[physiologie vegetale] Absorption de CO2 et les plantes

[invite0c43ebec]

Bonjour à vous,

Dans le cadre d'un projet de recherche, j'aimerai réaliser une expérience simple sans utilisation de produit chimique complexe et toxique.

Pour ce faire, je cherche à caractériser le rejet de CO2 d'une réaction catalytique. Je souhaite donc travailler dans une enceinte fermée. Mais je me dois tout d'abord d'absorber le CO2 contenu dans l'air avant de lancer ma réaction si je veux être rigoureuse.

J'avais donc penser à utiliser la respiration très particulière des plantes. Seulement, je suis chimiste mais j'ai peu de bagage en biologie.

J'aimerai savoir si les arbres et les plantes vertes ont la même respiration alternée? (photosynthèse la journée et respiration normale le soir. Ma question peut sembler idiote mais j'ai un doute.)
De même, j'aimerai aussi savoir si la quantité de CO2 libérée par la respiration est supérieur/inférieure/égale à la quantité de CO2 absorbée par photosynthèse?
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[invitea74316c7]

J'aimerai savoir si les arbres et les plantes vertes ont la même respiration alternée? (photosynthèse la journée et respiration normale le soir. Ma question peut sembler idiote mais j'ai un doute.)

Alors sauf erreur toutes les plantes ont le même type de respiration sachant qu'elle utilise toute la photosynthèse et que donc il est nécessaire d'avoir de la lumière tous les fonctionnements sont identiques! En revanche l'utilisation du gaz carbonique peut varier, j'entends par la que les plantes en C4 vont absorber le C02 au niveau des cellules du mésophyle alors qu'il va être utiliser dans le cycle de calvin au niveau des cellules de la gaine. En revanche les plantes CAM stockent le CO2 la journée sous forme de malate et l'utilise durant la nuit pour le cycle de calvin.

De même, j'aimerai aussi savoir si la quantité de CO2 libérée par la respiration est supérieur/inférieure/égale à la quantité de CO2 absorbée par photosynthèse?

Sauf erreur, durant la journée la fixation de carbone est supérieur à la respiration alors que le soir bien évidemment la respiration est nettement plus active.

[invite97ad4144]

Bonjour,

Pour commencer, les Végétaux n'ont pas une respiration alternée... Ils respirent aussi bien le jour que la nuit: ils produisent donc en continu du CO2. Mais à priori oui, aussi bien les arbres que les plantes vertes réalisent la photosynthèse en journée. (Enfin, "en journée" n'est pas le terme le plus approprié, puisque c'est l'écalirage qui compte)

Ta deuxième question concerne le bilan en carbone: photosynthèse-respiration. Pour faire simple, on va dire que les végétaux utilisent la photosynthèse pour capturer le carbone et assurer leur croissance. Donc à partir du moment où la plante croît (en terme de biomasse), c'est qu'elle immobilise du carbone, donc qu'elle absorbe plus de CO2 qu'elle n'en rejette...

Après, la quantité de carbone fixée peut dépendre de nombreux facteurs: espèce concernée, milieu de culture, qualité et durée d'éclairement, et sans doute aussi quantité de CO2 et d'O2 disponible...

Donc à mon avis, tu ne pourras pas absorber tout le CO2 de ton milieu fermé... Tu atteindras sans doute un seuil minimal en dessous du quel tu ne pourras pas déscendre.

[invitee1dec981]

Si je comprends bien tu veux supprimer toute trace de C02 dans une enceinte fermée
l'utilisation des plantes est un moyen imparfait car leur dégradation à terme avec des bactéries va rejeter un peu de co2. Moi je ferais une atmosphére completement artificielle avec de l'azote ou un autre gaz du commerce et j'elliminerais les traces de co2 par filtration dans de l'eau de chaux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0617f33f]

Attention au vocabulaire : "respiration" n'est pas un terme générique, cela désigne un phénomène biologique précis, à savoir une oxydation complète du glucose, où l'accepteur finale d'électron est généralement l'oxygène.

Arbres et plantes vertes ont en gros le même métabolisme : respiration en permanence, photosynthèse lorsqu'il y a de la lumière. Pour répondre à ta question : la respiration oxyde les sucres produits par la photosynthèse. Au pire, le bilan est donc nul. Mais normalement, certains des produits de la photosynthèse sont utilisés pour construire le végétal : la quantité de CO2 stockée par la photosynthèse est donc supérieure ou égale à la quantité relachée par la respiration.

Maintenant, un problème va se poser : l'enzyme servant à fixer le CO2 se nomme ribulose bis-phosphate carboxylase oxygénase (que l'on surnomme affectueusement RuBisCO). Le nom pose tout le problème : en plus de la fonction carboxylase, elle possède une fonction oxygènase, cause d'un phénomène appelé photorespiration. Sans entrer dans les détails, le bilan ressemble à celui de la respiration : consommation d'O2, rejet de CO2.
Plus la pression partielle en CO2 est faible, plus la fonction oxygénase, et donc la photorespiration, sera favorisée par rapport à la photosynthèse. Tu vas donc atteindre une concentration limite de CO2 à laquelle le bilan global du métabolisme de la plante sera nul.

Certaines plantes, par exemple le maïs, ont un métabolisme (appelé métabolisme C4) permettant de concentrer le CO2, et donc de diminuer considérablement le phénomène de photorespiration. Cela permet d'abaisser fortement la pression partielle minimum, mais il te restera toujours un petit peu de CO2 dans l'air (j'ai les valeurs quelque part dans mes cours, faudrait que je cherche).

[invite0617f33f]

En revanche les plantes CAM stockent le CO2 la journée sous forme de malate et l'utilise durant la nuit pour le cycle de calvin.

Ou plutot l'inverse ^^

[invite0c43ebec]

Oui, mon but est bien d'abaisser au maximun la concentration en CO2 dans mon enceinte fermée.

J'avais déjà pensé à l'utilisation d'un balayage de gaz comme le diazote. Le seul problème est que je suis en stage en R&D dans une entreprise qui ne possède pas de laboratoire. Je dois donc me débrouiller en utilisant des produits aux risques et aux coûts les plus faibles...d'où mon idée des plantes

Pour l'eau de chaux, l'idée m'était déjà parvenue. Je comptais abaisser au minimal la concentration en CO2 (comme certains posts me rassurent sur la faisabilité de cette idée ^^) et absorber les traces restantes par de l'eau de chaux.

Je voudais vous remercier pour toutes ces réponses. C'est agréable de pouvoir avoir des retours aussi rapidement. Donc merci à tous.

J'aimerai aussi vous embêter avec une autre question. Pour favoriser le processus de photosynthèse, il faut que les plantes restent à la lumière.

Une lumière artificielle fait-elle l'affaire?Et une lampe UV serait-elle acceptable?

[invite186e1b0b]

Oui, une simple lampe classique et ca fonctionne..

[invite0617f33f]

Un petit graphe valant mieux qu'un gros texte :



Comme tu peux le constater, les chlorophylles aiment bien le violet/bleu et le rouge. Une bonne lampe blanche fera donc l'affaire. J'ignore comment se comporte la photosynthèse en présence d'UV exclusivement, ce qui est certain c'est que l'ADN de tes plantes risque de ne pas apprécier du tout

[invite0c43ebec]

Ok, je vais éviter l'exposition à la lampe UV...je risque de me retrouver avec des plantes mutantes sinon ^^.

Donc, une lampe blanche simple et ça fonctionne...
Quelles plantes supporteraient un milieu s'appauvrissant de plus en plus en
O2?
Je préférerai éviter de faire mourir les plantes si possible

[invited15d4180]

Salut, il s'agit pas plutôt des plantes qui supportent un environnement pauvre en CO2?

Pour l'O2 plus sa concentration diminue mieux ça sera pour la plante (moins de compétition CO2/O2 de la rubisco, donc carbone mieux fixé).

Pour le CO2, c'est les plantes en C4 ou CAM citées plus haut qui supportent le mieux un milieux pauvre en CO2, en gros c'est parce qu'elles fixent ce CO2 sous forme de HCO3- une première fois par une enzyme qui n'a pas de fonction oxygénase, le CO2 sera ensuite relaché dans un milieu sans O2 puis fixé une deuxième fois par la rubisco, évitant ainsi la photorespiration.

Pour les plantes en C4 il y a par exemple le maïs et les plantes CAM par exemple les cactus et l'ananas.

A+

[invite0c43ebec]

Merci pour la correction de l'erreur, c'était bien CO2.

Je note les plantes et je vais essayer de mettre au point mon expérience.

Je vous remercie pour toutes ces réponses. Pour l'instant, je n'ai pas d'autre question mais ça ne serait tarder ^^