La photosynthèse 2015

SBI4U

6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2

Mise en contexte de l’enquête sur la photosynthèse:

Comment peut-on expliquer ces

changements de couleurs l’autonme?

Quel pigment est responsable?

La photosynthèse

Est un processus bioénergétique que font les plantes, les algues, les bactéries (cyanobactéries) et certains protistes pour se donner de l’énergie (autotrophes)

Dans la présence de la lumière = photosynthèse

La photosynthèse est un processus qui se fait dans un chloroplaste, une organite qui contient de la chlorophylle (pigment qui donne aux plantes leur couleur verte)

Micrographie: chloroplastes

La structure du chloroplaste

Chlorophylle: le pigment qui se situe dans les membranes des thylakoïdes

Fonctions:

1. absorbe la lumière rouge, violet et certaines longueurs d’onde de bleu

2. convertit l’énergie absorbée (des photons) sous une forme qui permet aux réactions de synthèse de se produire

1 mm = 38 à 40 chloroplastes bout à bout

La photosynthèse se passe en 2 phases:

*PHOTO* Les réactions de la

phase lumineuse

– Les photosystèmes (production de

molécule à haute énergie ATP et le

NADPH, une molécule ayant un pouvoir

réducteur)

*SYNTHÈSE* Les réactions de la

obscure

– Le cycle de Calvin (ATP et NADPH

servent à produire le glucose)

Melvin Calvin

1911-1997

La phase lumineuse Les pigments: chlorophylle a et b et les

caroténoïdes présentent différent spectres d’absorption

Vue globale

1. Les photosystèmes: la phase lumineuse

La lumière fournit les photons qui excitent les molécules de chlorophylles

L’énergie est transmise de molécule en molécules jusqu’à ce que toute l’énergie soit remise aux pigments du centre de réactionnel.

Ces pigments photolysent l’eau (P680) (sépare H+, électrons et en O2 ), l’oxygène est relâché dans l’atmosphère et les H+ sont utilisés dans la deuxièmes séries de réactions.

Suite…

Les

pigments

de

l’antenne

réceptrice

Chlorophylle

(pigments) du

centre

réactionnel

Photosystème I: P700 ou PSI

P700 est un système cyclique. (voir fig.3.24)

– Absorbe la lumière à 700 nm (en moyenne) et

contient du chlorophylle a

– Présent chez le les cyanobactéries et toutes les

eucaryotes photosynthétiques

– Tandis que l’ATP est produite, ce processus

s’appelle la photophosphorylation cyclique.

Une fois que l’ATP est produite, les électrons sont

recyclés dans le photosystème

* le numéro, photosystème 1 et 2 reflète l’ordre dans

lesquels ils ont été découvert

Photosystème II: P680 ou PSII

P680 est un système non-cyclique

– Hydrolyse de l’eau est possible avec l’énergie

des photons: les électrons + un ion d’hydrogène

sont envoyés à la chaîne respiratoire.

L’ion d’hydrogène est pompé vers le stroma et réduit

une molécule de NADP+ (NADP+ +H NADPH)

– Photophosphorylation: l’autre ion d’hydrogène

quittent l’espace intratylakoïdien passe par

l’ATPsynthase et entre dans le stroma (à

l’extérieur du tylakoïde mais à l’intérieur du

chloroplaste)

P680 P700

Sac du

thylakoïde

Stroma

Voir fig. 4.7 page 160

Voir

fig.4.8

page 161

Les phtotosystèmes

Le photosystème 700 est une voie cyclique.

– Donc, l’électron produit par les pigments excités est

transféré à la chaîne respiratoire pour former une molécule

d’ATP.

Le photosystème 680 est une voie non-cyclique

mais fais l’hydrolyse de l’eau.

– Contient le pigment= chlorophylle a

– Hydrolyse d’une molécule d’eau par électron

– Contient les pigments a, b, c, les carotènes, les

xanthophylles et les anthocyanines.

Vidéo (4 minutes)

http://www.youtube.com/

watch?v=XmFg91BmS-o

2. La phase obscure: Le cycle de Calvin

Les réactions de synthèse se produisent

dans le stroma du chloroplastes.

Les divers enzymes prennent le CO2 et les

électrons de la dernière étape et produisent

du glucose.

Le glucose et utilisé pour la respiration

cellulaire.

Les étapes du cycle de Calvin

Vidéo (2

minutes)

http://www.yo

utube.com/wa

tch?v=hPW2y

wKGg-A

PGA

G3P

G3P

RuBP

X2 = 1 glucose

Bilan de la photosynthèse

Réactifs Produits

6 CO2 (entre dans le cycle de

Calvin)

2 G3P utilisé pour produire

l’amidon, le cellulose, les huiles et

la source d’azote pour la production

des acides aminés

18 ATP (produit dans la phase

lumineuse par chimiosmose et

utilisé dans le cycle de Calvin)

16 Pi et 18 ADP (utilisé comme

source d’énergie et de phosphate

lors du cycle de Calvin)

12 NADPH (produit par le

photosystème I ou P700)

12 NADP+ (oxydé lors du cycle de

Calvin afin de réduire le 1,3-

diphosphoglycérate en G3P)

Eau (utilisé par le photosystème II

ou P680 comme source d’électron)

Expérience: propose une hypothèse!

Il est difficile de caractériser les glucides simples produits par la photosynthèse dans des expériences utilisant du matériel simple. Il est possible par contre de caractériser l'amidon (un polymère de glucose mis en réserve lorsque la photosynthèse est très active). Cette caractérisation se réalise avec le lugol, un réactif spécifique de l'amidon.

Des feuilles de pélargonium partiellement recouvertes d'un cache noir, sont éclairées de manière intense pendant plusieurs heures. Une feuille est prélevée, décolorée par de l'alcool bouillant puis colorée par le lugol.

Résultat

De l'amidon a été

formé uniquement

dans les zones

éclairées.

http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosyn

these-cours/08-photosystemes.htm

Révision de la photosynthèse

Vidéo TFO de 10 minutes

http://www1.tfo.org/education/episode/24999/

reaction-sombre

http://www.cours-pharmacie.com/biologie-

vegetale/la-photosynthese.html

PubMed:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21438681

?report=abstract