Module 14-Photosynthèse Flashcards
la structure d’un chloroplaste
membrane externe : perméable aux petites molé + ions
membrane interne : bcp plus étanche (imperméable) contient le stroma
Stroma : style de cytosol, phase aqueuse remplie d’une solution concentrée de biomolécules, site de rx de la phase obscure
membrane thylakoïde : vésicule repliée en forme de sacs empilés les uns sur les autres pour former un granum
Lamelles du stroma: région de la membrane thylakoïde qui relient les différents grana ensembles
Lumen : compartiment interne défini par les membranes thylakoïde
Ce qui distingue la phase lumineuse et la phase obscure de la photosynthèse.
lumineuse : utilise la lumière pour produire ATP et NADPH
obscure : utilise ATP et le NADPH de la phase lumineuse pour former des glucides à partir du CO2
Où s’effectuent les phases lumineuse et obscure
lumineuse : membrane thylakoïde contient des pigments et des complexes enzymatiques qui effectuent les rx de la phase lumineuse et la synthèse ATP
obscure : stroma renferme les enzymes de la phase obscure
Les mécanismes par lesquels une molécule photoexcitée peut revenir à son état fondamental dans la phase lumineuse (particulièrement les deux mécanismes rencontrés lors de la photosynthèse).
Molécule excitée = durée de vie ++ courte, doit se décharger de cette énergie et revenir à l’état fondamental
- Fluorescence : libération É sous forme de lumière
- Chaleur : dissipation É sous forme de chaleur
**3. Transfert d’exciton : É en excès peut être transférée sous forme d’exciton à une molécule voisine
**4. Transfert de l’électron excité sur une autre molécule (photooxydation)
** utilisés par la photosynthèse : É lumineuse est captée puis transportée d’une molécule à une autre par transfert d’exciton et convertie en É chimique par photooxydation
La fonction des pigments antennaires (antennes collectrices de lumière)
Canaliser l’énergie captée de la lumière vers le centre réactionnel (transfert par exciton)
Ne sont pas associés directement au centre réactionnel**
Ces pigments sont associés à des prot. spécifiques ce qui fixe la position des pigments les uns par rapport aux autres pour s’assurer un transfert rapide des exciton vers le centre réactionnel
La localisation des complexes et des réactions de la phase lumineuse
Membrane thylakoïde
parcours des électrons lors de la phase lumineuse
photophosphorylation non cyclique et cyclique (nom des donneurs d’électrons et receveur final)
- OEC
- P680 (PSII)
- PQB
- cyt B6f
- Plastocyanine
- P700 (PSI)
- Ferrodoxine
- NADP+ (non cyclique) ou cyt b6f (cyclique)
parcours des électrons lors de la phase lumineuse
photophosphorylation non cyclique (détaillées)
- photons absorbés par chlorophylle -> excite les électrons dans la chlorophylle surtout au PSII où le centre réactionnel est P680
- P680 a absorbé un proton ce qui élève un électron à un niveau d’énergie supérieur (bon donneur d’électrons)
- électron est transféré par une chaine de transport au PQB (plastoquinone) = perte progressive de l’énergie
4.photolyse de l’eau: pour compenser la perte d’un électron par P680 = oxydation eau
extraction des électrons de 2 molécules H20 = 4 électrons, 4 protons et 1 O2
** 4 photons requis pour briser liens molécule d’eau
P680 accepte 1 électron à la fois alors le complexe évolutif d’oxygène (OEC) permet de passer un électron à la fois au P680
4 protons = relâchés dans le lumen donc OEC participe au gradient de protons
- les électrons du PQB dont transféré au cyt b6f
- cyt b6f (similaire au complexe III) transfère les électrons à la plastocyanine (similaire au cyt c)
- électrons vont PSI. Excitation du P700 (absorption photon) va transféré un électron maintenant excité à la ferrédoxine qui réduit le NADP+ en NADPH
- Synthèse ATP par gradient de protons par ATP synthase
parcours des électrons lors de la phase lumineuse
photophosphorylation cyclique
Absorption photon excite P700 du PSI qui transfère l’électron excité à la ferrédoxine qui transfère électron au cyt b6f.
création d’un gradient de p+ et réduire plastocyanine qui est une source d’électron pour regénérer le P700
le gradient de p+ permet de créer ATP
La source des protons permettant la formation du gradient
Source des protons :
photolyse de l’eau catalysée par OEC libère des H+ dans le lumen
Réactions qui contribuent au gradient :
H+ pompés dans le lumen par cyt b6f lors du transfert des électrons
réduction du NADP+ en NADPH utilise des H+ du stroma
Les circonstances menant à la photophosphorylation cyclique
lorsque la cellule a besoin de plus ATP que de NADPH
rapport NADPH/NADP+ élevé
Les trois phases du cycle de Calvin (phase obscure) et leur localisation dans les chloroplastes.
Toutes lieu dans le stroma
- fixation du CO2 : la rubisco condense le CO2 avec le ribulose-1,5-biphosphate (RuBP) formant 2 molécule de 3-phosphoglycérate (3PG)
- réduction du 3PG: 2 molécules de 3PG sont transformées en 2 molécules de glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP)
- régénération du RuBP : 5/6 des molécules de GAP subissent une série de transformations afin de régénérer les molécules de RuBP pour la fixation continue du CO2
le reste des molécule de GAP produites quittent le cycle et son utilisées pour la biosynthèse de glucose et autres glucides (amidon ou surcrose)
Quels sont les produits des deux réactions catalysées par la rubisco?
carboxylation du Ru5P par la rubisco entraine formation 2 3-phosphoglycérate
oxydation du Ru5P par la rubisco forme une molécule de 3-phosphoglycérate et 1 molécule de 2-phosphoglycolate
La stœchiométrie particulière permettant la régénération des intermédiaires du cycle de Calvin.
5 trioses phosphates soient recyclés pour produire les 3 RuBP de départ
3 CO2 doivent être fixés pour produire 1 GAP
Bilan du cycle de Calvin
Fixation du CO2 : 3 ATP 2 NADPH REQUIERT
3 CO2 doivent être fixés pour produire un GAP:
9 ATP et 6 NADPH REQUIS
2 GAP doivent être produit pour 1 glucose:
18 ATP
12 NADPH
Le cycle de Calvin consomme donc 18 ATP et 12 NADPH pour créer 1 glucose
