Thème 5 – Anatomie et physiologie végétale

La photosynthèse

La photosynthèse• PhotosynthèsePhotosynthèse  c’est le processus par

lequel l’énergie lumineuse est transformée en énergie potentielle chimique et emmagasinée dans les liaisons des molécules de glucose.

Se produit dans les chloroplastes des producteurs (végétaux).

Le chloroplaste

(Pile de thylakoïdes)

(Liquide)

Contient la chlorophylle

• ChlorophylleChlorophylle On retrouve dans les chloroplastes différentes molécules aux pigments semblables qu’on appelle chlorophylle. Il existe deux types de chlorophylle : a et b.

• Ces molécules possèdent un double rôle : – absorber l’énergie de la lumière– convertir cette énergie en une forme

permettant aux réactions de se produire.

La photosynthèse se sert de l’énergie lumineuse (________)

pour former des substances complexes (glucose : C6H12O6) à partir de substances plus simples (CO2 et H2O) (____________).

PHOTO

SYNTHÈSE

Equation globale de la photosynthèse

6 CO2 12 H2OÉnergie lumineuse

En présence de chlorophylle

6H2O C6H12O6 6 O2

Conditions pouvant affecter la photosynthèse

• Les conditions lumineuses

• La température (Si plus de 32oC, photosynthèse diminue)

• L’approvisionnement en eau (H2O)

• La disponibilité du CO2

• Le mécanisme de la photosynthèse peut être divisé en 2 phases :

1) la phase lumineuse (photophase)

2) la phase obscure (phase synthétique)

Phase lumineuse (photophase)

• Dans les chloroplastes, on retrouve les substances nécessaires à la photophase : - la chlorophylle (transporteur d’énergie,

contenue dans les thylakoïdes)

-l’ ADP et des phosphates inorganiques (Pi)

ADP + Pi ATP

Adénosine + Phosphate Adénosine Di-Phosphate inorganique Tri-Phosphate

- le NADP (accepteur d’hydrogène)

• La chlorophylle est activéeLa chlorophylle est activée. En captant de la lumière, la chlorophylle devient activée, c’est-à-dire qu’elle gagne de l’énergie et va agir comme transporteur d’énergie

• Les molécules d’eau sont décomposéesLes molécules d’eau sont décomposées l’énergie libérée par la chlorophylle activée fournit la force nécessaire pour briser des molécules d’eau (H2O). L’oxygène (O2) est alors libéré comme produit secondaire et l’hydrogène est capté par le NADP.

• Le NADP emprisonne l’hydrogène le NADP (nicotinamide-adénine dinucléotide phosphate) capte les atomes d’hydrogène pour devenir NADPH2. Le NADP agit comme accepteur d’hydrogène.

• L’ATP emmagasine aussi de l’énergieL’ATP emmagasine aussi de l’énergie une partie de l’énergie libérée par la chlorophylle activée sert à combiner des groupes phosphate à l’ADP (adénosine di-phosphate) contenu dans les chloroplastes pour former l’ATP (adénosine tri-phosphate) qui est un composé riche en ENERGIE.

(ADP + Pi ATP)

• Le NADPH2 et l’ATP formés pendant la phase lumineuse vont jouer un rôle important dans la phase obscure.

• Animation phase lumineuse

Chlorophylle activée

H2O brisée

Hydrogène Oxygène

Vers la réaction sombre

NADP

NADPH2

ADP

ATP

Pi

Oxygène

+

Phase obscure (synthétique) (aussi appelé cycle de Calvin)

• Les chloroplastes sont maintenant pleins d’énergie provenant de l’ ____ et du ________ et n’ont plus besoin de lumière pour les réactions suivantes.

ATP

NADPH2

• Dans les chloroplastes, on retrouve l’autre substance nécessaire à la phase obscure:

• Le RDP (le ribulose di-phosphate, sucre à 5 carbones et deux phosphate) qui va accepter le CO2 pour faire un sucre à 6 carbones (hexose) : le glucose

• Le CO2 est fixé par le RDP Le RDP (Ribulose Di-Phosphate, 5 carbones) se combine au CO2 pour former un hexose (6 carbones) très instable qui se divise immédiatement en 2 molécules de PGA (acide phosphoglycérique) (3 carbones X 2). Le RDP joue le rôle d’accepteur de CO2.

• Le PGA est transformé en PGAL Le PGA se combine avec l’hydrogène du NADPH2 et l’énergie de l’ATP pour former de l’eau et du PGAL (phosphoglycéraldéhyde).

Le PGAL se transforme (5 sur 6)

• Deviennent du RDP (accepteur de CO2)

(1 sur 6)• Devient du glucose

(2 PGAL – 2 phosphates + H2 C6H12O6)

Utilisé comme nourriture directe pour la plante

Le glucose peut se transformer

en disaccharides et polysaccharides (amidon, cellulose) par l’union de plusieurs glucoses.

en huile chez certaines plantes (maïs, olive, arachide…)

RDP

5 carbones

CO2

PGA

3 carbones

PGA

3 carbones

ADP

ATP ATP

NADPH2 NADPH2

NADP

5 sur 6

1 sur 6

Glucose

huile

amidon

nourriturePGAL

3 carbones

Hexose instable

6 carbones

PGAL

3 carbones

H2O

NADP

ADP

utilisé

transformé

• Animation phase obscure

Conditions pouvant affecter la photosynthèse

• Les conditions lumineuses

• La température (Si plus de 32oC, photosynthèse diminue)

• L’approvisionnement en eau (H2O)

• La disponibilité du CO2

• La photosynthèse dans la betterave