LA PHOTOSYNTHESE

Question 1

Qu’est-ce que la photosynthèse ?

Answer 1

C’est un processus physiologique au cours duquel le CO2 est réduit grâce à l’énergie solaire, transformée par les chlorophylles en énergie chimique, ce qui entraîne la libération d’O2 et la production de glucides.

Question 2

Quel est l’organite principal impliqué dans la photosynthèse ?

Answer 2

Le chloroplaste.

Question 3

Quelles sont les deux phases principales de la photosynthèse ?

Answer 3

La phase lumineuse (photochimique) et la phase sombre (cycle de Calvin / synthétique).

Question 4

Quels sont les pigments photosynthétiques présents chez les végétaux ?

Answer 4

Les chlorophylles, les caroténoïdes et les phycobilines.

Question 5

Quel est le rôle des stomates dans la photosynthèse ?

Answer 5

les régulent la capture du CO2 par la feuille, influençant ainsi l’intensité photosynthétique.

Question 6

Quels sont les principaux facteurs internes influençant la photosynthèse ?

Answer 6

L’état des feuilles, la teneur en chloroplastes et chlorophylles, le nombre de stomates et l’âge physiologique de la plante.

Question 7

Quelle est l’importance de la teneur en chloroplastes et en chlorophylles ?

Answer 7

Plus il y a de chloroplastes et de chlorophylles, meilleure est la capacité de la plante à capter l’énergie lumineuse, sauf en cas de carence extrême (plante étiolée ou albinos).

Question 8

Pourquoi l’âge physiologique de la plante affecte-t-il la photosynthèse ?

Answer 8

Les jeunes feuilles ont un faible rendement photosynthétique, qui augmente avec l’âge, atteint un maximum à maturité, puis diminue avec le vieillissement.

Question 9

Qu’est-ce qu’un facteur limitant dans la photosynthèse ?

Answer 9

C’est le facteur environnemental ayant la valeur minimale, limitant l’intensité du processus global. Selon la loi des facteurs limitants : « Lorsque plusieurs facteurs influencent un processus, son intensité est déterminée par celui qui présente la valeur la plus basse. »

Question 10

Quels sont les principaux facteurs externes influençant la photosynthèse ?

Answer 10

La lumière, la concentration de CO2, la température, la teneur en dioxygène et les minéraux.

Question 11

Comment l’intensité lumineuse affecte-t-elle la photosynthèse ?

Answer 11

Une lumière intense augmente la photosynthèse,( heliophiles ) mais des plantes d’ombre (sciaphiles) peuvent être endommagées par une lumière excessive.

Question 12

Quelle est l’influence de la qualité de la lumière (spectre d’action) ?

Answer 12

Les radiations rouges et bleues sont les plus efficaces pour la photosynthèse, tandis que les radiations vertes sont peu absorbées.

Question 13

Quel est le rôle de la concentration de CO2 dans la photosynthèse ?

Answer 13

Une concentration de CO2 idéale (0,1%) augmente le rendement, mais au-delà de cette limite, le CO2 devient toxique pour la plante.

Question 14

Comment la température influence-t-elle la photosynthèse ?

Answer 14

Chaque espèce a une température optimale (30°C pour les plantes tempérées, 40-50°C pour les tropicales). Une température trop élevée ou trop basse réduit la photosynthèse.

Question 15

Quel est l’effet de la teneur en dioxygène ( O2 ) sur la photosynthèse ?

Answer 15

Une teneur élevée en O2 favorise la photorespiration, ce qui réduit la photosynthèse nette.

Question 16

Pourquoi les minéraux sont-ils nécessaires à la photosynthèse ?

Answer 16

Les minéraux comme Mg, Fe, Mn, et Cu sont essentiels à la synthèse de la chlorophylle et aux réactions enzymatiques de la photosynthèse.

Question 17

Qu’est-ce que le bilan de la photosynthèse nette ?

Answer 17

Photosynthèse nette = (Photosynthèse brute + Carboxylations) - (Respiration + Photorespiration)
Photosynthèse brute : la réduction du CO2.
Carboxylations : Fixation non réductrice du CO2 par certains acides organiques.
Respiration : Dégradation de composés organiques pour libérer de l’énergie, produisant du CO2. ( respiration mitochondriale )
Photorespiration : Processus qui consomme de l’O2 et produit du CO2

Question 18

Qu’est-ce que la phase claire de la photosynthèse ?

Answer 18

Est la première étape où l’énergie lumineuse est captée par les pigments, excitant les électrons et produisant de l’ATP, du NADPH et de l’O2. Cette phase se déroule dans les thylakoïdes des chloroplastes.

Question 19

Quels sont les éléments impliqués dans les réactions claires de la photosynthèse ?

Answer 19

Les photosystèmes I et II, qui contiennent de la chlorophylle, captent la lumière et transmettent l’énergie pour exciter des électrons, qui sont ensuite transférés à un accepteur d’électrons.

Question 20

Quelles sont les différences entre la photophosphorylation acyclique et cyclique ?

Answer 20

Photophosphorylation acyclique : implique les photosystèmes I et II, produit de l’ATP, NADPH et O2 grâce à la photolyse de l’eau.
Photophosphorylation cyclique : implique seulement le photosystème I, produit de l’ATP mais pas de NADPH ni d’O2.

Question 21

Comment l’ATP est-il synthétisé lors de la phase lumineuse de la photosynthèse ?

Answer 21

L’ATP est synthétisé grâce à la force proton-motrice, qui crée un gradient de protons à travers la membrane des thylakoïdes. Les protons passent ensuite à travers l’ATP synthétase, ce qui permet la conversion de l’ADP et du (Pi) en ATP.

Question 22

Qu’est-ce que le cycle de Calvin et où se déroule-t-il ?

Answer 22

Le cycle de Calvin est la phase sombre de la photosynthèse où l’ATP et le NADPH sont utilisés pour fixer le CO2 dans des molécules organiques. Il se déroule dans le stroma des chloroplastes.

Question 23

Quelles sont les trois étapes essentielles du cycle de Calvin ?

Answer 23

1- L’incorporation du CO2 dans le RuBP
2- La réduction de l’APG en trioses phosphates
3- La régénération du RuBP

Question 24

Quel est le rôle de l’enzyme Rubisco dans le cycle de Calvin ?

Answer 24

La Rubisco permet la fixation du CO2 au RuBP dans le cycle de Calvin. Elle est une des protéines les plus importantes représentant jusqu’à 16 % des protéines totales du chloroplaste.

Question 25

Comment la Rubisco aide-t-elle à la fixation du CO2 chez les plantes C3 ?

Answer 25

La Rubisco permet la fixation du CO2 en l’associant avec le (RuBP), produisant deux molécules (APG) à trois carbones (C3). Ce processus consomme 3 ATP et 2 NADPH + H+ par molécule de CO2

Question 26

Que se passe-t-il après la formation des acides phosphoglycériques (APG) dans le cycle de Calvin ?

Answer 26

Les APG sont transformés en trioses phosphates (PGald) par ajout d’un groupement phosphate provenant d’ATP et réduction par NADPH + H+. Une partie des trioses est utilisée pour la formation de glucides, lipides et acides aminés, tandis que l’autre partie sert à régénérer le RuBP.

Question 27

Quelles sont les particularités anatomiques des plantes C4 ?

Answer 27

Les plantes C4 ont une structure en couronne dans leurs feuilles, avec des cellules spécialisées autour des vaisseaux conducteurs et des cellules du mésophylle.

Question 28

Comment le CO2 est-il fixé dans les plantes C4 ?

Answer 28

Dans les cellules du mésophylle, le CO2 se fixe au (PEP) grâce à l’enzyme PEPcarboxylase pour former l’oxaloacétate, une molécule en C4. Ce processus consomme de l’ATP et du NADPH+H+.

Question 29

Quel est le rôle du pyruvate dans les plantes C4 ?

Answer 29

Le pyruvate, formé dans la gaine périvasculaire, permet de régénérer le PEP dans les cellules du mésophylle en consommant une molécule d’ATP.

Question 30

Comment fonctionne la fixation du CO2 chez les plantes CAM ?

Answer 30

Les plantes CAM fixent le CO2 la nuit lorsque les stomates sont ouverts. Le CO2 est fixé par la PEP carboxylase pour former de l’acide malique, qui est stocké dans les vacuoles. Le jour, les stomates sont fermés pour éviter la perte d’eau, et l’acide malique est dégradé en pyruvate et CO2, utilisé par la Rubisco pour la photosynthèse.

Question 31

Quels sont les avantages du métabolisme CAM ?

Answer 31

Le principal avantage du métabolisme CAM est la conservation de l’eau. Les stomates restent fermés pendant la journée, limitant ainsi la transpiration, tout en permettant la fixation du CO2 la nuit. Cela permet aux plantes de survivre dans des environnements secs.

Question 32

Quelle est l’équation générale de la photosynthèse ?

Answer 32

6 CO₂ + 6 H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂