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Epreuve de SVT série S Partie II - exercice 2 (5 points) (enseignement de spécialité) Diversité et complémentarité des métabolismes
La diminution des réserves de carburants fossiles rend nécessaire le
développement de nouvelles sources d'énergies, notamment, la production de
biocarburants. Actuellement ceux-ci peuvent être produits à partir de la
culture de certaines espèces (soja, moutarde, palmier à huile, algues
vertes unicellulaires). A partir de la mise en relation des données des documents et des
connaissances montrer que certaines molécules organiques produites lors de
la photosynthèse peuvent être à l'origine de biocarburants. Donner les
arguments qui conduiraient à privilégier l'une des cultures présentées. Document 1 : conditions de cultures d'algues vertes Des algues vertes unicellulaires dotées de chloroplastes sont cultivées
dans différents milieux. Le premier jour (JO) et le 78 jour (J7), on mesure
à l'aide d'un spectrophotomètre l'absorbance de la lumière des suspensions
d'algues. | |A la lumière |A l'obscurité |
|Absorbance en |Milieu avec |Milieu sans |Milieu avec |Milieu sans |
|unités |ajout de CO2 |ajout de CO2 |ajout de CO2 |ajout de CO2 |
|arbitraires | | | | |
|JO |0,05 |0,05 |0,05 |0,05 |
|J7 |0,62 |0,15 |0,05 |0,05 | L'absorbance est la mesure de l'absorption d'un faisceau lumineux par la
suspension d'algues. Cette valeur est proportionnelle à l'abondance des
algues.
D'après
http.//www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/culturedecellules/chlorelles.htm Document 2 : expérience historique de Calvin Des algues vertes unicellulaires sont placées dans un bioréacteur éclairé
contenant un milieu nutritif adéquat pour que se réalise la photosynthèse.
On leur fournit du CO2 radioactif.
Résultats de l'expérience de Calvin:
Des chromatographies sont réalisées à partir des constituants des algues
puis leur radioactivité est révélée.
Le chromatogramme ci-dessous montre les composés radioactifs obtenus,
lorsque les algues sont mises en contact avec le CO2 radioactif durant 5
secondes.
Tous ces composés radioactifs sont des molécules organiques. [pic]
D'après
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1961/calvin-
lecture.pdf Document 3 : synthèse des lipides dans les cellules chlorophylliennes
Dans le chloroplaste éclairé, de petites molécules sont d'abord produites
et la synthèse d'acides gras se réalise grâce à des acides gras synthétases
(enzymes du chloroplaste). Les acides gras entrent dans la constitution de
lipides soit membranaires, soit de réserve.
Les algues unicellulaires cultivées dans des milieux appropriés accumulent
de grandes quantités de lipides de réserve. Ils sont extraits, puis leur
raffinage permet de produire des biocarburants. [pic]
D'après « dossier pour la science» N° 73 Octobre-Décembre 2011 et «
Biofutur. un carburant à base d'huile d'algue» 14 Avril 2004. Document 4 : comparaison de la production de biocarburants de différentes
cultures en fonction de la surface cultivée |Types de cultures |Biocarburants produits |Types de surfaces |
| |L/ha/an |utilisées |
|Soja |446 |Surfaces agricoles |
|Moutarde |1 300 |Surfaces agricoles |
|Palmier à huile |5950 |Surfaces agricoles |
|Algues vertes |45000 à 137000 |Surfaces non agricoles |
|unicellulaires | | |
D'après http://www.nrel.gov/biomass/pdfs/dismukes.pdf