11. Photosynthèse finir Flashcards
En quoi la photosynthèse nous est importante ?
- notre totale alimentation est directement ou indirectement produit par la photosynthèse
- génère aussi O2 => nécessaire pour notre respiration
- constitue la base des combustibles fossiles et pour bcp de médicaments
quel est le but premier de la photosynthèse?
conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique
les plantes sont des êtres qui sont quoi?
des photoautotrophes=> leur source d’énergie = Lumière
=> les bactéries sont des chemoautotrophes => énergie venant de l’oxydation des substances inorganiques (S,NH3)
Quel quantité de carbone est incorporé chaque année par les plantes dans les subst. organiques?
1.0-1.2 *10^11 Tonnes de Carbone
=> 54% venant des plantes terrestres (~1.410^11 tonnes)
=> 46% venant des algues marines (~1.210^11 tonnes)
où a lieu la photosynthèse ?
dans les cellules mésophylles => chloroplastes
combien de chloroplastes à en général une cellule mésophylle?
30-40 chloroplastes
quelle est la structure des chloroplastes?
- double membrane => théorie de l’endosymbiose
- Stroma: liquide incolore qui entoure les thylakoïdes
- Grana: empilements de thylakoïdes
quelle est la formule brute de la photosynthèse
6CO2 + 12 H2O + lumière —> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
correspond à peu près à l’inverse de la formule de la respiration cellulaire
de quelle molécule provient l’oxygène des produits : du CO2 ou de l’H2O?
provient de l’eau
=> analogie avec expérience des bactéries : 6CO2 + 6 H2S —> C6H12O6 + 6 S2
quels sont les 2 processus de la photosynthèse ?
- Lichtreaktion: réaction à la lumière ->énergie chimique (ATP/NADH) électrons riches en énergie
- Dunkelreaktion: indépendant de la lumière, a lieu aussi dans la lumière
Lichtreaktion: réaction à la lumière =>fonctionnement
- énergie lumineuse est absorbée par chlorophylles et utilisée pour la décomposition de l’eau
- l’énergie de la lumière est stockée dans l’ATP et équivalents de réduction (NADPH)
- les 2 protons et électrons, qui sont libérés par la décomposition de l’eau, sont ensuite transmis au NADP+ (une partie de l’énergie de la lumière est stockée dans NADPH)
NAD+/NADH : Nicotinsäureamid-Adénine-Dinucléotide, c’est quoi?
- stockage d’électrons énergétiques
- donneur potentiel d’électrons
- peut réduire d’autres molécules
- aussi désigné comme équivalent de réduction
NAD+ + 2[H] —(réduction/déhydrogénase)—> NADH + H+
NADH + H+ —-(oxydation)—> NAD+ + 2[H]
ATP: adénosine-triphosphate
ΔG= 30.5 kJ/mol
ATP + H2O —-> ADP + Pi + énergie
NADP+/NADPH, c’est quoi?
Nicotinsäureamide-Adénine-Dinucléotide-Phosphate
- contrairement à NAD+/NADH (respiration), NADP+/NADPH contient un groupe phosphate en plus
- les 2 molécules servent (sous forme réduite) de stockage d’électrons riches en énergie et fonctionnent de la même manière
- NADPH (ou NADH) aide d’autres substances à être réduites
- les 2 molécules aident comme Coenzyme dans bcp de rx. chimiques (qui sont catalysées par des enzymes) => transportent les électrons à d’autres substances
la lumière bases
- lumière peut être considérée comme rayonnement électromagnétique
- ainsi que comme un flux de photons
- plus la longueur d’onde est petite, plus l’énergie des photons est haute (inversement)
pourquoi est-ce que les plantes sont vertes ?
Car toutes les longueurs d’ondes sont absorbées par les plantes/chloroplastes, sauf le vert est reflété
quelles longueurs d’onde sont actives photosynthétiquement?
(spectre d’action) la lumière bleue et rouge sont photosynthétiquement actives
spectre d’absorption : cela change selon chlorophylle A, chlorophylle B et caroténoïdes
chlorophylle A : lumière violette et orange/rouge
chlorophylle B : lumière
comment est-ce qu’on mesure le spectre d’absorption ?
par un spectrophotomètre,
mesure l’absorption d’un échantillon en fonction de la longueur d’onde de la lumière incidente
Quelle molécule absorbe la lumière ?
dans les chlorophylles
=> Porphyrin-Ring (Système d’électrons conjugué) absorbe la lumière
Atome de magnésium au centre du cycle poryphorine
=>molécule hydrophobe dû à sa queue d’acide gras
est lié aux protéines
définition pigment
Substances, qui absorbent la lumière visible
quelle quantité de chlorophylle est produite par année?
100’000’000 tonnes
différentes formes de chlorophylle
- dans la bactériochlorophylle A : CH=CH2-COOH lié à anneau de poryphorine avec queue de Phytol
- dans chlorophylle B: CH3-CHO lié à anneau de poryphorine avec queue de Phytol
- Hémoglobine : cycle de 4 Pyrrol avec molécule de Fer au centre => hème oxygénase
où va l’énergie de la lumière absorbée?
- le photon absorbé soulève les électrons de la chlorophylle dans une orbitale d’énergie potentielle plus élevée => état instable => Retour à l’état initial => énergie est à nouveau libérée sous forme de lumière (=fluorescence)
- longueur d’onde de la lumière émise est toujours plus longue que celle de la lumière entrante (dans la plante)
la chlorophylle isolée est fluore rouge, pourquoi les plantes ne sont pas rouge dans ce cas ?
- mécanisme empêchant fluorescence des chlorophylles
- chlorophylle fonctionnelle est intégrée dans des complexes protéiques
- les électrons excités de la chlorophylle sont transférés sur d’autres molécules avant de pouvoir revenir à l’état fondamental
-
transfert d’énergie sous la forme d’électrons riches en énergie à d’autres molécules
=> résultat : pas de fluorescence rouge -> chlorophylle a déficit en électrons
comment et où les chlorophylles s’organisent pour capter la lumière de manière optimale?
dans membrane des thylakoïdes, chlorophylle organisée en photosystèmes complexes qui forment un système d’antennes pour “capter” la lumière de manière optimale
=> complexe de récolte de la lumière
qu’est-ce que les complexes de récolte de la lumière?
un complexe multiprotéique, où la chlorophylle est intégrée dans des protéines spéciales qui forment un complexe multiprotéique
s.28
