La photosynthèse

Pages: 7 (1663 mots) Publié le: 19 novembre 2009
La photosynthèse

1. Définition

La photosynthèse est un processus biochimique complexe par lequel les plantes, les algues et les bactéries autotrophes convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique. Ces organismes utilisent l’énergie lumineuse en combinaison avec le CO2 et l’eau pour synthétiser de la matière organique, indispensable à la croissance. La photosynthèse se traduit parune fixation et une réduction du CO2, une oxydation de l’eau et une libération d’O2.
L’équation suivante résume la photosynthèse :

La photosynthèse se déroule dans des organites spécialisés, les chloroplastes. Un chloroplaste est limité par une double membrane qui entoure un liquide gélatineux, le stroma. Une autre membrane, située dans le stroma, se replie sur elle-même et forme desempilements de disques appelées thylacoïdes.

2. Mécanisme de la photosynthèse

La photosynthèse se décompose en deux phases :
- la phase photochimique, appelée phase claire,
- le cycle de Calvin, phase biochimique, appelée phase sombre.

• la phase claire
Comme son nom l’indique, la phase claire est dépendante de la lumière. Elle a lieu au niveau de la membrane des thylacoïdes et nécessite despigments photosynthétiques qui sont enchâssés dans cette membrane. Ces pigments servent à collecter l’énergie lumineuse en captant les différentes longueurs d’onde de la lumière en fonction de leur spectre d’absorption. Ils peuvent être classés en trois catégories : les chlorophylles et les caroténoïdes présents chez tous les végétaux autotrophes et les phycobilines présents exclusivement chez lesalgues et les cyanobactéries.
Les chlorophylles sont les pigments principaux et sont indispensables à la photosynthèse. Les autres pigments, accessoires, améliorent l’efficacité photosynthétique en élargissant le spectre des longueurs d’onde photosynthétiquement actives sur l’ensemble du spectre de la lumière visible. Ils permettent également de transmettre efficacement par résonance l'énergie demolécule en molécule, de la périphérie du système jusqu'au centre réactionnel. Le rôle essentiel des caroténoïdes est la photoprotection : ils absorbent et dissipent le surplus d’énergie en empêchant la formation d’espèces réactives de l’oxygène qui sont impliquées dans le vieillissement cellulaire.
Les pigments photosynthétiques sont agencés en une formation appelée complexe d’antenne. Cetarrangement sert à augmenter la surface d’absorption. En effet, il y a peu de chance qu’un proton touche directement la molécule spécialisée du centre réactionnel. Par contre, si le flux de protons atteint simultanément un grand nombre de molécules de pigments et si cette information est transmise efficacement au centre réactionnel, le rendement de capture de photons est nettement amélioré. Le nomd’antenne est donné par analogie avec les antennes réceptrices en télécommunication. Les pigments font partie de sous-ensembles appelés photosystème. Un photosystème comprend les pigments de l’antenne, le centre réactionnel et l’accepteur primaire d’électrons. On distingue deux types de photosystèmes : le photosystème I ou P700 et le photosystème II ou P680. Ce dernier comprend une paire de moléculesde chlorophylle a spécialisées qui sont les seules, lorsqu’elles sont excitées par les photons, à pouvoir transférer des électrons à un accepteur d'électrons.
Lorsqu’une molécule de pigment absorbe un photon, elle passe de l’état fondamental à l’état excité. Si l’électron excité ne trouve pas d’accepteur, il retourne à l’état fondamental et émet son énergie sous forme de photon : c’est lafluorescence. Sinon, l’électron est véhiculé le long d’une chaîne de transfert d’électrons par des réactions d’oxydoréductions et les photosystèmes passent tour à tour de l’état fondamental à l’état excité.

Il existe deux types de réactions photochimiques :
- la voie cyclique,
- la voie acyclique.

La voie cyclique produit uniquement de l’ATP. Le photosystème I cède des électrons excités à une...
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