La photosynthèse 2015 SBI4U 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2

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1 La photosynthèse 2015 SBI4U 6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2

2 Mise en contexte de l enquête sur la photosynthèse: Comment peut-on expliquer ces changements de couleurs l autonme? Quel pigment est responsable?

3 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)

4

5 Micrographie: chloroplastes

6 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

7 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

8 La phase lumineuse Les pigments: chlorophylle a et b et les caroténoïdes présentent différent spectres d absorption

9 Vue globale

10 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.

11 Suite Les pigments de l antenne réceptrice Chlorophylle (pigments) du centre réactionnel

12

13 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

14 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)

15 Stroma P680 P700 Sac du thylakoïde Voir fig. 4.7 page 160

16 Voir fig.4.8 page 161

17 Vidéo (4 minutes) watch?v=xmfg91bms-o 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.

18 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.

19 Les étapes du cycle de Calvin

20 X2 = 1 glucose RuBP PGA Vidéo (2 minutes) utube.com/wa tch?v=hpw2y wkgg-a G3P G3P

21 Bilan de la photosynthèse Réactifs 6 CO2 (entre dans le cycle de Calvin) 18 ATP (produit dans la phase lumineuse par chimiosmose et utilisé dans le cycle de Calvin) 12 NADPH (produit par le photosystème I ou P700) Eau (utilisé par le photosystème II ou P680 comme source d électron) Produits 2 G3P utilisé pour produire l amidon, le cellulose, les huiles et la source d azote pour la production des acides aminés 16 Pi et 18 ADP (utilisé comme source d énergie et de phosphate lors du cycle de Calvin) 12 NADP+ (oxydé lors du cycle de Calvin afin de réduire le 1,3- diphosphoglycérate en G3P)

22 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.

23 Résultat De l'amidon a été formé uniquement dans les zones éclairées. these-cours/08-photosystemes.htm

24 Révision de la photosynthèse Vidéo TFO de 10 minutes reaction-sombre PubMed:

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