Module 12 Flashcards
Quel est le site de synthèse chez les plantes et les algues?
Le chloroplaste
Qu’est ce que le chloroplaste?
Un organite présent dans le cytoplasme des cellules eucrayotes photosynthétique
D’ou proviennent les chloroplastes?
d’un événement d’endosymbiose, qui s’est produit il y a environ 1,5
milliard d’années entre une cyanobactérie et une cellule eucaryote primitive
D’ou proviennent les mitochondrie?
s proviennent de l’endosymbiose d’une alphaprotéobactérie
par une cellule primitive il y a environ deux milliards d’années.
De quoi est constitué le chloroplaste?
’une membrane externe, qui est perméable aux petites
molécules et aux ions, et d’une membrane interne beaucoup plus étanche.
Qu’est ce que le stroma?
Compartmient formé par la membrane interne contenant une phase aqueuse rempli d’une solution concentrée de biomolécules
Qu’est ce que la membrane thylakoïde?
Vésicule repliée en forme de sacs empilés pour former un granum
Comment sont appelées les régions de la membrane thylakoïde responsable de connecté les grana?
Lamelles de stroma
Vrai ou faux
Explique
Le lumen est le compartiement responsable de compacter les granum
Faux, Lumen = compartiment interne défini par les membranes thylakoïdes
Combien de membranes et d’espaces séparés contiennent les chloroplastes?
3
Quelles sont les deux phases de la photosynthèse?
lumineuse et obscure
Comment cette division peut être utile pour les chercheurs?
Pour distinguer les réactions qui requierts de la lumière
Vrai ou faux
La phase lumineuse est immédiatement suivie par la phse obscure
Faux, simultanément
Quel est le mécanisme de la phase lumineuse?
lumière est captée et utilisée pour arracher deux électrons à
une molécule d’H2O. Ces électrons sont ensuite acheminés au travers d’une série de
transporteurs, entraînant la formation d’un gradient de protons. Ce gradient de protons
fournit de l’énergie pour synthétiser de l’ATP (photophosphorylation). À la fin de leur
parcours, les électrons réduisent du NADP+ en NADPH
Quel autre nom porte la phase obscure?
Cycle de kalvin
Qu’arrive-t-il pendant la phase obscure?
utilisent l’ATP et le NADPH produits
durant la phase lumineuse pour former des glucides à partir du CO2
Quelle membrane est responsable de la phase lumineuse?
Que contient-elle?
Membrane thylakoïde
Les pigments et les complexes enzymatiques nécessaires
Ou se produit les réactions de la phase obscure?
Dans le stroma
Pourquoi les organismes photosynthétiques utilisent-ils égalementles sentiers de la glycolyse, le cycle de krebs, la phosphorylation oxydative et la voie des pentoses phosphates?
Pour former l’ATP et le NADH dont ils ont besoin pendant la nuit (absence de lumière)
Ou sont situés les enzymes de la glycolyse, de la voie des pentoses phosphates dans les cellules photosynthétiques?
Quel problème cet emplacement peut-il causé?
Stroma
Le cycle de calvin pourrait consommer en pure perte l’ATP produit par les voies cataboliques
Quel type de mécanisme est utiliser pour évité le gaspillage d’énergie?
mécanisme de contrôle photosensible
l’activité catalytique des __ enzymes du/de la _____ varie avec l’intensité de la lumière
4 cycle de kalvin
Quelles sont les enzymes du cycle de kalvin?
la ribulose bisphosphate
carboxylase/oxygénase (rubisco), la phosphoribulokinase, la fructose-1,6-bisphosphatase,
et la sédoheptulose-1,7-bisphosphatase
Vrai ou faux
Toutes les réactions du cycle de kalvin sont proche de l’équilibre
Faux
Autre que la lumière, par quoi est affectée la photosynthèse?
La teneur en CO2 et la température
Comment la teneur en CO2 affecte les plantes?
La croissance des plantes est limitée par la teneur en CO2 de l’atmosphère (0,034 %
v/v). La concentration optimale en CO2 est trois fois plus élevée, soit environ 0,1 %,
et ce n’est qu’au-delà de 2 % que le CO2 devient toxique pour les plantes. C’est
pourquoi il est avantageux d’augmenter la teneur en CO2 dans les serres
Comment la température affecte les plantes?
La température est un autre facteur limitant pour la photosynthèse. La température
accroît l’activité photosynthétique jusqu’à 28-30°C. Au-delà, il y a réduction rapide
de l’activité photosynthétique et inhibition complète à partir de 45°C
À partir de quelle température il y a inhibition complète de la photosynthèse?
45°C
Par quel enzyme la conversion du CO2 dans une forme biologiquement utilisable est catalysée?
Quelle(s) activité(s) possède cet enzyme?
Rubisco
Carboxylase et oxydase
Vrai ou faux
l’activité carboxylase et oxydase de la rubisco sont en compétition
Vrai
Que catalyse l’activité carboxylase de la rubisco?
l’attachement du CO2 au ribulose-1,5-biphosphate et le clivage de l’intermédiaire à 6 atomes de carbones en deux molécules de 3GP
Vrai ou faux
Les deux molécules de 3GP portent un CO2
faux, seulement 1
Quel produit est formé si la rubisco utilise l’O2 comme substrat au lieu du CO2?
2GP
Vrai ou faux
Le 2GP est un métabolite utile pour les plantes
Faux
Qu’arrive-t-il au 2GP après sa formation?
Une partie de son squelette carbonés est recyclée via un processus appelé photorespiration
Quel composé est libérer suite à la photorespiration?
CO2
Quels compartiments cellulaires sont utilisé lors de la photorespiration?
Le chloroplaste, le peroxysome et la mitochondrie
Quel est le cout de la photorespiration?
1 ATP
Vrai ou faux
Dans des conditions standards l’activité oxydase est 4 fois plus élevée que l’activité carboxylase
Faux, contraire
Vrai ou faux
l’activité carboxylase augmente plus rapidement que l’activité oxydase quand la température augmente
Faux, contraire
Quel mécanisme les plantes tropicales ont-elles développées pour réduire la photorespiration?
Voie en C4
Quel type de mécanisme ont les plantes vivant dans des régions tempérées?
C3
Quelle est la différence de la voie en C4?
le CO2 est fixé par la rubisco dans les chloroplastes de cellules
spécifiques, les cellules de la gaine (bundle sheath cells). Ces cellules sont
protégées de l’air et entourées d’une couche spécifique de cellules du mésophylle, qui
utilisent de l’énergie pour pomper le CO2 vers les cellules de la gaine.
une molécule de CO2 est condensée avec une molécule à 3 carbones pour produire une molécule à 4 carbones
Dans quelles cellules cette réaction se passe-t-elle?
Quelles sont les molécules à 3 et 4 carbones?
Cellules du mésophylle
PEP
oxaloacétate
Comment se nomme les canaux reliant les cellules du mésophylle et les cellules de la gaine?
Plasmodesmata
Vrai ou faux
l’oxaloacétate passe des cellules mésophylles aux cellule de la gaine via les plasmodestmata
Faux, malate
Quelle étape est requise pour faire passer l’oxaloacétate dans les plasmodesmata?
Transformation en malate
Qu’arrive-t-il au malate quand il arrive dans les cellules de la gaine?
décarboxylé en pyruvate dans les cellules de
la gaine, apportant à la rubisco une forte concentration en CO2 et réduisant ainsi fortement
la photorespiration
Qu’arrive-t-il lorsque le CO2 est fixer en 3GP dans la voie C4?
les autres réactions du cycle de
Calvin ont lieu comme nous l’avons déjà décrit. Le pyruvate retourne aux cellules du
mésophylle où il est phosphorylé pour régénérer le PEP, qui entre alors dans un autre cycle
de carboxylation.
Quel est le cout énergétique supplémentaire de la voie C4?
2 liens riche en énergie
Pourquoi peut-ils être plus efficace de faire pousser des plante utilisant la voie C4 lorsqu’il fait chaud?
Quand la température augmente un point est atteint où le gain en efficacité, procuré par l’élimination de la
photorespiration, est plus grand que son coût énergétique
Quelle stratégie utilisent les plantes vivant ou la température est très chaude et l’air très sec?
Durant le jour, elles ferment
leurs stomates (pores), par lesquels le CO2 et l’O2 entrent dans les feuilles, afin d’éviter
l’évaporation de l’eau. Par conséquent, le CO2 ne peut être absorbé le jour
Qu’est ce que le mécanisme CAM?
- Il y a d’abord carboxylation du
PEP, suivie de la réduction de l’oxaloacétate en malate. Le malate est ensuite décarboxylé en
CO2 et en pyruvate, mais chez ces plantes, ces deux étapes ont lieu à des moments différents
de la journée (plutôt que dans des cellules différentes).
Quelle est la différence entre la voie C4 et le mécanisme CAM?
Le mécanisme CAM sépare l’accumulation de CO2 de son utilisation de façon temporelle et non pas spatiale
Décrire les réaction pendant la nuit et le jour des plantes CAM
La nuit, quand l’air est plus frais et humide, les stomates s’ouvrent pour laisser entrer le
CO2. Le CO2 est d’abord fixé sous la forme d’oxaloacétate, puis réduit en malate et stocké
dans des vacuoles.
Le jour, le malate entreposé est décarboxylé afin de rendre disponible le CO2 nécessaire au
cycle de Calvin.
Vrai ou faux
Le cout énergétique pour la fixation du CO2 est moindre chez les plantes CAM
Faux, supérieur
Pourquoi les planes CAM survivent même si leur mécanisme est plus couteux?
Lumière abondante
Comment est appelée l’énergie portée par un photon?
Quantum
Comment l’énergie de la lumière est transférée à l’organisme?
la lumière est d’abord absorbé par un pigment puis son énergie est transférée à un électron de la molécule de pigment
Comment se nomme le transfert d’énergie d’une molécule excité à une molécule voisine?
transfert d’exciton
Autre mot pour transfert de charge?
photooxydation
Comment fonctionne la photosynthèse?
e. L’énergie
lumineuse est captée, puis transportée d’une molécule à une autre par transfert d’exciton,
pour finalement être convertie en énergie chimique par photooxydation
Que possède les molécules de chlorophylle?
t un anneau tétrapyrrole avec un ion magnésium (Mg2+
) coordonné
aux quatre atomes d’azote au centre du cycle. Toutes les chlorophylles ont un
groupement phytol relié par un lien ester
Quel est le rôle du groupement phytol?
aide à ancrer les chlorophylles dans les membranes thylakoïdes
Que permettent les nombreuses doubles liaisons conjuguées caractérisant l’anneau tétrapyrrole?
Permet au chlorophylle d’absorber la lumière
Quels sont les chlorophylles majeure chez les plantes?
Chez les bactéries photosynthétiques?
Chlorophylles a et b
bactériochlorophylle
Par quoi se distinguent les différentes familles de chlorophylles?
Par leur spectre d’absorbtion de la lumière
Dans quoi sont contenus les pigments accessoires?
Les membranes thylakoïdes
Donne deux exemple de pigments accessoires
B-carotène (rouge-orange)et lutéine (jaune)
À quoi servent les pigments accessoires?
Absorbent la lumière à des longueurs d’onde qui ne sont pas absorbées par les chlorophylles
Vrai ou faux
Les algues et les cyanibactéries sont responsables de près du tier de la photosynthèse sur la Terre
Faux, moitié
Pourquoi les algues et cyanobactéries contiennent d’autres types de pigments accessoires?
à des profondeurs supérieures à 10 mètres, la lumière de longueurs d’onde
comprises entre 450 et 550 nm est presque complètement absorbée
Par quoi est remplacée la chlorophylle a chez les algues et les cyanobactérie?
Pourquoi?
t remplacée par une
série de pigments antennaires, appelés phycobilines (en particulier la phycoérythrobiline
et phycocyanobiline). Ces pigments permettent aux organismes qui les contiennent
d’occuper des niches particulières
Comment sont organisés les pigments contenus dans les membranes thylakoïdes et bactériennes?
en unités fonctionnelles appelées photosystèmes.
Vrai ou faux
Expliquer
Tous les pigments dans un photosystème peuvent absorber des photons, mais seulement quelques molécules de chlorophylle sont capable de transformer la lumière en énergie
Vrai, Chlorophylles associées aux centres photosynthétiques
Les autres pigments, soit la majorité, ne participent pas aux réactions
photochimiques qui ont lieu dans les RC, mais agissent comme des antennes
collectrices de lumière (pigments antennaires)
À quoi sont associés les pigments antennaires dans les photosystèmes?
Pourquoi?
Protéines spécifiques
permet de fixer leur position par rapport à celles des
autres pigments antennaires et par rapport à la membrane
Qu’assure la disposition des pigments associés dans les photosystèmes?
un transfert efficace et ultra rapide des excitons vers le RC
Comment les pigments antennaires transfert-ils leur énergie?
L’énergie absorbée est transferée par transfert d’exciton jusqu,à ce que l’énergie atteigne une paire spéciale de chlorophylle dans le RC
Qu’est ce qui permet aux réactions photochimique d’avoir lieu dans les paires spéciales?
énergies d’état excité légèrement inférieures en raison de leur environnement différent.
Vrai ou faux
Chez les plantes vertes, la photosynthèse dépend de l’interaction entre deux photosystèmes
Vrai
Quel RC est contenu dans le photosystème I et II?
II = P680 I = P700
Comment les deux photosystèmes des plantes vertes transfèrent-ils les électrons?
en utilisant des chaînes de transport d’électrons
Vrai ou faux
Le PSII répond au longueur d’onde plus courte que 680 alors que le PSI répond au longueur d’onde plus grande que 700
Faux, plus courtes pour les deux
Dans la plupart des circonstances, le
flux d’électrons progresse du ___ au ___
Dans la plupart des circonstances, le
flux d’électrons progresse du PSII au PSI
De quelle molécule proviennent les deux électrons nécessaires à la génération de NADPH?
Quel photosystème soutire les électrons?
2 molécules d’eau
PSII
Quel molécule est généré comme produit secondaire par le PSII?
O2
Comment les électrons sont amener dans la chaine de transport avec PSII?
Lorsque P680 capte un photon, un électron est propulsé à un haut niveau, permettant
ainsi une séparation de charge. P680* (P680 excité) est un excellent donneur
d’électron. L’électron de haute énergie chemine à travers la chaîne de transporteurs du
PSII, ce qui l’amène au transporteur membranaire QB
(aussi appelé PQB
). QB
est une
plastoquinone, une molécule hydrophobe similaire à l’ubiquinone de la chaîne de
transport d’électrons de la mitochondrie
Quelle étape est nécessaire pour que P680 retourne à son état initial après avoir donné son électron?
il doit en récupérer un autre pour retourner à
son état initial et être de nouveau prêt à capter un photon
Vrai ou faux
l’électron nécessaire pour que P680 retourne à son état initial doit être d’origine organique
Faux
Quel molécule donne son électron à P680 chez les algues et les plantes?
L’eau
Combien de photons sont requis pour effectuer la photolyse de l’eau?
4
Décrire le processus ou l’eau est donneur d’électrons
deux molécules d’eau sont scindées pour générer quatre électrons,
quatre protons et une molécule d’O2
. Un seul photon de lumière visible ne contient pas
assez d’énergie pour briser les liens dans une molécule d’eau; quatre photons sont requis
pour effectuer la photolyse de l’eau
Vrai ou faux
le P680+ ne peut accepter qu’un électron à la fois
Vrai
Comment les 4 électrons arrachées à l’eau sont transférés au P680?
à l’aide du complexe OEC (oxygen evolving complex)
Ce complexe passe les quatre électrons, un à la fois, au P680+
. Puisque les quatre
protons produits au cours de la réaction sont relâchés dans le lumen, l’OEC participe à la
création d’un gradient de protons.
Qu’arrive-t-il u Qb réduit?
Il se dissocie du PSII et est libéré dans la membrane. Ses électrons sont relayés au cytochrome b6f (homologue au complexe 3 des mitochondrie) qui les transfert à son tour à la plastocyanine
À quoi est homologue le cytochrome b6f dans les mitochondrie?
La plastocyanine?
Complexe III
Similaire au cytochrome c
Après sont transfert à la PC l’électron n’a plus assez d’énergie pour réduire le NADP+. Comment le NADP+ est réduit?
Un électron est alors propulsé à un niveau d’énergie sans précédent lorsque le centre
photochimique PSI capte un photon. L’électron passe alors dans la chaîne de transport du PSI.
À la fin du parcours, l’électron réduit du NADP+
.
Par quoi est récupéré l’électron perdu par le P700*
ferrédoxine
Que fait la ferrédoxine avec l’électron aquis?
Elle le transfert à une réductase pour produire le NADPH
Comment les P700+ retrouve un électron?
acquièrent rapidement un électron d’une
plastocyanine.
Donner l’équation de la somme des réactions qui ont lieu au PSI
4 plastocyanines + 4 photons + 2 NADP+ + 2 H+ →
4 plastocyanines+1 + 2 NADPH
Vrai ou faux
Comme lors de la phosphorylation oxydative, les électrons passent de façon séquentielle d’un
complexe ayant un faible potentiel réducteur vers un complexe ayant un potentiel réducteur plus
grand.
vrai
Donner l’équation résumé des phénomène de redox qui ont lieu au niveau des PSI et PSII
2 H2O + 2 NADP+ + 8 photons → O2 + 2 NADPH + 2 H+
Vrai ou faux
Il y a également création d’un gradient de proton dans la voie de la photosynthèse
Vrai
Quelles étapes aident à former un gradient de protons?
l’oxydation de l’eau par le complexe OEC libère des protons dans le lumen
Le cytochrome b6f pompe des protons du stroma dans le lumen
La réduction du NADP+ en NADPH retire des protons du stroma
En quoi est convertie la force protomotrice?
En ATP par l’ATP synthase des chloroplaste
Vrai ou faux
L’ATP synthase des chloroplaste ressemble beaucoup à l’ATP synthase des mitochondrie
Vrai
Dans quel compartiment est relachée l’ATP former à l’aide de l’ATP synthase?
Dans le stroma
Quelles sont les similarités entre la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation?
- Les deux processus impliquent le transport d’électrons au travers d’une chaîne de
transporteurs membranaires. - L’énergie rendue disponible par le flot des électrons est couplée au transport de protons.
Ce processus permet ainsi de conserver l’énergie des réactions d’oxydation sous la
forme d’un gradient électrochimique. - Le retour des protons au travers de la membrane par l’intermédiaire de protéines
spécifiques fournit l’énergie pour la synthèse d’ATP, catalysée par un complexe
protéique membranaire (ATP synthase) qui couple le flot de protons à la
phosphorylation de l’ADP.
Quelles sont les principales différences entre les donneur d’électrons dans la phosphorylation oxydative et la photophosphorylation?
Contrairement au NADH (qui est le donneur principal d’électrons dans la phosphorylation
oxydative), l’H2O est un faible donneur d’électrons. La photophosphorylation diffère
également de la phosphorylation oxydative en ce qu’elle nécessite un apport d’énergie
(lumière) pour créer un bon donneur d’électrons.
Qu’est ce que la photophosphorylation cyclique?
Quand la cellule a besoin d’une plus grande quantité d’ATP que de NADPH elle peut découplé la synthèse de ces 2 composés
Ou ont lieu les réactions de la phase obscure?
Dans le stroma des chloroplastes
Quelles sont les trois phasees du cycle de Calvin?
- Tout d’abord, il y a condensation du CO2
avec un sucre à 5 carbones, le ribulose1,5-bisphosphate, pour former deux molécules de 3-phosphoglycérate. - Les deux molécules de 3-phosphoglycérate sont phosphorylées pour former deux
molécules de 1,3-bisphosphoglycérate, qui seront ensuite réduites pour former deux
molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP). - Une petite fraction du GAP (1 molécule sur 6) sera utilisée pour la biosynthèse de
glucose, d’acides aminés et d’autres molécules. Le reste du GAP demeure dans le
cycle et subit une série de transformations (réactions d’isomérisation et de transfert
de groupement) afin de régénérer le ribulose-1,5-bisphosphate.
Qu’arrive-t-il au 3PG lors de la phase 2?
Quel composé est nécessaire?
Phosphorylé pour formé le 1,3BPG
ATP
Réduit pour former du GAP et du Pi avec le pouvoir réducteur du NADPH
Les enzymes de la phase 2 sont des isozymes présents dans quelles voies?
glycolyse et gluconéogénèse
Combien de tours du cycle de Calvin sont nécessaires pour une fixation continue du CO2?
3
Des 6 molécules de GAP créer pour un tour, combien servent à regénérer les 3 RuBP de départ?
5
Quel est le but de la phase 3?
Régénérer les molécules de RuBP
Vrai ou faux
la phase 3 est presque entièrement constituée de réactions similaires à certaines réactions de la
glycolyse, de la gluconéogenèse et de la phase non oxydative de la voie des pentoses
phosphate.
Vrai
En quoi est changée la molécule de GAP avant d’être envoyée ver le cytosol?
Pourquoi est-elle envoyée vers le cytosol?
En DHAP par la triose phosphate isomérase
Parce que la plupart des glucides sont synthétisés dans le cytosol
Comment est transporté le DHAP?
via un transporteur antiport Pi-triose phosphate
Vrai ou faux
Le DHAP est transporté dans le cytosol
Faux, une partie
Vrai ou faux le Pi du DHAP est transpoté dans le stroma
Vrai
Quel est le destin des molécules de DHAP dans le cytosol?
une petite fraction des molécules de DHAP peut être utilisée
immédiatement comme source d’énergie via la glycolyse. Les molécules de DHAP peuvent
également entrer dans la gluconéogenèse afin de produire du glucose. Le glucose sert ensuite
de briques élémentaires pour la construction de sucrose, un disaccharide de réserve important
facilement transportable et mobilisable.
Dans quel compartiment est synthétisé l’amidon?
Le stroma
Comment est synthétisé l’amidon?
Quel molécule compose ce polysaccharide?
. Afin de générer les briques
élémentaires sous forme de glucose-6-phosphate, la biosynthèse de ce polysaccharide fait
appel à des réactions en tout point similaires à la gluconéogenèse, mais utilisant des isozymes
chloroplastiques.
Quels processus quoivent être coordonées dans l’utilisation et la production de trioses?
l’incorporation du CO2 et la biosynthèse de nouveaux composés
Combien d’ATP et de NADPH sont requis pour la fixation d’une molécule de CO2?
3 ATP et 2 NADPH
Quel est le cout de la synthèse d’une molécule de GAP à partir de CO2?
9 ATP et ? NADPH
Quel est le cout de la production d’une molécule de glucose?
18 ATP et 12 NADPH
Quels autres types de pigments sont présents dans la plupart des complexes
collecteurs de lumière des plantes?
Les caroténoïdes
Quel est le plus important photorécepteur chez les plantes?
chlorophylle
Comment appelle-t-on les chlorophylles associées directement au centre
réactionnel d’un photosystème?
La paire spéciale
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
