Voici un premier cours sur la biologie végétale
La photosynthèse
Définition :le photosynthèse est la réaction produite par une plante pour transformer l'énergie solaire en énergie nécessaire au développement de la plante. Elle s'effectue au niveaux des
chloroplastes dans les feuilles.
Rappel : le chloroplaste est une cellule de de 3 à 10 micron (µ) de diamètre, contenant
la chlorophylle. Elle est constituée :
- d'une membrane externe
- d'une membrane interne qui repliée sur elle même formes des saccules appelés crêtes ou
thylakoïdes. La membranes des thylakoïdes est couverte de petits grains appelées
sphères pédonculées- de
granas, petits saccules empilés en « grains » entre les thylakoïdes
Mécanisme de la photosynthèseLa photosynthèse est un phénomène d'
oxydoréduction. Elle comprend deux phases :
- une phase lumineuse : qui se déroule avec la lumière
- une phase obscure : où la lumière n'est plus nécessaire
a) la phase lumineuse :Elle se déroule dans les thylakoïdes. L'énergie lumineuse (photons) est captée par les molécules de chlorophylle. L'absorption de cette énergie aura deux conséquences : un transport d'électrons et une libération de protons.
Le transport d'électrons :lorsque les molécules de chlorophylle reçoivent les photons, il se crée un champ électrique entre les deux membranes car des électrons vont être libérés et activés. Ils vont ainsi passer de molécules en molécules.
La libération de protons :Les photons détruisent les molécules d'eau.
C'est la photolyse de l'eau :
H2O ===> 2H+ + ½ O2les protons 2H
+ sont alors produits et vont gagner le
stroma par les sphères pédonculées, de l'oxygène se dégage.
Les électrons chargés d'énergie et les protons issus de la photolyse vont réduire une molécules NADP (nicotinamide adenine dinucléotide phosphate)
NADP + 2H+ + 2e- (forme oxydée)<==> NADP H2 (forme réduite)NADP H
2 est une molécule susceptible de céder son hydrogène à une autre molécule
Dans le même temps les sphères pédonculées se comportent comme une enzyme active (ATP Ase) qui va va catalyser la transformation de ADP en ATP :
c'est la phosphorylation avec formation d'une liaison riche en énergie
ADP + P ===> ATPLe flux de protons qui passe dans les sphères apporte l'énergie utilisée pour la synthèse de l'ATP
L'énergie lumineuse est transformée en énergie chimique ATP
b) la phase obscure :Elle se déroule dans le stroma du chloroplastre et la lumière n'est plus nécessaire. L'ATP et le NADP H
2 sont utilisées pour réduire le dioxyde de carbone CO
2 de l'air. Le dioxyde de carbone se fixe sur un glucide en C
5 le ribulose présent en abondance dans le stroma du chloroplastre. L'ATP va céder son énergie (elle redevient ADP) et le NADP H2 cède son hydrogène (elle redevient NADP). Il y a biosynthèse des glucides.
Il va se former des molécules intermédiaires conduisant à la synthèse de
trioses utilisés ensuite à la synthèse du glucose puis de l'amidon. Les trioses regénérent aussi le ribulose initial.
L'équation générale de la photosynthèse peut donc s'écrie :
CO2 + H2O ==> CH2O + O2
