Chapitre 4 :
LA PHASE PHOTOCHIMIQUE DE LA PHOTOSYNTHESE

- 4 systèmes mis en jeu :
2 complexes de très grandes tailles composés de protéines et pigments :
PS I et PS II (photosystèmes) complexe intermédiaire : complexe b6f
ATP synthase
I. Energie apportée par les photons

- relation d'Einstein : 1 quantum d'énergie hv = hc/λ h = constante de Planck = 6.626.10-34 J.sec v = fréquence en Hz de la lumière c = célérité de la lumière (2.9979.108 m/sec) λ = longueur d'onde en mètre

- 1 Einstein = NA quanta = W = NA * hc/λ
NA = nombre d'Avogadro (6.023.1023)
- rouge : 670 nm
W = 179 kJ (par mole de photon) état S1
- bleu : 470 nm
W = 255kJ état S2

- Donc bleu plus énergétique que rouge mais l'énergie récupérée avec le bleu est la même qu'avec le rouge car à partir de S1 meilleur rendement énergétique avec le rouge
II. Energie utilisée par la photosynthèse
A. Réactions de la photosynthèse

H2O  1/2O2 + 2H+ + 2e- potentiel redox du système : E'0 = +0.82V
NADP+ + 2e- + 2H+  NADPH/H+ E'0 = -0.32V

H2O + NADP+  1/2O2 + NADPH/H+ ΔE'0 = -0.32 - 0.82 = -1.14V

Rmq 1 : NADPH capte 2e- mais 1 seul H+  d'où donne NADPH/H+
Rmq 2 : le E'0 est donné par convention pour la réduction
B. Rappels de thermodynamique

- thermodynamiquement : réaction spontanée si les électrons remontent les potentiels (càd ΔE'0 > 0)
Ici réaction non spontanée : faut apporter de l'énergie

- Relation entre ΔE'0 et l'énergie mise en jeu dans la réaction : ΔG'0 = -n F ΔE'0

F = constante de Faraday = 96500 J/V/mole n = nombre d'e- mis en jeu

Si ΔG'0 > 0 : réaction endergonique : il faut apporter de l'énergie
Si ΔG'0 < 0 : réaction exergonique : la réaction libère de l'énergie
C. Conclusion : énergie à apporter

- Ici : Les électrons descendent les potentiels, il faut donc apporter de l'énergie : ΔG'0 = nFΔE'0 = -2 *96500 * (-1.14) = +220 kJ

- Or, in vivo, il faut en + un intermédiaire plus