Chapitre 12 Flashcards
Comment nomme-t-on organisme qui utilise des composés organiques comme
source de carbone et la lumière comme source d’énergie?
photohétérotrophe
Lorsqu’un photon est absorbé, un électron de la molécule absorbante (pigment) est
élevé à un niveau d’énergie plus haut. Nommez les 4 façons possibles pour cet
électron de retourner à son état initial. Lesquelles de ces façons sont utilisées lors de
la photosynthèse?
Le retour de l’électron sur l’orbitale de plus faible énergie libère un quantum d’énergie.
Cette énergie peut être libérée :
* Sous forme de lumière (fluorescence)
* Sous forme de chaleur
* En transférant l’électron excité sur une autre molécule (photooxydation).
* En transférant l’énergie sous forme d’exciton à une molécule voisine.
Le transfert d’exciton et la photooxydation sont utilisés lors de la photosynthèse.
Quel est le plus important photorécepteur chez les plantes?
la chlorophylle
Quels autres types de pigments sont présents dans la plupart des complexes
collecteurs de lumière des plantes?
Les caroténoïdes
Comment appelle-t-on les chlorophylles associées directement au centre
réactionnel d’un photosystème?
La paire spéciale.
Comment appelle-t-on les pigments qui ne sont pas associés directement au
centre réactionnel?
Les pigments antennaires (antennes collectrices de lumière).
Expliquez comment l’organisation des photosystèmes améliore l’efficacité de la
photosynthèse. Quel est l’avantage de l’organisation des pigments antennaires en
complexe?
Les photosystèmes contiennent un grand nombre de pigments antennaires qui absorbent
plus de lumière que ne pourrait le faire un centre réactionnel isolé. L’énergie de la
lumière absorbée par les pigments antennaires est ensuite canalisée vers les centres
réactionnels par transfert d’exciton.
L’organisation des pigments antennaires associés à des protéines spécifiques permet de
fixer la position des pigments les uns par rapport aux autres et par rapport à la membrane,
ce qui favorise le transfert efficace des excitons.
Dans le centre réactionnel, l’électron de la paire spéciale de chlorophylles est
transféré à un accepteur. Suite au départ de l’électron, la chlorophylle du RC se
retrouve avec un électron en moins et l’accepteur d’électron acquiert une charge
négative. Comment appelle-t-on ce phénomène? Qu’est-ce que cela entraîne?
Le phénomène décrit correspond à la séparation de charges par la lumière (aussi appelé
photooxydation). Cela initie une cascade d’oxydoréduction.
Chez les plantes vertes, quelle est l’équation globale des phénomènes
d’oxydoréduction au niveau des PSI et PSII?
2 H2O + 2 NADP+ + 8 photons → O2 + 2 NADPH + 2 H+
Quelles sont les trois principales réactions qui contribuent à la production d’un
gradient de protons dans les chloroplastes?
La photolyse de l’eau catalysée par l’OEC libère des H+ dans le lumen.
* Des H+
sont pompés dans le lumen par le cyt b6f lors du transfert des électrons.
* La réduction du NADP+
en NADPH utilise des H+ du stroma.
Certaines composantes de la photosynthèse ont des rôles et des fonctionnements
similaires à des molécules rencontrées lors de la phosphorylation oxydative. Pour
chacune des composantes de la photosynthèse présentées, nommez les composantes
de la phosphorylation oxydative ayant un rôle correspondant
Cytochrome b6f
Complexe III
b) Plastoquinone
Quinone
c) Plastocyanine
Cytochrome c
d) ATP synthase CF1-CF0
ATP synthase F1-F0
Comparez la photosynthèse oxygénique et la phosphorylation oxydative
Similarités :
* Les deux impliquent le transport d’électrons au travers d’une chaîne.
* Les deux génèrent un gradient de protons.
* Les deux utilisent des ATP synthases similaires pour convertir le gradient de protons
en ATP.
Différences :
* Chez les eucaryotes, les deux processus se produisent dans des compartiments
différents :
o Photosynthèse : chloroplaste.
o Phosphorylation oxydative : mitochondrie.
* L’origine des électrons de haute énergie (les donneurs d’électrons) :
o Photosynthèse : Les électrons proviennent de l’eau. Cette réaction libère de
l’oxygène.
o Phosphorylation oxydative : Les électrons proviennent principalement du
NADH obtenu suite à l’oxydation de composés organiques. Cette réaction
régénère le NAD+
.
* L’accepteur final des électrons :
o Photosynthèse : NADP+
(ce qui produit du NADPH)
o Phosphorylation oxydative : O2 (ce qui produit de l’H2O)
. Lors de la création du gradient de protons, de quel côté de la membrane thylakoïde
s’accumulent les H+? De quel côté de la membrane thylakoïde retrouve-t-on l’ATP
nouvellement synthétisé? De quel côté de la membrane thylakoïde le NADPH est-il
synthétisé? Quel est l’avantage pour la cellule de cette localisation des molécules
énergétiques?
Les protons s’accumulent dans le lumen lors de la formation du gradient de protons. Le
NADPH et l’ATP synthétisés au cours de la phase lumineuse se retrouvent dans le
stroma. Puisque la phase obscure qui utilise ces composés a lieu dans le stroma, il est
logique qu’elles soient libérées dans cette partie du chloroplaste.
Décrivez la photophosphorylation cyclique. Quelle est l’utilité d’un tel processus?
Lors de la photophosphorylation cyclique, l’absorption d’un photon permet l’excitation
du P700 du PSI qui transfère son électron excité à la ferrédoxine. Mais plutôt que de
transférer son électron au NADP+
, la ferrédoxine transfère son électron au cyt b6f. Cela
permet de créer un gradient de protons et de réduire la plastocyanine qui sert de source
d’électron pour la régénération du P700.
Lors de ce processus, le PSII n’est pas impliqué et aucun NADPH n’est produit.
Cependant, un gradient de protons servant à la synthèse d’ATP est généré. En régulant la
distribution des électrons entre le processus de réduction du NADP+
et la
photophosphorylation cyclique, les plantes ajustent le rapport ATP/NADPH produit par
les réactions de la phase lumineuse pour rencontrer les besoins en ATP et NADPH des
réactions de biosynthèse des glucides et d’autres processus biosynthétiques. La
phosphorylation cyclique a lieu lorsque le ratio NADPH/NADP+
est élevé
Pourquoi le cycle de Calvin est-il crucial pour le fonctionnement de toutes les formes
de vie sur Terre, même pour celles qui ne possèdent pas ce sentier?
Le cycle de Calvin est le moyen primordial de convertir le CO2 gazeux en biomolécules.
Dans les faits, chaque atome de carbone de votre corps a traversé le cycle de Calvin à un
moment donné dans le passé.
Quelles sont les trois phases du cycle de Calvin?
La fixation du CO2
* La réduction du 3-phosphoglycérate (3PG) en glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)
* La régénération du ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP)
. Quels sont les produits des deux réactions catalysées par la rubisco?
La rubisco possède une activité carboxylase et une activité oxydase.
* La carboxylation du Ru5P par la rubisco entraîne la formation de deux molécules de
3-phosphoglycérate.
* L’oxydation du Ru5P par la rubisco entraîne la formation d’une molécule de 3-
phosphoglycérate et d’une molécule de 2-phosphoglycolate.
Quelle proportion de triose (GAP) peut sortir du cycle de Calvin? Quels sont les
destins de ces molécules de GAP?
1 molécule de GAP sur 6 peut sortir du cycle de Calvin :
* Cette molécule peut demeurer dans le stroma et être convertie en glucose-6-
phosphate (par des isozymes chloroplastiques de la gluconéogenèse). Ce glucose-6-
phosphate permet la synthèse de l’amidon.
* Alternativement, la molécule de GAP peut être transformée en dihydroxyacetone
phosphate (DHAP) et transportée dans le cytosol. Le DHAP peut entrer dans la
glycolyse (pour produire de l’énergie) ou servir de précurseur pour la
gluconéogenèse. Le glucose formé sert de substrat pour la synthèse du sucrose.
Combien faut-il d’ATP et de NADPH pour fixer une molécule de CO2?
3 ATP et 2 NADPH
Combien faut-il fixer de molécules de CO2 pour produire une nouvelle molécule
de GAP?
3 molécules de CO2
