6. Photosynthèse et les réactions phase lumineuse

Question 1

La photosynthèse

Answer 1

-transforme énergie de la lumière solaire en énergie chimique des composés
-organismes photosynthétiques utilisent seulement 1-2% de l’énergie lumineuse
-permet aux plantes de produire les substances métaboliques pour leur survie
-glucose -> cellulose = paroi cellulaire des cellules végétales
-glucose -> autres sucres ou glucides pour stockage
-95% de la masse des plantes vertes = produits venant de la photosynthèse

6CO2 + 6H2O + énergie → C6H12O6 + 6 O2

flèche représente plus de 100 réactions chimiques !!!

deux ensemble de réactions ;
(1) photo = capte la l’énergie lumineuse et
(2) synthèse = réactions qui produisent un glucide

réactions de la phase lumineuse = énergie lumineuse est captée et sert à la production d’ATP et NADPH

réactions de la phase obscure = l’énergie de l’ATP et le pouvoir réducteur du NADPH servent à former une molécule organique

Question 2

les thylakoïdes

Answer 2

-l’eau pénètre la plante via les racines, transportée jusqu’aux feuilles
-CO2 pénètre via les stomates dans les feuilles
-H2O et CO2 se diffuse dans les chloroplastes
-une cellule photosynthétique peut contenir de 40 à 200 chloroplastes

-thylakoïdes = ensemble de disques dans le chloroplaste, ressemblant à des sacs aplatis

-thylakoïdes sont souvent empilés en grana
-rôle central chez la photosynthèse
-grana (singulier granum) entourés de liquide nommé stroma ; stroma contient les enzymes qui catalysent les réactions pour produire les glucides

Question 3

L’énergie lumineuse

Answer 3

lumière est absorbé sous la forme de photons ; photons portent une quantité spécifique d’énergie
photons avec ondes plus longues = portent moins d’énergie
photons avec ondes plus courtes = portent plus d’énergie

pigment = composé qui absorbe certaines longueurs d’onde de lumière visible

organismes photosynthétiques = possèdent des pigments variés

chlorophylle = pigment principal des plantes (couleur verte)

chloroplastes contient deux types ;
-chlorophylle a et chlorophylle b
-chlorophylle absorbe la lumière rouge et bleu, transmettant ensuite la lumière verte

bêta-carotène (caroténoïde) = pigment retrouvé chez plusieurs plantes
-absorbe la lumière rouge et bleu, transmettant ensuite la lumière jaune, orangée ou rouge (feuilles d’automne!)

Question 4

Les photosystèmes

Answer 4

photosystème : complexe protéique composé de grappes de pigments qui absorbent l’énergie lumineuse, inséré dans les membranes thylacoïdes

Question 5

réactions de phase lumineuse

Answer 5

Réactions dépendantes de la lumière utilisent des pigments photosynthétiques (photosystèmes) pour convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique

ces réactions se produisent dans les thylakoïdes dans le chloroplaste

Trois étapes :
1. excitation des photosystèmes par l’énergie lumineuse
2. production d’ATP via une chaîne de transport d’électrons
3. réduction du NADP+ et de la photolyse de l’eau

Question 6

Étape 1 : excitation des photosystèmes via énergie lumineuse

Answer 6

Les photosystèmes (groupes de pigments photosynthétiques - incluant chlorophylle) dans la membrane de la thylakoïde sont classés selon leurs longueurs d’onde d’absorption maximales

PS I = 700 nm
PS II = 680 nm

• Lorsqu’un photosystème absorbe l’énergie lumineuse, les électrons délocalisés dans les pigments deviennent énergisés ou “excités”
• Ces électrons excités sont transférés à des molécules porteuses à l’intérieur de la membrane de la thylakoïde

Question 7

Étape 2 : Production d’ATP via chaîne de transport d’électrons

Answer 7

Les électrons excités du photosystème II (P680) sont transférés vers une chaîne de transport d’électrons à l’intérieur de la membrane du thylakoïde

au fur et à mesure que les électrons traverse la chaîne, ils perdent l’énergie lorsque c’est utilisé pour transférer les ions H+ dans le thylakoïde

complexe b6-f = pompe de protons

accumulation de H+ dans le thylakoïde = gradient électrochimique

ions H+ retournent dans le stroma via l’enzyme ATP synthase (chimiosmose!)
ATP synthase utilise le passage des ions H+ pour catalyser la synthèse d’ATP (ADP + Pi)

processus = photophosphorylation ; lumière fourni la source d’énergie initiale pour production d’ATP

électrons nouvellement dé-excités du photosystème II sont absorbés par photosystème I

Question 8

Étape 3 : réduction du NADP+ et photolyse de l’eau

Answer 8

électrons excités du photosystème I peuvent être transférés à une molécule porteuse (appelé NADP réductase) et utilisés pour réduire NADP+ en NADPH, qui est nécessaire pour les réactions indépendantes de la lumière

électrons perdus du photosystème I sont remplacés par des électrons dé-excités du photosystème II

électrons perdus du photosystème II sont remplacés par des électrons libérés de l’eau par photolyse

l’eau est divisée par l’énergie lumineuse en ions H+ (utilisés lors de chimiosmose) et en oxygène (libéré comme sous-produit)