Le chaînon manquant Nous avons vu toutes les étapes entre la digestion de lamidon et le mouvement musculaire, mais doù vient lamidon?

Le chaînon manquant

Nous avons vu toutes les étapes entre la digestion de l’amidon et

le mouvement musculaire,

mais d’où vient l’amidon?

La pêche aux photons

Photosynthèse et adaptations au manque de lumière

Chapitre 10 et anecdotes

Plan du cours

• Structure des feuilles et des chloroplastes• Manque de lumière: adaptations

morphologiques• Pigments photosynthétiques• Manque de lumière: adaptation

physiologiques• La photosynthèse en 7 étapes

• Les réactions photochimiques• La fixation du CO2

• Adaptations au manque d’eau

Collège Lionel-Groulx 3


Structure de la feuille

Cuticule

Super cuticule: feuille de lotus


Cliquez sur l’image pour voir le vidéo

http://www.youtube.com/watch?v=Me-h1LA9pm0&feature=related

http://www.lotus-effekt.de/en/funktion/fluessig_clip2.php


Adaptations au manque de lumière

• Forêt tropicale humide = très dense

• Peu de lumière se rend au sol

• Les petites plantes doivent s’adapter…

Gigantisme foliaire

• Augmente la photosynthèse• Nombre de photons

captés • Maximise les

échanges gazeux• Par contre, les

pertes en eau sont importantes



Gouttières

• Humidité = développement d’algues et/ou moisissures

• Couverture d’algues = compétition pour la lumière

• Les gouttières assurent que l’eau ne s’accumulera pas sur la feuille

• Super cuticule du lotus = même rôle




La chlorophylle

• Anneau porphyrique + Mg (absorbe lumière).

• Queue hydrophobe (dans la membrane)

• Deux sortes: a (a) et b (ß)

Complexe multiprotéique

Queue hydrophobe

Anneau porphyrique


Spectre d’absorption

• Le soleil émet une grande gamme de longueurs d’onde.

• L’atmosphère laisse passer la lumière visible (380 nm - 720 nm).

• Les végétaux utilisent surtout le bleu et le rouge… et diffusent le vert.

C’est pourquoi ils sont verts !

Les photosystèmes

• Photosystème = groupement de chlorophylle

• Chlorophylles antennes + 1 centre réactionnel

• Les centres réactionnels perdent leurs électrons



Adaptations des pigments

• Augmentation de la concentration de pigments photosynthétiques: plantes foncées = moins de photons « gaspillés »

• Utilisation de pigments photosynthétiques différents: utilisent la lumière dont les autres plantes ne veulent pas…

• Utilisation de pigments réfléchissants sous la feuille: les photons ont deux chances d’être captés

Anthocyanine

• Pigment qui reflète la lumière rouge

• Donne une deuxième chance aux photons rouges d’être captés



Anthocyanine

Chlorophylle

Anthocyanine

Grâce à la couche d’anthocyanine sur la surface inférieure de la feuille, la quantité de lumière gaspillée est de beaucoup diminuée

Épiderme supérieur

Épiderme inférieur

Photons


Phase obscure

Phase claire

Vue d’ensemble de la PS


La photosynthèse en 7 étapes(transport non-cyclique d’électrons)

• Réactions photochimiques (6) • Photo-oxydation du photosystème I• Réduction du NADP+

• Photo-oxydation du photosystème II• Chaîne de transport d’électron gradient de

concentration de H+ et réduction du photosystème I• Scission de l’eau• Photophosphorylation grâce au gradient de H+

• Fixation du CO2 (cycle de Calvin)


La turbine produit un

gradient de H+ qui permettra

de faire de l’ATP


Phase claire

éé

2

ATP

HHO

2

éé

éé

éé

Vers cycle de Calvin

HH

O

O2

ATP synthétase

P680

P700

Photophosphorylation (non cyclique)


Phase claire (Vue détaillée)

Vers le cycle de Calvin

Thylakoïdes des chloroplastes

2H H

éé

2

éé

ATP

Force protonmotrice


Donc…

• Oxydation du photosystème I NADPH + H+

• Oxydation du photosystème II alimente la chaîne de transport d’électrons

• Chaîne de transport crée un gradient de H+

• Photosystème I = accepteur final d’électrons provenant du photosystème II

• Le photosystème II retourne à son état normal en oxydant l’H2O, formant ainsi l’O2


Cycle de Calvin

• Phase de fixation du carbone• L'énergie chimique contenue dans l'ATP

et le NADPH+H+ permet de fixer le carbone contenu dans le CO2 .

• Le carbone fixé se fait ensuite réduire en glucide (PGAL) par l'ajout d'é (chlorophylle).

• Le PGAL sert à fabriquer du glucose et autres composés (ex : glycérol)


Cycle de Calvin

3 CO2

9 ATP

6 NADPH + 6H+

1 PGAL

5C

1C

(6C 2x3C)

3C


Cycle de Calvin

• La lumière n'est PAS nécessaire pour la réalisation de cette étape.

• Par contre, le cycle de Calvin se déroule de jour, car c'est à ce moment que la phase claire peut régénérer le NADPH+H+ et l'ATP nécessaires à la synthèse du PGAL.

• La phase claire et la phase sombre sont donc complémentaires l'une ne va pas sans l'autre


Phase claire : Voie cyclique

… le cycle de Calvin nécessite 9 ATP

pour 6 NADPH+6H+

Photosystème I seulement= pas O2

= pas NADPH+H+

Photophosphorylation cyclique

# ATP ≈ #

NADPH+H+

Il faut donc produire

+++ d’ATP !!!

MAIS …

Par temps chaud, les plantes doivent fermer leurs stomates pour éviter la perte d’eau par évapotranspiration.

Dans la feuille: CO2

O2

En présence d’un climat chaud et sec

Chaleur

Sécheresse

Ensoleillement

Collège Lionel-Groulx

Les cactus

Plantes « agressives »

• Diminution de la surface de la plante = diminution de l’évapotranspiration

• Protection contre les herbivores. Pourquoi ?



Forme « chandelle » surface exposée indirectement proportionnelle à l’intensité

lumineuse

Le matin ou en fin d’après-midi: environ la moitié est exposée

Le midi: seul le dessus du cactus est exposé

Alternative: mirmécophilie


David(s) contre GoliathIl y a beaucoup d’espèces de fourmis dans les régions tropicales et certaines sont très agressives. Voici des fourmis légionnaires qui s’attaquent à un scorpion après avoir détruit une colonie de fourmis coupeuses de feuilles.


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Le chaînon manquant Nous avons vu toutes les étapes entre la digestion de lamidon et le mouvement musculaire, mais doù vient lamidon?