S.V.T. 1ère A - Biologie - Production primaire au niveau des plantes vertes

La photosynthèse

La photosynthèse

       

  

A.  La phase “Photo” : La phase claire (photo)

 

Les réactions bio-chimiques qui se produisent pendant la phase photo fournissent l’énergie nécessaire aux réactions de la phase synthèse.  La phase photo se produit en présence de lumière.    La phase photo se produit dans le chloroplaste plus précisément dans la membrane thylakoïdale.

 

C’est la chlorophylle qui absorbe la lumière rouge et la lumière violette pour rendre possible la photosynthèse. La chlorophylle possède deux fonctions dans la photosynthèse:

 

1) La chlorophylle permet d’absorber la lumière rouge, la lumière violet et certains tons de bleu.

 

2) La chlorophylle donne des électrons (provenant de la rupture d’un double lien) à la chaîne de transport d’électron qui ensuite permet aux réactions de synthèse de se produire.  La photolyse, rupture d’une molécule d’eau, redonne les électrons manquant à la chlorophylle.

 

Photosystèmes:       Un photosystème ou Unité photosynthétique comprend plusieurs centaines de molécules de chlorophylle reliées à un centre réactionnel. Il a pour fonction de canaliser l’énergie lumineuse jusqu’au centre de réaction (paire de chlorophylle spécialisé) ou un accepteur d’électron reçoit l’électron énergisé.  L’énergie de ces électrons sert à transporter les ions H+ à l’intérieur du thylakoïde pour produire de l’ATP.

 

B Les étapes de La phase “Photo”

 

Photophosphorylation non-cyclique: 

 

1.     Le photosystème II, (P680), situé sur la membrane du thylakoïde, absorbe la lumière à 680 nm.  (Ondes avec Énergie supérieure à 700nm).  Ce photosystème contient les pigments suivants: ChlA, ChlB, ChlC, ChlD, Carotène, Xanthophylle et les Anthocyanines.

 

Photolyse:  Le photosystème 680 nécessite des électrons pour envoyer au P700.  Il va donc les chercher de l’enzyme Z.  Cette enzyme est responsable pour la décomposition des molécules d’eau en ions H+ et en molécule d’oxygène.  Les deux protons restent dans le sac du thylakoïde.

 

Tout l’oxygène que nous respirons, tout l’oxygène présent sur Terre a été généré pendant l’étape de la photolyse de la photosynthèse.

 

2.     Les électrons du photosystèmeII,  P680 sont envoyés vers le photosystèmeI, P700 via la protéine Plastoquinone (PQ) qui accepte les 2 électrons + 2 protons et devient le complexe PQH2 durant le transfert.

 

A.     Lors du voyage entre les P680 à P700 les électrons fournissent de l’énergie à un complexe d’enzymes-cytochrome, le Plastoquinone.  Le complexe active une pompe à proton qui transport un ion H+ du stroma à l’intérieur du sac du thylakoïde.

 

B.     La membrane du sac thylakoïde contient de l’ATP synthétase. Les ions H+ se rendent donc via cette dernière dans le stroma du chloroplaste et fournissent l’énergie nécessaire pour faire la phosphorylation de l’ADP en ATP. On nomme cette réaction la photophosphorylation car elle fait partie de la photosynthèse. (Voir fig 3.26)

 

3.     Les électrons rendu dans le P700 sont ré-énergisés et sont captés dans la rx suivante par le complexe enzyme NADP réductase.

        NADP+  + 2électrons  + H+            Coenzyme - NADPH2 

(nicotinamide-adénine-dinucléotide-phosphate)

4.     Les molécules d’ATP et de NADPH2 sont ensuite utilisées dans les étapes synthétiques pour produire du glucose.

 

 

 

 

La phase sombre (cycle de calvin-Benson)

En résumé

-   La fixation du CO2 se réalise grâce à une enzyme qui est l’apanage des végétaux verts et des Bactéries phototrophes : la ribulose biphosphate carboxylase/oxygénase ou rubisco. Cette enzyme fixe le CO2 sur le ribulose-1, 5-biphosphate (RuBP) en donnant 2 phosphoglycérates (PGA).

-   L’ensemble des réactions du cycle de Calvin - Benson a un ΔGo de + 1 440 KJ mol -1. La valeur positive du ΔGo indique que ces réactions sont endergoniques donc qu’elles ne peuvent pas se réaliser sans un apport « d’énergie » assuré par la phase photochimique. le couplage entre la phase photochimique et l’incorporation du CO2 est réalisé par des intermédiaires métaboliques (ATP et NADPH) qui sont de puissants réducteurs.

 

 


Last modified: Friday, 8 January 2016, 1:09 PM
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