Interprétations

Interprétation de la première expérience :

Dans un premier temps, nous allons interpréter notre première expérience.

A la suite de cette expérience, nous pouvons désormais vous dire de quels pigments sont composés les feuilles.

En effet,sur les papiers de chromatographies de la feuille verte, nous avons pu distinguer quatre taches, et suite à quelques recherches nous pouvons dire que les pigments présents dans les feuilles vertes sont : les xanthophylles, les chlorophylles a et b, et les carotènes.

Avec dans l’ordre du bas vers le haut: chlorophylle b; chlorophylle a; xanthophylles; carotène.

Cet ordre nous a permis de différencier la chlorophylle a de la chlorophylle b.

Pour les feuilles jaunes, nous avons découvert que les pigments présent sont les xanthophylles et les carotènes.

Et enfin, pour les feuilles rouges, les différents pigments sont les xanthophylles, les chlorophylles a et b et les carotènes.

Cependant pour les feuilles rouges nous ne savons toujours pas quel pigment est le réel responsable de la coloration rouge de cette feuille. Pour cela nous devons nous référer aux résultats de la deuxième expérience.

      • Interprétation de la deuxième expérience :

Suite aux chromatographies, nous avons réalisé des extractions de pigments des feuilles et leur spectre. L’extraction des pigments nous a permit de voir quels pigments influencés le plus dans la coloration puisque après l’extraction nous avons analysé les solutions en cherchant leur spectres et leur longueurs d’ondes.

Nous avons utilisé le spectrophotomètre du lycée pour réaliser cette manipulation.

Le spectrophotomètre mesure pour chaque radiation la quantité d’énergie lumineuse qui entre dans la cuve et la quantité qui en sort. Le spectrophotomètre nous donne alors une courbe représentant l’absorbance de la solution (en ordonnée) en fonction de la longueur d’onde (en abscisse) ; cette courbe est appelée le spectre d’absorption de la solution.

Grâce aux spectres que l’ont a obtenu nous pouvons remarquer que les chlorophylles, présentes dans les feuilles vertes et rouges, absorbent les rayons rouges et bleus du soleil. La lumière réfléchie par la feuille est donc moins rouge et moins bleu, elle apparaît alors verte. Les molécules de la chlorophylle sont grosses (C55H70MgN4O6) insolubles dans la solution aqueuse qui remplit les cellules végétales.  

                      Spectres d’absorption de la chlorophylle a et de la chlorophylle b  -> Source

Les courbes ci-dessus nous montrent le spectre d’absorption des deux sortes de chlorophylle. On peut voir que les chlorophylles n’absorbent pas la couleur verte.

La chlorophylle a absorbe fortement dans le bleu (430 nm) et dans le rouge (660 nm) et la chlorophylle b absorbe dans les mêmes couleurs : dans le bleu ( 445 nm) et dans le rouge (645 nm)

  • Pour les caroténoïdes, les spectres que nous avons obtenue nous permettent de voir que ces pigments absorbent les lumières bleu et un peu dans le vert et apparaissent donc jaunes. 

    carotene

    Spectre d’absorption du carotène   -> Source

Quand les caroténoïdes et les chlorophylles sont réunis dans une même feuille, ils absorbent donc les lumières rouges, bleu-vertes et bleues (entre 400 et 500 nm) : la lumière réfléchie est donc et l’énergie absorbée par les caroténoïdes est ensuite transférée aux chlorophylles. Comme les caroténoïdes sont des pigments plus stables (C40H36), quand l’automne arrive et que les chlorophylles disparaissent, les caroténoïdes persistent et la feuille devient alors jaune.

Après quelques recherches nous avons déduit que les anthocyanes sont les pigments responsables de la couleur rouge présent dans certaines feuilles. Ces molécules ont la particularité d’absorber toutes les couleurs du bleu jusqu’au jaune. Elles réfléchissent donc principalement les lumières orange et rouges. Cependant, la couleur de ces pigments peut varier en fonction du pH du milieu.

Lorsqu’une feuille est rouge toute l’année, comme les feuilles de prunus, c’est que le taux d’anthocyanes est supérieur au taux de chlorophylles, les anthocyanes sont plus nombreux et masquent donc les autres pigments présent dans la feuille.

  • Interprétation de nos différents facteurs :

    Dans un premier temps nous allons expliquer le rapport entre la luminosité et les feuilles.

developpement_plante

Graphique présentant le développement d’une feuille en fonction de l’intensité lumineuse -> Source

Ce graphique présente le développement des feuilles en fonction de l’intensité lumineuse. Sur ce graphique, nous pouvons suivre l’évolution d’une plante placée dans un premier temps, à la lumière, puis placée dans un second temps, à l’obscurité.

Nous pouvons alors constater que plus l’intensité lumineuse est élevée plus la plante se développe et qu’au contraire, la plante placée à l’obscurité stagne et ne se développe que très peu.

Nous allons utiliser ce graphique à l’envers, car il montre aussi que les plantes ont besoin de lumière pour se développer. Notre hypothèse est donc vraie, la photopériode joue sur la chute des feuilles. La photopériode est la durée du jour en fonction de celle de la nuit.

  • Maintenant, nous allons voir en quoi la température a un rôle important sur les feuilles:  graphe_-temperature_photosyntheseGraphique présentant l’intensité de la photosynthèse en fonction de la température -> Source

    Ce graphique nous montre l’intensité de la photosynthèse en fonction de la température. La photosynthèse est le processus qui permet aux plantes de synthétiser de la matière organique en utilisant la lumière du soleil. La chlorophylle permet de capter l’énergie lumineuse pour la transformer en énergie chimique afin de réaliser la photosynthèse.

On constate que les températures idéales pour la photosynthèse sont entre 20°C et 40°C. Au contraire, lorsque la température est trop élevée ou trop basse, comme 10°C ou 50°C, ce phénomène ne s’effectue pas correctement.C’est pourquoi nous pouvons dire que la lumière influe sur la couleur des feuilles, notre hypothèse était donc vraie.

  • Nous avons réalisé des chromatographies qu’une seule fois dans l’année car rapidement après le début de notre TPE, les feuilles sont tombées. Nous allons maintenant vous expliquer la chute des feuilles. En effet, la chute des feuilles peut être expliquée par plusieurs facteurs. Ceux-là mènent aux changements observables en hiver. La disparition de la chlorophylle entraîne l’apparition des autres pigments, la chlorophylle ne peut plus être synthétisée en hiver à cause du froid et du manque de luminosité. La chlorophylle n’étant plus synthétisée, les autres pigments présent dans la feuille apparaissent. C’est pourquoi les feuilles passent de vertes (chlorophylles) à jaunes (caroténoïdes), puis parfois de jaunes à rouges. En effet, lorsque les conditions météorologiques (ensoleillement et chaleur suffisants) le permettent, certains arbres créent une dose importante de sucre permettant de produire un pigment rouge appelé anthocyane ce qui donne aux feuilles une couleur rouge. L’intensité des couleurs automnales dépend fortement de la température extérieur: les basses températures détruisent les chlorophylles, l’humidité empêche la création d’anthocyanes.
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