La photosynthèse est le processus qui convertit l’énergie solaire en énergie chimique. Directement ou indirectement, la photosynthèse nourrit presque les mondes vivants.
-Autotrophe : Se maintenir sans rien consommer qui soit issu d’autres organismes
-Autotrophes : Sont les producteurs de la biosphère, produisant des molécules organiques à partir de CO2 et d’autres molécules inorganiques.
-Près de toutes les plantes sont photo-autotrophes, en utilisant l’énergie de la lumière du soleil pour faire des molécules organiques à partir de H2O et CO2.
-Heterotrophes : Obtenir de la matière organique provenant d’autres organismes.
-Heterotrophes : Sont les consommateurs de la biosphère. -Près de tous les hétérotrophes, y compris les humains, dépendent des photo-autotrophes pour l’alimentation et O2
La photosynthèse
-La photosynthèse : Convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique des aliments.
-Chloroplastes : Sont structurellement similaires et ont probablement évolué à partir de bactéries photosynthétiques.
-L’organisation structurale de ces cellules permet aux réactions chimiques de la photosynthèse.
-Les Chloroplastes ont leur propre ADN et leurs propres ribosomes.
Les chloroplastes: le site de la photosynthèse des plantes
-Les feuilles : Sont les principaux lieux de la photosynthèse
-leur Couleur verte est due à la chlorophylle, le pigment vert présent dans les chloroplastes
-La lumière : Énergie absorbée par la chlorophylle qui entraîne la synthèse de molécules organiques dans le chloroplaste
-CO2 : Entre et sort de la feuille à travers les pores microscopiques appelés stomates
-Chloroplastes : Se trouvent principalement dans les cellules du mésophile, le tissu interne de la feuille
-La cellule de mésophylle typique possède 30 à 40 chloroplastes.
-La Chlorophylle se trouve dans les membranes thylacoïdes (sacs dans le chloroplaste reliées), les thylakoïdes peuvent être empilés en colonnes appelées Grana.
– Les chloroplastes contiennent également un stroma qui est un fluide dense
Suivi des atomes au cours de la photosynthèse
– La photosynthèse peut être résumée comme l’équation suivante:
6CO2 + 12H2O énergie + light + 6O2 → C6H12O6 + 6H2O
– Les chloroplastes, H2O décomposée en hydrogène et de l’oxygène, incorporant les électrons de l’hydrogène dans les molécules de sucre
La photosynthèse est un processus d’oxydo-réduction dans laquelle on oxyde l’H2O et réduit le CO2 .
CO2 + H2O + O2 → ⌊ch2o⌋ ou CO2 + H2S + 2S → ⌊CH2O⌋
Les deux stades de la photosynthèse La photosynthèse se compose des réactions légères (la partie de la photo) et cycle de Calvin (la partie de synthèse). Les réactions à la lumière (dans les thylakoïdes)
• de fission de l’H2O
• sortie de l’O2
• Réduire NADP + en NADPH
• Générer ATP à partir d’ADP par phosphorylation
Le cycle de Calvin (dans le stroma) forme du sucre à partir de CO2 en utilisant l’ATP et NADPH.
• Le cycle de Calvin commence par la fixation du carbone, intégrant CO2 en molécules organiques.
• Les chloroplastes sont des usines chimiques solaires.
• Leurs thylakoïdes transforment l’énergie lumineuse en énergie chimique de l’ATP et le NADPH
La nature de la lumière du soleil
– La lumière est une forme d’énergie électromagnétique, également appelée rayonnement électromagnétique
– Comme les autres énergies électromagnétiques, la lumière progresse par ondes rythmiques
– La longueur d’onde est la distance entre les crêtes d’ondes
– La longueur d’onde détermine le type d’énergie électromagnétique
– Spectre électromagnétique est l’ensemble de la gamme d’énergie électromagnétique ou un rayonnement.
– La lumière visible est constituée de longueurs d’onde (y compris ceux qui conduisent la photosynthèse) qui produisent des couleurs que nous pouvons voir.
– La lumière se comporte aussi comme si elle était constituée de petites particules appelées photons.
Les pigments photosynthétiques
Les pigments sont des substances qui absorbent la lumière visible. Différents pigments absorbent des longueurs d’onde différentes Longueurs d’onde qui ne sont pas absorbés sont réfléchies ou transmises Les feuilles sont vertes parce que la chlorophylle reflète et transmet la lumière verte. Un spectrophotomètre mesure la capacité d’un pigment à absorber différentes longueurs d’onde. Cette machine envoie la lumière à travers des pigments et mesure la fraction de lumière transmise à chaque longueur d’onde.
spectrophotomètre
Un spectre d’absorption est un graphique représentant une lumière de longueur d’onde par rapport à un pigment absorption. Le spectre d’absorption de la chlorophylle suggère que, la lumière bleu-violet et rouge, fonctionnent le mieux, pour la photosynthèse. Un spectre d’action, les profils de l’efficacité relative des différentes longueurs d’onde de rayonnement dans la conduite d’un processus. Le spectre d’action de la photosynthèse a été démontrée en 1883 par Theodor W.Engelmann. Dans son expérience il a exposé les différents segments d’algues filamenteuses à différentes longueurs d’onde. Les champs favorables à la photosynthèse produisent de l’O2 en excès. Il a utilisé la longueur d’onde de bactéries aérobies groupés le long des algues en tant que mesure de la production en O2.
La chlorophylle est un des principaux pigments de photosynthèse. Les pigments accessoires tels que la chlorophylle b permettent d’élargir le spectre utilisé pour la photosynthèse. Les pigments accessoires appelés caroténoïdes absorbent la lumière excessive qui nuirait à la chlorophylle b.
Structure de pigments chlorophylle a et b
Excitation de la chlorophylle par la lumière
Excitation de la chlorophylle. Lorsque qu’un pigment absorbe la lumière, il passe d’un état fondamental à un état excité, qui est instable. Lorsque les électrons excités retombent à l’état du sol, les photons sont libérés, une rémanence appelé fluorescence. Si illuminée une solution isolée de chlorophylle sera fluorescente, donnant de la lumière et de la chaleur.
