photosynthèse Flashcards
photosynthèse
transformation du carbone minéral en carbone organique
réaction de photosynthèse et respiration
C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O
-respiration: de gauche à droite
-photosynthèse: de droite à gauche
métabolisme
-somme des réactions biochimiques à l’intérieur d’une cellule ou d’un organisme
-somme des voies cataboliques et anaboliques
voie anabolique
voie du métabolisme qui synthétise des molécules complexes et requiert normalement de l’énergie
-photosynthèse
voie catabolique
voie du métabolisme qui relargue l’énergie contenue dans les molécules en les brisant
-respiration
anatomie fonctionnelle du site ou se fait la photosynthèse
-stroma= cytoplasme du chloroplaste
-thylakoïde= système vasculaire du chloroplaste
RUBISCO
-enzyme qui assure la fixation du carbone chez la majorité des espèces
-protéine la plus abondante sur terre
réaction lumineuse
-l’énergie lumineuse absorbé par chlorophylle a dans la membrane du thylakoïde est utilisé pour la synthèse de l’ATP
-à l’intérieur du thylakoïde, l’eau est séparé en O2 et H
-les électrons sont accepté par NADP+ et H+
étape de la photosynthèse
-réactions photochimiques (lumineuse), dans le thylakoïde
-réactions biochimiques (sombres), dans le stroma
étape des réactions photochimiques
- capture de l’énergie lumineuse
- fission de l’eau
- transport des électrons et accumulation des protons
- synthèse de NADPH et d’ATP
chlorophylle a
-pigment principal
-le plus abondant
-que dans le thylakoide
chlorophylle b
-pigment accessoire
-dans le thylakoïde seulement
caroténoïdes
-carotène et xantophylles
-pigments accessoires
-dans le thylakoïde et l’enveloppe du chloroplaste
-antioxydant
capture de l’énergie lumineuse
-quand un photon est absorbé par un pigment, l’énergie est transmise à une autre molécule, l’énergie est libéré sous forme de chaleur et.ou fluorescence
-dans le cas de la chlorophylle: absorbe des photons bleus et rouges, la molécule de chlorophylle passe à un état excité, l’énergie peut alors être transmise à une autre molécule de chlorophylle dans le voisinage. La deuxième molécule devient excitée et la première retourne à son état de base
Antenne de la capture de l’énergie lumineuse
-composé de nombreux pigments localisés dans une matrice de protéines
centre réactionnel de la capture de l’énergie lumineuse
-constitué de 2 Chlorophylle + protéines associés participant directement à la photosynthèse
photosystème 2
-antenne= 125 chl-a, 125 chl-b, grand nombre de caroténoides
-centre réactionnel absorbe à 680 nm
photosystème 1
-antenne: 80 chl-a, 20 chl-b
-centre réactionnel absorbe à 700 nm
réactions d’oxydoréduction
-passage d’électron d’un réactif à un autre
-donneur d’électron= agent réducteur
-receveur d’électrons= agent oxydant
fission de l’eau
réaction de hill: H2O+A( accepteur d’électrons)= 0.5 O2 + H2A
-a lieu dans le lumen
-produit des électrons, des protons et de l’oxygène
-seulement pour photosystème 2
transport des électrons et accumulation des protons
-chaque photosystème est associé à des transporteurs d’électrons
-la plupart des transporteurs sont des protéines enchassé dans la membrane du thylakoïde de façon aléatoire
les transporteur d’électrons sont différents pour les deux photosystèmes
transporteurs d’électrons pour le photosystème 2
-phéophytine
-platoquinone: transporte 2 électrons de PS2 à PS1
transporteurs d’électrons pour le photosystème 1
-plasocyanine
-ferrodoxine
synthèse de NADPH
-NADP+ est l’accepteur final de la chaîne de transporteurs d’électrons
-transport d’électrons aboutit à la synthèse de NADPH dans le stroma, ce pouvoir réducteur sera utilisé par les réactions biochimiques
synthèse d’ATP
-dans le chloroplaste
-mécanisme chimiosmotique sous contrôle d’une force protomotrice
phosphorylation (schéma en Z)
-ATP synthase du thylakoïde utilise le gradient de protons établi lors du transport des électrons pour synthétiser de l’ATP
-synthèse d’ATP dissipe le gradient de protons
-4 H+ circulent pour 1 ATP synthétisé
-synthèse d’ATP dans le stroma uniquement, mais peut en sortir en échange d’un ATP
transport cyclique des électrons
-au lieu de donner ses électrons à la ferrodoxine NAP+ réductase, la ferrodoxine peut les retourner dans la chaine de transporteurs via ferrodoxine plastoquinone oxydoréductase
-contribue à la synthèse d’ATP
-diminue la synthèse de NADPH
sulfite réductase
assimilation du soufre minéral
nitrite réductase
assimilation de l’azote minéral
férrédoxine-thiorédoxine réductase
régulation rédox des protéines
dommages lié au pouvoir réducteur
-la ferredoxine donne des électrons pour des réactions servant à l’assimilation de nutriments
-par l’intermédiaire de la FTR et des thiorédoxines, il y a possibilité de réguler certaines enzymes
-la photoréduction de l’O2 par le PS1 entraine la formation de radical superoxide
Assemblage de la rubisco
-contrôlé par la lumière
-8 grandes sous-unités codées dans le chloroplaste
-8 petite sous-unités codées dans le noyau
régulation de la rubisco
-inactive à l’obscurité
-ribulose bisphosphate occupe le site active, rubisco= non-carbamylée
-rubisco activase devient active quand réduite par thiorédoxine
-rubisco activase enlève ribulose bisphosphate en consommant de l’ATP
-rubisco devient carbamylée en présence de CO2 et Mg
produit pour 6 C fixé dans le cycle de calvin
-6 CO2
-18 ATP
-12 NADPH + H
-2 PGAL (C6H12O6)
biosynthèse de l’amidon à partir des trioses phosphates
-à lieu dans les plastes
-trioses phosphates sont condensés et servent à former des hexoses phosphates
-l’aldose condense DHAP et 3-phosphoglycéroaldéhyde en fructose 1,6-bisphosphate
-le glucose 1-phosphate sert à former de l’ADP-glucose (consomme de l’ATP)
-ADP-glucose sert former l’amylose
biosynthèse de saccharoses à partir de triose phosphate
-dans le cytosol
-transformation des trioses phosphates en hexoses phosphates
-glucose 1-phosphate forme l’UDP-glucose (consomme de l’ATP)
-UDP-glucose et fructose 6-phosphate forme saccharose 6-phosphate
-saccharose 6-P est déphosphorylé pour générer le saccharose
-saccharose exporté vers le phloème puis stocké dans la vacuole lorsque le phloème est à capacité
qu’est-ce qui favorise la photorespiration?
-haute température
-concentration d’O2
-baisse concentration en CO2
qu’est-ce que la photorespiration
-fixation d’O2 par la rubisco
-entraine perte d’acide phosphoglycolique pour le cycle de Calvin et donc baisse de son rendement
phosphoénol pyruvate carboxylase
-présente dans toutes les cellules végétales vivantes
-ne travail qu’avec le CO2
plantes C4
-dans les régions tropicales
-gaines privasculaires contient beaucoup de chrorophylle et est riche en rubisco
cellule de mésophylle des plantes C4
-pas de rubsico car la grosse sous-unité n’est pas synthétisé dans ces cellules.
photosynthèse C4
-utilise l’acide malique
1. fixation de carbone se par la PEPC
2. ce carbon est acheminé sous la forme d’une acide C4 dans la gaine périvasculaire
3. ceci augmente la concentration locale en CO2 dans les cellules
4. la RUBISCO fixe le carbone une deuxième fois
différence en photosynthèse C3 et C4
-C4 utilise 2 ATP aditionnel par C fixé
-C4 plus efficace dans les conditions de forte luminosité et température élevée
