Chapitres 5 Flashcards
Quelle est la structure qui emmagasine les photons libérés par l’eau?
Le lumen ou espace intrathylakoïdale
Quelle est la force motrice nécessaire pour synthétiser de l’ATP par les pompes à protons? Qui donne cette force?
Les ATPases (ATP synthases) donnés par le lumen dans le chloroplaste
Comment s’appelle les structures empliés par disques serrés chez les plantes vasculaires?
Les grana (thylakoïdes granaires)
Quelle est l’utilité de la phase photochimique (phase claire)? Quels sont ses substrats et à qui servent-ils?
La phase claire permet de transformer l’énergie cinétique du soleil en énergie chimique par la libération d’O2 et de 3 ATP et de 2 NADPH (2 derniers riches en énergie potentielle) Ils servent à la phase thermochimique (sombre)
Quelle est l’utilité de la phase thermochimique de la photosynthèse?
Tributaire de l’énergie contenue dans l’ATP et le NADPH, elle dirige la fixation du CO2 atm et la biosynthèse des composés carbonés simples
Dans quel lieu se déroule la photosynthèse chez les plantes vasculaires?
Dans les chloroplastes en entièreté
Qui assurent la capture d’énergie solaire dans les chloroplastes?
Les chlorophylles a et b et les pigments accessoires de la famille des caroténéoïdes
Comment est formée la structure interne des chlorophylles?
Elles sont liées à des protéines membranaires intégrées aux thylakoïdes. Tétrapyrrole cyclique (soluble) muni d’un atome de Mg central et d’une longue chaîne carbonée (chaîne phytol)
Quel est l’utilité de la chaîne phytol de la chlorophylle et comment?
Permet l’orientation spatiale du pigment dans l’appareil photosynthétique par des interactions physicochimiques avec des régions hydrophobes de la prot porteuse
Dans quel organismes se retrouvent respectivement les chlorophylles a et b? En quelles proportions?
La chlorophylle a est prédominante dans le chloroplaste et est présente chez tous les autotrophes producteurs d’oxygène.
La chloro b est 3x moins abondante et présente dans les algues vertes et dans les feuilles de toutes les plantes vasculaires.
Qu’est-ce qui distingue les chlorophylles a et b dans leur structure chimique?
Le groupement méthyle (CH3) présent chez la chloro a et le groupement aldéhyde (CHO) chez la chloro b toutes 2 présents sur le pyrrole de tête de la chloro
Ou se situe le groupement Mg2+ dans la structure chimique de le chlorophylle? Quel est son rôle?
Le cation est situé au centre du tétrapyrrole
Rôle: Absorption de l’énergie cinétique des photons par la chloro
Quel est le concept de résonance inductive?
La transmission physique directe, aux pigments environnants, de l’énergie lumineuse absorbée par les caroténoïdes, non prise en charge par les chlorophylles
Quel est le phénomène de photooxydation des membranes cellulaires et des macromolécules?
La libération sous forme de chaleur des surplus d’énergie dans le tissu feuille en condition de stress (ex: forte luminosité)
Sur le plan fonctionnel, comment est déterminée l’absorption d’énergie cinétique par les pigments photosynthétiques?
Selon leur spctre d’absorption spécifique et la longueur d’onde des photons incidents
Quelle longueur d’onde porte une énergie maximale et quels paramètres la régit?
Une longueur d’onde rouge porte une énergie inférieure à celle bleu, verte ou violette.
Le quantum d’énergie est proportionnelle à sa fréquence et inversement à sa longueur d’onde
Quels types de ratons porte un quantum d’énergie supérieur? Rayons X, UV, Ondes infrarouges, ondes de chaleur ou le spectre visible?
Rayons X et UV sont très courts donc très énergétique que les infrarouges, ondes de chaleurs ou spectre visible
Quel est le spectre d’absorption des chlorophylles et du ß-carotène au max?
Chloro b : 460!! et 653!
Chloro a : 450!! et 675!
Carotène-ß: de 400-500 nm
Quelle est l’état fondamental d’un électron ?
Emplacement normal de l’électron sur un orbital du noyau
Comment se fait l’absorption d’un photon?
Par une source de lumière qui fournit de l’énergie à l’électron et induit le déplacement du proton vers un orbital supérieur
Quel est l’état excité d’un électron?
Lorsque l’électron est passé sur un orbital supérieur (plus loin du noyau) grâce à un photon capté. Il s’agit d’un état excité assez instable pour l’électron
Comment se produit la dissipation d’énergie? (2 façons)
1- Le retour à l’état fondamental de l’électron par son retour à l’orbital inférieur ce qui libère de la chaleur ou un photon de moindre énergie ou de la résonance (transmission de l’énergie en direction d’un pigment à proximité.
2- Par ionisation (chlorophylle a uniquement) qui donne son électron à un accepteur
Quel est le niveau d’excitation intermédiaire et supérieur?
Lorsque la chlorophylle absorbe un photon bleu elle devient très excité et très instable (supérieur) et libère très rapidement de la chaleur pour atteindre un état d’excitation moindre (intermédiaire), ce qui survient aussi lors de l’absorption d’un photon rouge
Quelles sont les 4 façons que la chlorophylle excitée (Chl*) revienne à son état fondamental?
1- Émission d’un photon de moindre énergie avec un processus de fluorescence (région rouge surtout)
2- Émission de chaleur sans émission de photon concomitante
3- Transfert d’une partie de l’énergie absorbée à un autre pigment (résonance inductive) soit chloro ou caroténoïde
4- Elle s’ionise ou s’oxyde pour transmettre l’électron à un accepteur (-> réaction photochimique)
Qu’est-ce qui permet à la chlorophylle a de recharger la chaîne d’électrons dans les thylakoïdes et comment?
La réaction photosynthétique par ionisation ou oxydation
Comment l’énergie est transmise vers le centre réactionnel (chlorophylle a)
Par transfert physique de l’énergie des photons incidents entre pigments accessoires de l’antenne collectrice jusqu’à ce qu’elle atteigne le centre réactionnel
Qu’est-ce qu’un photosystème?
Plus petit ensemble de pigments capable de réaliser l’acte photochimique. En d’autres mots: l’absorption et le transfert d’un quantum d’énergie de l’antenne collectrice de lumière vers le centre réactionnel
Que fait le centre réactionnel et comment est-il constitué?
Libération d’un électron par la molécule de chloro a et il est constitué d’un dimère de chloro a (pigment piège), d’un accepteur et d’un donneur d’électron primaire
De quoi est composé l’antenne collectrice?
Située au pourtour du photosystème, est constituée de chromoprotéines portant les pigments accessoire pour absorber les photons et le transfert vectoriel de l’énergie en direction du centre réactionnel. Elle compte env 100 chloro et 50 caroténoïdes
Comment est permis le transfert d’énergie par résonance au sein des thylakoïdes?
Par l’agencement serré et ordonné des complexes protéiques
Qu’est-ce que l’effet Emerson?
L’action de synergie des 2 photosystèmes qui ensemble produisent de l’énergie à partir des photons du soleil
Quels sont les 2 photosystèmes et à quel endroit travaille-t-il ensemble?
Photosystème I optimum de 700nm et photosystème II optimum de 680 nm
travaillent en synergie dans les thylakoïdes
Quelles sont les premières étapes de la phase photochimique?
L’absorption de lumière dans les antennes collectrices et l’ionisation des molécules de chloro a dans les centres réactionnels
Comment se comporte les électrons dans la chaîne de transport des électrons?
Le relargage d’électrons dans le chloroplaste par les chloro a est suivi de leur déplacement le long d’une chaîne de transporteurs membranaires dans les thylakoïdes. Le transport implique une chaîne de réactions d’oxydoréduction par perte d’énergie à chaque réaction
Comment se produit les réactions d’oxydoréduction?
Au départ, l’acte photochimique du centre réactionnel conduit à l’oxydation de la chloro a par libération d’un e-. L’e- libéré conduit entraîne la réduction d’un premier accepteur (transporteur 1) qui s’oxyde à son tour pour réduire un transporteur 2
Quel est l’accepteur final de la chaîne de transport d’électrons et comment est-il caractérisé?
L’accepteur final est le NADPH dans le stroma du chloroplaste est riche en «pouvoir réducteur»
Quel est le donneur d’électron primaire?
L’eau
Comment sont produits les électrons nécessaire à la réduction du pigment P680 du photosystème II?
Par oxydation (photolyse) de l’eau par le complexe de production d’oxygène (CPO) qui libère de l’O2 et des protons (H+)
Quelle constat général peut-on dire sur le CPO?
Il s’agit du seul système biochimique connu à catalyser la réaction de photolyse.
Ce processus photosynthétique est l’unique source d’oxygène libre dans l’atmosphère.
Quelle est la fonction des 4 complexes protéiques membranaires dans les thylakoïdes?
Agissent de concert pour la production de pouvoir réducteur (NADPH) et d’ATP
Quels sont les 4 complexes protéiques qui régissent les échanges d’électrons pendant la phase photochimique et la production d’ATP par la libération de proton?
Photosystème I et II
Le complexe cytochrome b/f
le complexe ATP synthase (ATPases)
Comment fonctionne le photosystème II pour le pouvoir réducteur?
Porte la chloro piège P680 et catalyse l’oxydation de l’eau en O2 dans le lumen en libérant des é- et H+
Comment le complexe cytochrome b/f fonctionne-t-il?
Accepte les électrons du photosystème II et les transfère au photosystème I et transporte de H+ dans le lumen à partir du stroma par oxydation de la plastoquinone (PQ)
Comment fonctionne le photosystème I?
Il réduit le NADP+ en NADPH dans le stroma par l’action de la ferrédoxine (Fd) et la FNR
Comment le complexe ATP synthase (ATPase) fonctionne-t-il?
Produit de l’ATP à partir d’ADP et de phosphore inorganique (Pi) par un pompage de proton H+ du lumen vers le stroma
Comment la force motrice qui supporte la synthèse d’ATP par le complexe ATPase est fournie dans le chloroplaste?
Par le gradient protonique (H+) entre le lumen des thylakoïdes et le stroma
Que génère, au bilan, l’accumulation de protons dans le lumen par le complexe CPO?
Un gradient protonique qui rend le stroma alcalin et le lumen acide
Un gradient de charges
Qu’est-ce que la photophosphorylation?
La force motrice générée dans les thylakoïdes par le gradient électrochimique est utilisé par le complexe ATPase pour produire de l’ATP
Quelles sont les conditions qui favorisent la synthèse d’ATP par les APTases?
Dans le chloroplaste, l’hydrolyse de l’eau dans le lumen des thylakoïdes jumelée au transport de protons par la plastoquinone
Qu’est-ce que la photophosphorylation cyclique?
Une partie des électrons atteingnant la Fd dans le photosystème I ne sont pas transférés au NADP+ mais retournés vers le complexe cytochrome b/f par un pompage supplémentaire de H+ dans le lumen par la PQ pour contribuer à l’accentuation du gradient électrochimique entre le lumen et le stroma pour l’activité des ATPases
Chez qui est observé le phénomène de photophosphorylation cylique?
Plante C4 (maïs canne à sucre)
Quel rôle joue les herbicides spécifiques dans la phase photochimique?
Interfèrent avec la photosynthèse en bloquant le flux d’électrons dans le photosystème II par exemple ou en venant nuire à l’intégrité des membranes des thylakoïdes.
D’autres dénaturent le complexe CPO et inhibe la photolyse de l’eau
Quels sont les rôles des herbicides non spécifiques
Altèrent la perméabilité des membranes cell
Inhibent la respiration cellulaire
Dénaturent les protéines ou compromettent la synthèse des métabolites importants pour la plante
