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Melvin Calvin a étudié la photosynthèse chez les algues. Voici un schéma simplifié de son expérience. Pourquoi les algues sont-elles brièvement exposées à la lumière? (A) pour initier la division cellulaire. (B) pour arrêter la respiration. (C) pour initier la photosynthèse. (D) pour commencer la digestion. (E) pour tuer les cellules.
Pendant la photosynthèse, les plantes convertissent le dioxyde de carbone et l’eau en glucose et en oxygène en utilisant de l’énergie lumineuse. Sans énergie lumineuse, les réactions de photosynthèse ne peuvent pas se poursuivre.
Melvin Calvin était un biochimiste américain qui étudia la photosynthèse dans les années 1940. Calvin utilisa différents isotopes du carbone dans son étude. Assurons-nous donc de comprendre ce que sont les isotopes avant d’analyser son expérience.
Les isotopes sont des atomes du même élément qui ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. L’isotope le plus courant du carbone est le carbone-12, qui contient six protons et six neutrons. Le carbone 14 est un isotope différent du carbone qui a six protons et huit neutrons. Le carbone 14 est radioactif et peut donc être suivi lors d’expériences, comme celle de Calvin.
Regardons de plus près l’expérience de Calvin dans la photosynthèse. La fiole contient une population d’algues Chlorella. Ces algues ont à disposition du dioxyde de carbone qui contenait l’isotope de carbone 14. Les algues ont ensuite été exposées à un éclair rapide de lumière pour initier la photosynthèse. Ensuite, elles ont été rapidement plongées dans un bécher d’alcool chaud pour arrêter la photosynthèse.
En étudiant les algues, Calvin a découvert que même après un éclair de lumière très rapide, un composé à trois atomes de carbone se formait. Ce composé à trois atomes de carbone est appelé phosphoglycéraldéhyde, ou PGAL. Le PGAL peut être utilisé pour produire une gamme d’autres composés organiques essentiels à la survie d’un organisme, tels que le glucose, les protéines et les graisses.
Le travail de Melvin Calvin était si important que les réactions de la photosynthèse indépendantes de la lumière sont appelées le cycle de Calvin.
En utilisant ce que nous savons maintenant des expériences de Calvin, revenons à la question. La bonne réponse est l’option (C). Dans l’expérience de Calvin, les algues sont brièvement exposées à la lumière pour initier la photosynthèse.
