Activité n°2 Apparition de la vie et du dioxygène atmosphérique

« Tes Activité n°2 Apparition de la vie et du dioxygène atmosphérique Savoir-faire du programme :  Mettre en relation la production de dioxygène dans l’atmosphère avec des indices géologiques.  Ajuster les équations d’oxydation du fer par le dioxygène. Les plus anciennes cellules fossilisées connues sont celles de bactéries capables de réaliser la photosynthèse, métabolisme producteur de O2. Ces bactéries sont appelées cyanobactéries et sont âgées de – 3,5 Ga.

Elles sont à l’origine de formations rocheuses particulières : les stromatolithes.

Cependant, divers indices géologiques montrent que le dioxygène n’est apparu dans l’atmosphère qu’à partir de – 2,4 Ga. Comment expliquer ce retard de l’oxygénation de l’atmosphère ? Document 1 : les stromatolithes Document 2 : Les fers rubanés Document 3 : Le devenir du dioxygène produit par les cyanobactéries On se propose de suivre les échanges gazeux réalisés par des cyanobactéries dans un environnement aqueux dont la composition est proche de celle des océans primitifs.

En particulier, ces océans étaient riches en ions Fe2+. Cette mesure sera réalisée grâce à un dispositif ExAO.  Verser le contenu du bécher contenant les cyanobactéries en solution dans le réservoir central de l’enceinte,  Fermer l’enceinte et mettre en place la sonde à dioxygène en veillant à ce qu’elle trempe dans la solution,  Ouvrir le fichier « cyanobactéries et fer océanique » situé dans mes devoirs,  Lancer l’enregistrement à l’obscurité pendant au moins 5 minutes puis à la lumière blanche tout en poursuivant l’enregistrement pendant au moins 5 minutes,  A environ 10 mn du début de la mesure, injecter 1 mL de la solution contenant des ions Fe2+ à 1 mol.

L-1 ,  Enregistrer votre résultat et observer le fond de l’enceinte de mesure. Questions : 1.

Sachant que les océans et l’atmosphère échangent des gaz, indiquez les deux modifications de la composition de l’atmosphère provoquées par la vie et notamment par les cyanobactéries. 2.

En vous appuyant sur le document 2, formulez une hypothèse répondant au problème de l’activité. 3.

Montrez, à l’aide de vos résultats expérimentaux, que l’hypothèse précédente est validable. Informations complémentaires :  En présence d’O2, les ions Fe2+ cèdent spontanément des électrons à l’O2 selon les réactions suivantes : 4 Fe2+ 4 Fe3+ + 4 e– O2 + 4 e– + 4 H3O+ 6 H2O   Le précipité rouge observable au fond de l’enceinte de mesure est de l’hydroxyde ferrique ayant pour formule Fe(OH)3. L’eau se dissocie spontanément en ions H3O+ et en ions OH-. 4.

Ecrire l’équation de la réaction chimique conduisant des ions Fe3+ à l’hydroxyde ferrique. 5.

Sachant que l’hématite est une forme déshydratée de l’hydroxyde ferrique, écrire l’équation de la réaction aboutissant à sa formation au sein des fers rubanés. 6.

Expliquez le décalage temporel existant entre l’apparition du dioxygène dans les océans et son apparition dans l’atmosphère. Corrigé TP2 1.

Les stromatolithes réalisent la photosynthèse, on peut donc imaginer une diminution de la quantité de CO2 de l’air et une augmentation de.... »