Les phases de la photosynthèse

La photosynthèse se compose de deux phases complémentaires : la phase photochimique et la phase non photochimique.

La phase photochimique, également appelée phase claire, dépend de l'intensité lumineuse mais pas de la température. Elle implique des réactions d'oxydoréduction et nécessite un accepteur d'électrons (R) qui est réduit en RH₂, ainsi que la production d'ATP.

Définition : Phase photochimique - Étape de la photosynthèse qui convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique.

La phase non photochimique, ou phase sombre, dépend de la température et de la concentration en CO₂. Elle permet l'incorporation du CO₂ pour former du glucose, utilisant les molécules énergétiques (ATP et RH₂) produites lors de la phase photochimique.

Les pigments jouent un rôle crucial dans la capture de l'énergie lumineuse. Ils peuvent être identifiés par chromatographie, qui sépare les molécules selon leur affinité pour le solvant. Les principaux pigments photosynthétiques sont :

• Chlorophylle a (vert émeraude)
• Chlorophylle b (vert pomme)
• Caroténoïdes (rouge, orange)
• Flavonoïdes (jaune, orange, violet, bleu)

Exemple : Le spectre d'absorption de la chlorophylle montre des pics d'absorption dans les longueurs d'onde bleue (450 nm) et rouge (650 nm).

Utilisation des produits de la photosynthèse

Le glucose produit par la photosynthèse plante ne reste pas libre dans les cellules. Il est transformé en d'autres molécules essentielles telles que les lipides, les acides nucléiques et les protéines, ou mis en réserve sous différentes formes :

• Formes solubles dans la cellule (glucides simples)
• Grains d'amidon dans les amyloplastes (glucides complexes)
• Gouttelettes lipidiques
• Grains d'aleurone (accumulation de protéines)

Lorsque la production de glucose est importante, les plantes produisent des réserves plus spécifiques. Le glucose est alors transformé en saccharose, qui est la forme circulante dans la plante. Le saccharose peut ensuite être stocké ou retransformé en amidon dans les organes de réserve.

Highlight : La production de matière organique par les végétaux est essentielle pour leur croissance et leur maintien.

Les molécules issues de la photosynthèse peuvent également être transformées en molécules structurelles à long terme, comme celles de la paroi cellulaire, qui participent à la croissance et au maintien de la plante.

Rôle des produits de la photosynthèse dans la structure et l'écologie des plantes

Les produits de la photosynthèse jouent un rôle crucial dans la structure et la croissance des plantes. La cellulose, un polymère de glucose, est synthétisée par l'enzyme cellulose synthétase et forme des fibres résistantes mais souples présentes dans les cellules en croissance. Elle s'agrandit avec le volume cellulaire.

La lignine, un polymère de molécules hydrophobes et rigides, s'accumule dans les cellules âgées et rigidifie la paroi, assurant le soutien de la plante. Elle a également des propriétés imperméabilisantes et forme les cernes des arbres, contribuant à l'épaississement des tiges et à la formation du bois.

Vocabulaire : Lignine - Polymère complexe qui renforce les parois cellulaires des plantes et leur confère rigidité et résistance.

Les plantes, en tant que producteurs primaires, s'intègrent dans l'écosystème en synthétisant des métabolites qui interagissent avec d'autres espèces. Par exemple :

• Les tanins : polyphénols ayant des fonctions répulsives contre les herbivores et pouvant avoir un effet toxique.
• Les anthocyanes : molécules colorées qui peuvent attirer les pollinisateurs ou protéger la plante contre les rayons UV.

Ces interactions illustrent comment la production initiale de matière organique par les plantes influence non seulement leur propre croissance mais aussi leurs relations avec d'autres organismes dans l'écosystème.

Introduction à la photosynthèse

La photosynthèse est un processus métabolique autotrophe utilisé par les plantes à fleurs pour fabriquer leur propre matière organique à partir de matière minérale. Ce processus implique des échanges gazeux et la production de glucose et d'amidon à partir de lumière, de dioxyde de carbone et d'eau.

Le site principal de la photosynthèse est le chloroplaste, un organite à double membrane contenant des filaments appelés thylakoïdes. Ces thylakoïdes sont divisés en deux compartiments : le lumen (à l'intérieur des thylakoïdes) et le stroma (à l'extérieur des thylakoïdes mais à l'intérieur du chloroplaste).

Vocabulaire : Autotrophe - Capacité d'un organisme à produire sa propre matière organique à partir de matière inorganique.

L'efficacité de la photosynthèse dépend de plusieurs facteurs, notamment l'intensité lumineuse, la température (optimale autour de 25°C) et la présence de dioxyde de carbone. La localisation de la photosynthèse peut être observée en étudiant la formation d'amidon dans les chloroplastes.

Highlight : La photosynthèse formule simplifiée est : Lumière + CO₂ + H₂O → O₂ + Glucose

La photolyse de l'eau est une étape cruciale de la phase photochimique de la photosynthèse. Elle se produit au niveau des thylakoïdes et génère de l'oxygène, des ions hydrogène et des électrons. Cette réaction est essentielle pour la production d'oxygène pendant la photosynthèse.