1. OBJECTIFS
2. PRINCIPE
3. METHODE
4. MATERIEL
5. MONTAGE DU COURANT GAZEUX NON RENOUVELE
6. REGLAGE DES CAPTEURS
7. DEROULEMENT DE L'EXPERIMENTATION
8. BIBLIOGRAPHIE

• Montrer les échanges gazeux qui accompagnent l'activité photosynthétique de limbes foliaires dans une enceinte enrichie en dioxyde de carbone en air pulsé non renouvelé.
• Montrer les variations de ces échanges à l'obscurité.

Des feuilles sont disposées dans une enceinte éclairée où circule un courant gazeux non renouvelé enrichi en dioxyde de carbone par dissociation physico-chimique d'une solution d'hydrogénocarbonate ,à la suite de la diminution de la pression partielle due à l'agitation.

Le départ du CO₂ s'accompagne du déplacement de l'équilibre de la solution tampon et se traduit par une baisse sensible de son pH initial accentuée par la consommation de CO₂ par les feuilles.

La production d'O₂ sera appréciée en même temps dans l'air circulant.

1. La pompe: Il s'agit d'un aérateur d'aquarium qui a été modifié en l'incluant dans un coffret en bois, de façon à présenter une étanchéité parfaite, et munie de deux tubulures, l'une d'aspiration, l'autre de refoulement.

Elle est formée par un tube de plexiglass transparent (50 mm X 250 mm).La fermeture est assurée à ses extrêmités par un bouchon percé muni d'un tube de verre pour son raccordement au circuit.

On appliquera sur la face interne de chaque enceinte un papier noir afin d'éviter les reflets lors de l'éclairement.

A l'aide de longues pinces, introduire 2 feuilles à limbe allongé (Rumex, Primula,...)dont on aura préalablement entouré la section du pétiole de ouate humide elle même recouverte de papier aluminium.

Cette enceinte pourra avantageusement être fixée sur un plateau métallique vertical à l'aide de pinces magnétiques (PIERRON).

Elle a été réalisée avec un tube de plexiglass de 100 mm X 24 mm .

Il présente à sa partie supérieure un bouchon 2 trous par lesquels passent les sondes oxymétrique et thermique.A sa partie inférieure, un bouchon plein pourra être déplacé pour y supporter un petit récipient renfermant un absorbant de CO₂.

A deux niveaux, latéralement, deux tubes de raccordement (matériel de microaspersion pour le jardinage) permettent la connexion au reste du circuit.

Cette enceinte sera aussi fixée au support magnétique.

Il s'agit d'un flacon dont le couvercle métallique a été aménagé de façon à permettre le passage de la sonde pHmétrique et de deux tubulures pour entretenir le courant gazeux enrichi en CO₂. La sonde pHmétrique et l'une des tubulures d'air forcé plongent dans une solution de 100 mL d'hydrogénocarbonate de sodium à 57 mmol.L^-1.

La consommation de CO₂ pourra être visualisée en ajoutant 10 gouttes de phénolphtaléine.

La tubulure d'aspiration, courte, sera munie d'un diffuseur d'aquarium en boule pour réduire

la fuite de vapeur dans le circuit.

• pompe : 340 mL
• enceinte photosynthèse:210 mL
• enceinte O₂: 34 mL
• enceinte CO₂:90 mL
• tubes de raccordement : 56 mL

La chaîne d'acquisition ORPHY comportera 3 sondes:oxymétrique, pHmétrique et thermique.

Les 2 premières sondes seront reliées à l'ampli-physique (MICRELEC), la sonde pHmétrique seule sera amplifiée.

Lancer REGRESSI (sous DOS).Dans Fichier choisir ORPHY-GTS.

Saisir dans Enregistrement , Durée 600 sec.

Sélectionner Voies: 3

Voie 1= Choisir EA2.Valider.Saisir les informations demandées dans la fenêtre.

Plonger l'électrode pH dans la solution d'hydrogénocarbonate (pH #8.65).

Relier l'adaptateur pHmétrique à l'entrée amplifiée de l'ampli-physique.

L'ampli-physique est connecté à l'entrée latérale de l'interface ORPHY (voie F).

Sur l'ampli-physique, prendre le calbre 0,5 V, et mettre le bouton Choix sur +.

Diminuer le décalage jusqu'à l'allumage de la LED rouge (VS <0) puis le régler finement

pour porter le curseur vers le haut de l'écran.

Ne pas procéder à un étalonnage:dans ces conditions toute consommation de CO_2, ou augmentation de pH de la solution, se traduira par une courbe descendante.

• Sonde oxymétrique:

Voie 2 = Choisir EA3. Valider.Saisir les informations demandées dans la fenêtre.

Relier la sortie de l'adaptateur oxymétrique à l'entrée non amplifiée de l'ampli-physique.

Recharger l'électrode avec l'électrolyte.Laisser polariser l'électrode quelques minutes jusqu'à ce que la baisse de la mesure soit stabilisée.

Régler la pente sur 5-6 et à l'aide du bouton décalage, positionner le curseur de façon à ce que la réponse donnée par l'oxymètre soit située vers le milieu du graphique.

Etalonnage: sans.

• Sonde thermique:

Voie 3= Choisir EA6. Valider.Saisir les informations demandées dans la fenêtre.

Relier la sonde à l'entrée C de l'interface.

Choisir Etalonnage interactif.

Prendre deux récipients contenant de l'eau à 10°C et à 40°C et noter les deux points après stabilisation des mesures.

Sauver les réglages dans un fichier, en fin d'expérimentation.

Etape 1: Mesures des échanges gazeux à la lumière par un organe chlorophyllien.

Le réglage des capteurs ayant été effectué, disposer une enceinte de photosynthèse vide et la relier aux enceintes de mesure et à la pompe.

Verser 100 mL de solution d'HCO ₃Na dans le flacon de mesure du pH et ajouter 10 gouttes de phénolphtaléine de façon à ne pas rosir la solution. Refermer le flacon bien hermétiquement et mettre en route la pompe à air.

Après 4 minutes, interrompre le courant gazeux, remplacer l'enceinte de photosynthèse par celle préparée avec les feuilles chorophylliennes et l'éclairer .

Remettre en route la pompe ,attendre la stabilisation des curseurs et lancer la mesure -en frappant la barre d'espacement-

Suivre l'évolution des 3 paramètres, en alternant des phases d'éclairement et d'obscurité en utilisant un cache de papier aluminium.

A la fin de l'acquisition, Valider et choisir Nouvelle page , pour préparer un autre enregistrement.

Observer en fin de mesure la coloration de la solution d'hydrogénocarbonate.

• Question : Les variations observées sont-elles biologiques ?

Etape 2: Mesures effectuées sans matériel végétal (témoin 1).

On procédera ensuite comme dans la première étape avec une nouvelle solution d'hydrogénocarbonate, en remplaçant toutefois au bout de 4 minutes l'enceinte de photosynthèse vide, par une autre enceinte sans feuilles.Puis on remettra en route le courant gazeux , l'éclairement et on lancera les mesures.

Le suivi de l'évolution des paramètres dans ces conditions " inertes " permettra d'apprécier , par différence, les variations qu'il faut attribuer à l'activité de la feuille.

A la fin de l'acquisition, valider et choisir Nouvelle page , pour préparer un autre enregistrement.

Observer la coloration de la solution d'hydrogénocarbonate en fin d'expérience.

• Question: L'absorption de CO₂ par la feuille peut-elle être visualisée par un mécanisme physico-chimique ?

Etape 3: Mesures effectuées sans matériel végétal avec un absorbant de CO₂ (témoin 2).

La première phase sera identique aux précédentes.Au bout de 4 minutes on remplacera l'enceinte vide et on introduira une capsule remplie d'eau de baryte dans l'enceinte à O₂ , en le posant sur le bouchon inférieur.

Mettre en route la pompe, éclairer et lancer la mesure.

Comparer la consommation de CO₂ par le végétal et celle liée à sa fixation par l'absorbant spécifique.

Observer la coloration de la solution d'hydrogénocarbonate en fin d'expérience.