Photosynthèse et translocation (GE4) Flashcards
Comment sont adaptées les feuilles pour la photosynthèse?
- Chevauchement des feuilles (plantes contiguës ou même plante): utilisation plus efficace de l’énergie lumineuse, diminution des pertes d’eau et augmente l’absorption du CO2
- Augmentation surface foliaire par rapport au volume
- Angle d’insertion de la feuille par rapport à la tige
- Feuilles minces = transmission des ondes lumineuses à travers le mésophylle
- Côté lumière: épiderme translucide, cuticule épaisse et peu/pas de stomates
- Côté ombré: - principal contact avec le CO2, mince cuticule et nombreuses stomates
- Présence de parenchyme palissadique (longues cellules en plusieurs couches pour capter la lumière) et de parenchyme lacuneux (grandes cellules ± irrégulières avec beaucoup d’espace pour capter le CO2)
Comparez la photosynthèse et la respiration.
Respiration (glycolyse, cycle de Krebs,…) :
- Besoin d’O2 et de composés organiques
- Produit du CO2, H2O et de l’énergie (ATP, chaleur)
- Dans le cytoplasme et mitochondries
Photosynthèse:
- Besoin en CO2 et en lumière
- Produit O2 et des composés organiques
- Dans les chloroplastes
Qu’est-ce qu’est le point de compensation?
Quantité de lumière permettant d’avoir autant de CO2 fixé (photosynthèse) que de CO2 produit (respiration)
Importance de la durée de luminosité pour la photosynthèse
Minimum trophique à atteindre (quantité minimale de lumière pour ne pas puiser les réserves). Inclut le photopériodisme quotidien (jour-nuit) et saisonnier qui jouent des rôles importants chez la plante (floraison, dormance…)
Importance de la durée de luminosité pour la photosynthèse
Minimum trophique à atteindre (quantité minimale de lumière pour ne pas puiser les réserves). Inclut le photopériodisme quotidien (jour-nuit) et saisonnier qui jouent des rôles importants chez la plante (floraison, dormance…)
Quelles sont les 2 lois qui régulent comment se fait l’absorption de l’énergie lumineuse?
Loi de Grotthuss-Draper : Seule l’énergie lumineuse absorbée (pigment) peut participer à une réaction photochimique.
Loi Stark-Einstein (équivalence photochimique) : Sauf exception, le nombre de photons absorbés est égal au nombre de molécules accédant à un état excité.
Quels sont les modes de dissipation de l’énergie lumineuse? (4)
Chaleur
Lumière (par fluorescence et phosphorescence)
Résonance inductive (transfert de l’énergie à un pigment adjacent)
Réactions photochimiques (photo-oxydation - impliqué dans la photosynthèse)
Quels sont les différents pigments photorécepteurs? (2)
Chlorophylle (a, b, c, d)
Caroténoïdes (carotènes, xanthophylles)
Qu’est-ce qui différencie le spectre d’absorption du spectre d’action?
Peuvent s’apparenter, mais le spectre d’action peut inclure plusieurs pigments pour un processus, mais le spectre d’absorption est celui d’un seul pigment
Qu’est-ce qu’un spectre d’action?
Efficacité du processus physiologique en fonction de la longueur d’onde
Qu’est-ce qu’un spectre d’action?
Efficacité du processus physiologique en fonction de la longueur d’onde
Nommer les 2 natures de la lumière au niveau physique
Onde et particule
Quel est le nom complet de la RUBISCO?
Ribulose-1,5-biphosphate carboxylase oxygénase
Comparer le point de compensation chez les plantes C3 et C4.
Beaucoup plus faible chez les C4 que les C3
Comment l’énergie transférée du photon modifie l’électron qui l’absorbe?
L’électron excité change d’état d’excitation (modification du spin)
Passe de l’état stable à un état singulet (même spin, mais plus d’énergie et très instable) à un état triplet (métastable, changement du spin)
Peut libérer de l’énergie en retournant à l’état stable
Qu’est-ce qui permet la réaction photochimique?
L’électron cédé va être cédé à un accepteur (photo-oxydation) s’il est à l’état triplet
Qu’est-ce qu’est la phase photochimique de la photosynthèse?
Transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique par transfert d’électrons
Permet aussi de produire de l’ATP
Où a lieu la phase photochimique de la photosynthèse?
Dans les thylakoïdes des chloroplastes
Quels complexes sont impliqués dans la capture de l’énergie lumineuse?
PSII et PSI (centres réactifs)
Quels sont les complexes impliqués dans la chaîne de transfert d’électrons?
PSII, complexe cytochrome B6F et PSI
Quels sont les transporteurs mobiles? (3)
- Plastoquinone (PQ) : Dans le cycle Q : transfert des e- entre PSII et complexe cyt b6f
- Plastocyanine (PC) : Transfert des électrons entre complexe cyt b6f et PSI
- Ferrédoxine (Fd) : Protéine Fer-Soufre. Transfert des e- du PSI vers cyt b6f (photophosphorylation cyclique)
Qu’est-ce qu’est la phase thermochimique?
Phase où le carbone inorganique est modifié en carbone organique (triose) servant à la synthèse de molécules organiques comme les glucides
Où a lieu la phase thermochimique?
Dans le stroma
Quelles sont les 3 étapes de la phase thermochimique de la photosynthèse?
- Carboxylation
- Réduction du 3-PGA
- Régénération du RuBP (accepteur du
CO2)
Combien de molécules de CO2 sont nécessaires pour former une molécule d’hexose par photosynthèse?
6 CO2
Combien de molécules de CO2 sont nécessaires pour former une molécule de saccharose par photosynthèse?
12 CO2
Combien d’énergie (ATP et NADPH) est requise pour former une molécule d’hexose?
18 ATP
12 NADPH
Qu’est-ce qu’est la photorespiration?
CO2 produit lors de la phase lumineuse de la photosynthèse (en plus de la respiration mitochondriale) qui provoque une perte de carbone sous forme CO2 à cause de la fonction oxygénase de la RUBISCO
Où a lieu la photorespiration?
Uniquement dans les cellules chlorophylliennes
Quel est l’impact de la photorespiration?
Perte de carbone sous la forme CO2
À cause de quoi est-ce que la photorespiration a-t-elle lieu?
À cause de la fonction oxygénase de la rubisco qui oxyde des produits de la photosynthèse par le cycle du glycolate
Qu’est-ce qui se retrouve dans l’antenne photosynthétique?
Des pigments qui servent à capter les électrons chez les PSII et PSI
À quoi sert l’antenne photosynthétique?
Guide l’énergie d’excitation par résonance inductive jusqu’au centre réactif où se retrouvent 2 chlorophylles a + protéines
Différencier fluorescence et phosphorescence
Fluorescence: sous forme de photon; cesse rapidement après l’excitation
Phosphorescence: sous forme de photon; persiste un temps considérable après l’arrêt de l’excitation
Quelles sont les structures impliquées dans la translocation?
Cellules compagnes et tube criblé
Où est retrouvé la chlorophylle a?
Centre réactif des photosystèmes
Vrai ou faux : les chlorophylles c et d sont retrouvées dans toutes les plantes
Faux : que chez les algues
Qu’est-ce qui est produit lors de la phase photochimique?
O2
ATP
NADPH
Électrons excités (mais recyclés dans de nouvelles molécules)
Plastohydroquinone (rapidement oxydée et redevenue quinone)
Comment est produit l’oxygène dans la phase photochimique de la photosynthèse?
2 électrons arrachés sur 2 molécules d’eau (avec 4 photons) grâce au système de dégagement de l’oxygène qui va former de l’O2.
Quelle est la réaction représentée par le système de dégagement de l’oxygène sur 2 molécules d’eau?
2 H20 = 4 H+ + 4 électrons + 1O2
À quel moment a lieu la photorespiration? (5)
- Le jour, quand la lumière est intense et dans les minutes qui suivent l’extinction de la lumière
- Longueur d’onde 590-700 nm
- Concentration d’O2 > 2%
- Si la concentration en gaz carbonique est de 0,03% à 1%
- À haute température
Quel est l’effet de la quantité de lumière sur la photosynthèse?
Plus il y a de lumière, plus il y a de photons qui exciteront des électrons, donc plus la photosynthèse sera intense
Quelles cellules sont impliquées dans la phase thermochimique pour les plantes C3, C4 et CAM?
Plantes C3 : Cellules du mésophylle
Plantes C4 : Cellules du mésophylle et de la gaine périvasculaire
Plantes CAM : Cellules du mésophylle
Dans quel type de plantes (C3, C4 ou CAM) la phase thermochimique de la photosynthèse se fait dans 2 cellules différentes?
C4
Quel est le site de fixation du CO2 atmosphérique chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 : Cellules du mésophylle des chloroplastes
C4 : cellules du mésophylle vers le cytosol
CAM : cellules du mésophylle vers le cytosol
Quelle est l’enzyme fixant le CO2 atmosphérique chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 : rubisco
C4 et CAM : PEPcase
Quel est le nom complet de l’enzyme PEPcase?
Phosphoénolpyruvate carboxylase
Est-ce qu’il y a de la photorespiration chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 : Oui
C4 et CAM : peu ou pas
Quelle est l’énergie requise pour faire la phase thermochimique chez les plantes C3 et C4?
C3 : 3 ATP + 2 NADPH
C4 : 5 ATP + 2 NADPH
La phase thermochimique se passe-t-elle la nuit ou le jour chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 et C4 : jour
CAM : nuit pour la première étape, reste le jour
Quel est le premier produit stable issu de la phase thermochimique chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 : Phosphoglycérate
C4 et CAM : Oxaloacétate
Y a-t-il régénération de l’accepteur chez les plantes C3, C4 et CAM?
C3 et C4 : Oui
CAM : Non, retrouvé dans les réserves d’amidon
Qu’est-ce qu’est la translocation des photosynthétats?
Transport sur une longue distance des substances organiques produites au cours de la photosynthèse via la phloème
Vrai ou faux : la translocation des photosynthétats se fait uniquement par le phloème?
Faux : aussi par le xylème au printemps