Photosynthèse Flashcards
Pourquoi les êtres vivants doivent se nourrir?
Afin de renouveler leur potentiel énergétique et les matériaux de construction nécessaires au maintien de l’organisme
Quelles sont les deux catégories de substances nutritives?
Molécules inorganiques, Molécules organiques
Autotrophes photosynthétiques
Dépendent de substances simples
(composés organiques; eau, gaz carbonique et sels minéraux) et d’énergie solaire afin de produire des composés organiques
Pourquoi est-ce que les animaux ne peuvent pas synthétiser de molécules organiques à partir de molécules organiques?
Car chez les autotrophes, la photosynthèse se fait dans le chloroplaste et les animaux ne le possède pas
Ou se produit la respiration cellulaire?
Dans la mitochondrie
Les animaux font-ils de la respiration cellulaire? Pourquoi?
Oui, car ils possèdent aussi une mitochondrie
Quel est le rôle du chloroplaste?
Organite cellulaire responsable de la transformation de l’énergie solaire en énergie chimique
Ou retrouve-t-on les chloroplastes?
Principalement dans le parenchyme chlorophyllien mais aussi dans toutes les parties vertes d’une plante
Mésophylle
Milieu de la feuille
Ou se produit l’entrée et la sortie des gaz?
Stomates: Entrée de CO2 ; Sortie de O2
À quoi sert la cuticule cireuse?
Imperméabilise la feuille
Quel est l’organisation du parenchyme palissadique?
Les cellules sont droites, comme une palissade
Quelle est l’organisation du parenchyme lacuneux?
Les cellules sont désorganisées et forment des lacunes entre elles
À quoi servent les lacunes dans le parenchyme lacuneux?
Les espaces permettent au gaz de bien circuler dans la feuille, surtout dans le mésophylle
Pourquoi y a-t-il une organisation différente dans les parenchymes palissadiques et lacuneux?
Afin de favoriser l’absorbtion du CO2. Si le gaz entre par les stomates, il peut passer grâce aux lacunes du parenchyme, mais grâce au parenchyme palissadique il ne sort pas trop vite de la cellule, ce qui lui permet d’être transformé et pas directement éjecté de la molécule.
Granum
Empilement de thylkoide
Oxydoréduction
Réactions chimiques dans lesquelles il y a transfert d’un ou de plusieurs électrons d’un réactif à un autre
Oxydation
Perd un électron, charge positive: Na–>Na+
Réduction
Gagne un électron, charge négative: Cl–>Cl-
Transfert partiel
Modifie le degré de partage d’un électron mis en commun lors d’une liaison covalent, Oxydoréduction n’est pas toujours complète
La perte d’énergie lors d’une oxydoréduction est-elle bénéfique pour la plante?
Oui, car c’est justement cette énergie qui sera utilisé lors des procédés chimiques utiles à la plantes
Quels sont le deux phases de la photosynthèse?
- Réaction photochimique (ou phase lumineuse)
2. Cycle de Calvin (ou phase obscure/phase de fixation du carbone)
Quel est le but des réactions photochimiques?
Conversion de l’énergie lumineuse (photons) en énergie chimique utilisable par les végétaux. Cette énergie sera utilisé durant le cycle de Calvin pour permettre la synthèse des molécules organiques.
Quel est l’énergie utilisable par les végétaux?
ATP et NADPH+ +H+
Ou se produisent les réactions photochimiques?
Dans la membrane des thylakoides
Que se passe-t-il lorsque la lumière est absorbée par les pigments photosynthétiques?
Cela déclenche un transfert d’électrons et de protons de l’eau vers un accepteur, soit le NADP+
Quelle est la fonction du NADP+?
Cette molécule a pour fonction d’entreposer les électrons riches en énergie potentielle.
Qu’est ce que la lumière?
C’est un rayonnement électromagnétique qui se propage en ondes rythmiques dans l’espace
Qu’est-ce que la longueur d’onde?
La distance séparant deux crêtes successives, chaque onde est caractérisée par sa longueur d’onde
Lumière visible
L’atmosphère filtre plusieurs des différentes longueurs d’onde sauf une fraction qui est la lumière visible.
Que se passe-t-il lorsque la lumière entre en contact avec la matière?
Elle peut être diffusée et/ou absorbée par les pigments
Pigment
Une substance qui absorbe une gamme précise de longueurs d’onde qu’il fait alors disparaitre. Celles qui ne sont pas absorbés sont diffusées et forment la couleur de ce que nous observons.
Quels sont les trois type de pigments qui sont impliqués dans les réactions photochimiques?
Chlorophylle a, chlorophylle b, caroténoides (B-carotène, xanthophylle).
Pourquoi est-ce que plusieurs pigments font la photosynthèse?
Vu que chacun des pigments possède un spectre d’absorption qui lui est propre, les maximas d’absorption n’impliquent pas les mêmes valeurs de longueurs d’onde ce qui diversifie les longueurs d’onde pouvant alimenter la photosynthèse
Spectre d’action
Rendement photosynthétiques en fonction en fonction des différentes longueurs d’onde de la lumière visible.
Quels sont les comportements de la lumière?
Ondulatoire et corposculaire
Photons
Paquets d’énergie qui compose la lumière
Que se passe-t-il lorsqu’un photon frappe une molécule de pigment?
Il lui fournit l’énergie nécessaire pour faire passer un de ses électrons à un niveau énergétique supérieur.
État excité d’un électron
État instable en raison de l’énergie potentielle emmagasinée par l’électron lors de l’absorption des photons
Comportement de l’électron après avoir absorbé le photon
Ne peut pas rester à l’état excité, il se comporte de 2 facons: 1. Revenir à son état fondamental 2. Est attrapé par une molécule voisine- accepteur primaire d’électrons
Retour à l’état fondamental
L’énergie potentielle emmagasinée est libérée sous forme de chaleur et fluorescence (réémission de photon). L’énergie libérée est moindre que celle absorbé en raison de la chaleur perdue.
Ou retrouve t on le retour à l’état fondamental?
Pigments accessoires du complexe accepteur de lumière
Capture par accepteur primaire d’électrons
Électron se retrouve sur une autre molécule, oxydoréduction. Chlorophylle perd son électron, accepteur primaire le gagne
Ou se produit la capture?
Dans la paire de la chlorophylle a particulière
Quels sont les deux arrangements nécessaires à la bonne réalisation des réactions photochimiques?
- Photosystèmes (2 types)
- Chaîne de transport des électrons
Complexe collecteur de lumière
Regroupement de 3 types de pigments accessoires (chloro a, b, caroténoides), même pour PS1 et PS2
Quel est le rôle du complexe collecteur de lumière?
Forme une antenne qui absorbe les photons et transmet l’énergie acquise de pigments en pigments, jusqu’au centre réactionnel
Centre réactionnel
- Paire de chlorophylles a particulière capable de céder deux électrons excités à l’accepteur primaire d’électrons
- Accepteur primaire d’électron: Molécule qui capte deux électrons excités provenant de la paire de chlorophylles a particulières
Différence entre PS1 et PS2
PS1: Paire de chlorophylle a absorbe la lumière à une longueur d’onde de 700 nm. Centre réactionnel appelé P700
PS2: Paire de chlorophylle a absorbe la lumière à une longueur d’onde de 680 nm. Centre réactionnel appelé P680.
Pourquoi dit-on “particulières” pour la paire de chlorophylle-a?
au lieu d’absorber les longueur d’ondes de 430 et 660 nm elle absorbe celles de 700 (PS1) et 680 (PS2)
Comment fonctionne un photosystème?
- Photon frappe molécule de pigment accessoire de l’antenne (chloro a, b ou caroténoide), électron de se pigment passe à l’état excité, riche en énergie potentielle
- Aucune molécule proche pour le capter, retourne à son état fondamental. Énergie capté initialement est réémise sous forme de photons
- Photons réémis sont captés par molécule de pigment accessoire voisine ou SES électrons vont aussi être excités mais retourne à son état fondamental. Ca se répète jusqu’à ce que les photons réémis soit enfin captés par la paire de molécules de chlorophylles a particulière du centre réactionnel le P700ou P680
- Les deux é excités du centre réactio ne retourne pas à l’état fondamental et sont captés par l’accepteur primaire d’électron= oxydoréduction
Transport non cyclique
Parcours qu’entreprennent les deux électrons captés par l’accepteur primaire d’électrons.
À quoi sert le transport non cyclique?
Production d’ATP par photophosphorylation non-cyclique
Production de NADPH+ H+
Production d’O2 par photolyse de l’H2O
À quoi sert le NADP+?
Stock temporairement les électrons riches en énergie potentielle provenant de la dissociation de la molécule d’eau
Comment sont produit l’ATP et le NADPH?
- Accepteur primaire d’électrons du P700 cède les deux électrons à la Fd, elle est + électronégative que lui.
é- passent de Fd—>NAPD+
Forme le NADP+H+ à l’aide de enzyme NADP+ réductase
Électrons riche en énergie potentielle vont dans NADP+H+, énergie pour cycle de Calvin - 2 électrons du PS2 680 viennent réduire la p.c.a.p du P700 qui pourra devenir réexcitable
- Même principe que le PS1 avec le PS2 mais longueur d’onde différente
-pour passer de P680 a P700: e- trajet non cyclique, dévalent une chaine de transport des é-
Pourquoi les électrons doivent être remplacés au niveau des chlorophylles a particulières oxydées?
Afin qu’elle puissent être à nouveau excitées par les protons
Comment fonctionne la chaîne de transport?
Elle comporte une série de molécules qui crée un gradient électronégatif ce qui permet aux deux électrons excités de se rendre jusqu’au c.a.p p700 oxydées. Il est possible grace à des réactions d’oxydoréduction entre les différentes molécules de la chaîne
Réactions d’oxydoréduction de la chaîne de transport
- Accepteur primaire d’é se trouve proche de Pq qui est + électronégatif et lui arrache les deux é- excités
- Pq est proche de Cyt, il capte les deux électrons
- Pc est proche de Cyt, il capte les é-
- Paire de chlorophylles-a particulières P700 est + électronégatif à cause de son oxydation, vole les é-
Activation de l’ATP synthase
Quand ils ont dévalés la chaîne, ils permettent le pompage de protons H+ du stroma vers l’Espace intrathylakoidien par couplage énergétique
H+ veulent sortir, sortent par force protonmotrice vers le stroma
Cette diffusion permet d’activer ATP synthase
Pourquoi est-ce que les H+ veulent sortir de l’espace intrathylakoidien?
Ils sont très concentrés labas, mais la loi de la diffusion dis qu’un soluté se déplace de la solution ou il est le plus concentré vers celle ou il l’est le moins.
Force protonmotrice
Force de propulsion par laquelle les H+ sortent de l’espace intrathylakoidien vers l’ATP synthase (canal) vers le stroma
Que fait l’ATP synthase lorsqu’elle est activée?
Catalyse la réaction anabolique de photophosphorylisation non-cylique
ADP + Pi –> ATP
D’ou provient l’énergie nécessaire pour alimenter la réaction endergonique?
Force protonmotrice
Chimiosmose
Processus au cours duquel l’énergie emmagasiné sous forme de gradient électrochimique de part et d’autre d’une membrane est utilisé pour effectuer un travail cellulaire
Photolyse de l’H2O
Vu que le p.c.a.p 680 est oxydée elle a besoin de deux électrons. L’enzyme déshydrogénase scinde une molécule de H2O pour former deux protons, deux électrons et de l’oxygène:
H2O —> 2H+ + 1/2 O2 + 2é-
Que se passe t il a l’oxygène issu de la photolyse?
Il se combine avec un autre atome d’oxygène pour former l’O2 qui diffusera entre les lacunes du parenchyme lacuneux et quitte la feuille par les stomates
Ou se déroule la photolyse de l’eau? Pourquoi est-ce bénéfique pour la molécule?
Du côté intrathylakoidien. Les protons formés contribueront à accroître la concentration élevée de protons dans le thylakoide, ce qui alimente la synthèse d’ATP par la génération d’une force proton motrice
Quel est le but du cycle de Calvin?
Production de glucides complexes à partir de CO2
Ou se déroule le cycle de Calvin?
Dans le stroma
