aluminium et laisser migrer le solvant à l’obscurité pendant 15 minutes.
7. Arrêter la migration avant que les pigments ne soient en haut du papier à chromatographie.
8. Laisser sécher sous une hotte ou à défaut à l’air libre, en veillant à ce que la salle soit suffisamment aérée.
Consigne 3 : observer le spectre d’absorption de la solution de pigments bruts
Consigne 3 : observer le spectre d’absorption de la solution de pigments bruts
À l'aide du spectroscope et de la lumière, observer le spectre d'absorption de la solution de pigments bruts.
Consigne 4 : communiquer les résultats obtenus
Consigne 4 : communiquer les résultats obtenus
Schématiser les résultats obtenus de la chromatographie et identifier le nom de chaque pigment grâce au document 2 en expliquant votre raisonnement.
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