L'écosystème - La production primaire

L'écosystème - La production primaire

Ce document est un résumé gratuit de SVT sur la production primaire. Cette fiche est un bilan qui vous permettra de réviser les grandes notions de ce phénomène. N'hésitez pas à partager ce document avec vos camarades.

L'écosystème - La production primaire

Quiz de SVT :

Qu'est ce que la méiose ?

  • A.Une duplication de l'ADN
  • B.Une division des chromosomes
  • C.Un processus se déroulant durant l'élaboration des gamètes
  • D.Une naissance de cellules identiques à la cellule mère lors de la multiplication asexuée
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Le contenu du document

 

L'écosystème est un ensemble d'être vivants (biocénose) en interactions avec leur environnement (biotope). Chaque maillon de cet ensemble joue un rôle bien particulier, toujours indispensable au fonctionnement de l'ensemble. Pour son fonctionnement, l'écosystème a besoin d'énergie, qui dans l'écrasante majorité des cas est la lumière.
A partir de cette lumière doit être créée de la matière organique, nécessaire au développement de tous les êtres vivants. Seules les plantes sont capables de synthétiser de la matière organique à partir de l'énergie lumineuse grâce au mécanisme fabuleux de la photosynthèse. On dit qu'ils sont autotrophes. Cette photosynthèse utilise le CO2 atmosphérique pour fabriquer de la matière organique. Tous les autres maillons de l'écosystème dépendent de cette capacité qu'ont les plantes. Ils sont hétérotrophes, c'est-à-dire qu'ils consomment de la matière organique déjà créée.
Les plantes ont une anatomie bien particulière en lien directe avec leur fonction de producteur de matière organique. Voici un bilan résumé de la photosynthèse (qui sera vue plus en détail dans une prochaine fiche), et la présentation des éléments fondamentaux des plantes permettant de la réaliser.

 

I/ Bilan globale de la photosynthèse.

 

1.La lumière : source d'énergie.

Il est très facile de constater qu'une plante verte privée de lumière dépérie rapidement. Ceci montre bien l'importance de la lumière pour le fonctionnement des végétaux. Elle intervient dans l'autotrophie des végétaux. C'est pour cette raison qu'on parle de photosynthèse.
NB : Il existe cependant un nombre très restreint d'écosystème pouvant évoluer sans lumière (sources chaudes des abysses océaniques, grottes closes...). L'énergie nécessaire à la production
primaire ne provient donc pas de la lumière, mais de réactions chimiques, dont les acteurs sont des bactéries. On parle de chimio-autotrophie.

2.Production de matière organique.

Il y a plus d'un siècle et demi que des expériences ont montré que des feuilles soumises à la lumière produisaient de la matière organique. Cette matière a été identifiée à cette époque comme étant l'amidon. L'amidon est en effet une molécule organique résultant de la condensation de nombreuses molécules de glucoses. Sa formule brute est (C6H10O5)n, avec n pouvant être très grand. C'est une molécule très facilement détectable (colorée en bleu foncé par l'eau iodée).
De manière plus précise, les glucides sont les premières molécules organiques formées par la photosynthèse, mais pas sous forme d'amidon directement, qui est en fait une forme de stockage de la matière organique.

3.Bilan de la photosynthèse.

Il est également aisé de mettre en évidence qu'une feuille, en présence de lumière, capte du CO2 et rejette de l'02 dans l'atmosphère.
Globalement, le bilan des transformations de matière lors de la photosynthèse aboutissant à la production de matière organique sous forme de glucides peut s'écrire :
6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + 602 + 6H2O
Cette réaction correspond à une réduction du carbone atmosphérique, qui dans le C02 est sous forme oxydée.

 

II/ Les végétaux chlorophylliens : les producteurs primaires.

 

1.La feuille : lieu de synthèse de la matière organique.

Les végétaux sont donc responsables de la synthèse de la matière organique. Ils sont à la base du fonctionnement de l'écosystème, ce qui leur vaut le nom de producteurs primaires.
La photosynthèse ne se déroule que dans les parties vertes de la plante, c'est-à-dire les feuilles, et dans une bien moindre mesure, les tiges. Cette couleur verte est due à un pigment vert, la chlorophylle, nécessaire au fonctionnement de la photosynthèse. C'est pourquoi les végétaux photosynthétiques sont qualifiés de végétaux chlorophylliens.

2.La structure remarquable des feuilles.

L'observation microscopique de feuilles nous montre que ces organes ont une architecture bien particulière. Depuis la surface supérieure jusqu'à la face inferieure se succèdent plusieurs couches :
Un épiderme supérieur: formé d'une unique couche de cellules et recouvert d'une cuticule épaisse au rôle protecteur.
Un parenchyme chlorophyllien : constitué de cellules à minces paroi cellulaire et dont les vacuoles sont bien développées.
Un épiderme inferieur : présente de multiples stomates, orifices de communication entre l'atmosphère et le milieu interne de la feuille.
Le parenchyme chlorophyllien est caractérisé par la présence de très nombreux chloroplastes, organites sièges de la photosynthèse, dans le cytoplasme des cellules. Le parenchyme est organisé en deux parties : le parenchyme palissadique, supérieur, composés de deux assises de cellules plus hautes que larges, et le parenchyme lacuneux, en contact avec l'épiderme inferieur, comportant de très nombreux espaces, les lacunes.
D'une espèce végétale à l'autre, cette structure varie quelque peu. Cependant, le parenchyme chlorophyllien est toujours abondant et donne, grâce aux nombreux chloroplastes, la couleur verte aux feuilles et aux jeunes tiges. Il est à noter que le tissu vasculaire (les nervures de la feuille), permettant la circulation d'éléments nutritifs du sol captés par les racines et des produits de la photosynthèse, passe par ce parenchyme.

3.Les stomates et les échanges gazeux.

Un stomate présente également une anatomie bien précise, en lien directe avec sa fonction. Il est constitué d'une ouverture, l'ostiole, délimité par deux cellules jointes par leurs bords concaves : les cellules stomatiques. Ces dernières contiennent des chloroplastes (sont donc capables de
photosynthèse) et possède une paroi épaissie par de la cellulose en regard de l'ostiole. Sous chaque stomate se trouve une vaste lacune : la chambre sous-stomatique. L'atmosphère interne de la feuille communique donc avec l'extérieur par l'intermédiaire de l'ostiole. Le CO2 atmosphérique, grâce au nombre gigantesque de stomate par feuilles, peut ainsi rentrer dans la feuille, circuler dans le parenchyme lacuneux après passage dans la chambre sous stomatique, et se dissoudre dans le cytoplasme des cellules du parenchyme, de par sa grande solubilité dans l'eau. Parallèlement, le 02 produit lors de la photosynthèse empreinte le chemin inverse. Il possède quant à lui, une très faible solubilité dans l'eau, et n'a donc aucun mal à quitter le cytoplasme des cellules.
Il est a noté qu'en fonction des besoins de la plante, les stomates peuvent s'ouvrir et se fermer. Elles peuvent ainsi bloquer le processus de photosynthèse. C'est le cas par exemple la nuit, ou l'absence de lumière interdisant la photosynthèse rend inutiles les échanges gazeux.

4.D'autres matières premières que le C02.

Bien qu'il soit quantitativement la principale matière première pour la photosynthèse, le C02 n'est pas la seule.
Le sol contient aussi des éléments nécessaires au bon fonctionnement de la feuille. Ces éléments sont puisés dans le sol par l'intermédiaire des racines, le plus souvent en association avec les bactéries du sol, nécessaires à cette absorption. Ils sont ensuite véhiculé jusqu'aux feuilles dans les tissus vasculaires de la plantes sous forme de sève brute (solution diluée d'ions). C'est également par cette voie que transite l'eau du sol jusqu'au feuilles. On peut noter qu'une autre partie des tissus vasculaires est spécialisée dans le transport de la sève sucrée, contenant les produits de la photosynthèse nécessaires au bon fonctionnement des autres organes de la plante.

Fin de l'extrait

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