La photosynthèse. Diaporama adapté de S.Delvaux

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1 La photosynthèse Diaporama adapté de S.Delvaux

2 Photosynthèse et respiration cellulaire chloroplaste mitochondrie ATP CO 2 + H 2 0 Molécules organiques + O 2

3 Photosynthèse Conversion de l énergie lumineuse en énergie chimique

4 LA PHOTOSYNTHÈSE CHEZ UNE PLANTE Espace intrathylakoïdien Granum Stroma Stomate du mésophylle Thylakoïde Les chloroplastes abondent dans les du mésophylle (tissu interne des feuilles) Le CO 2 entre dans les feuilles et l O 2 en sort par des pores microscopiques appelés stomates La chlorophylle se trouve dans la membrane des thylakoïdes

5 Équations de la photosynthèse Molécules simples + Énergie Molécules complexes Dioxyde de carbone + Eau + Énergie Composés organiques + Dioxygène oxydation 6 CO H 2 O + É lumineuse C 6 H 12 O O 2 réduction Réactifs: Produits:

6 Quel est l impact quantitatif d un arbre sur les gaz de l atmosphère? Un arbre moyen absorbe chaque année environ 12 kg de CO 2, une quantité équivalente à celle émise par une voiture roulant sur une distance de km. Il rejette également suffisamment d O 2 pour assurer la respiration d une famille de 4 personnes pendant un an.

7 Voies métaboliques de la photosynthèse 2 phases

8 Les 2 phases de la photosynthèse 1. Les réactions photochimiques THYLAKOÏDES L énergie de l'électron lectron sert à transformer Photodépendantes ADP + P i ATP 2. Le cycle de Calvin STROMA Utilise ATP pour fixer le carbone du CO 2 et former Photoindépendantes du glucose ou d autres d matières organiques

9 Voies métaboliques de la photosynthèse

10 Les réactions photochimiques La lumière = énergie électromagnétique (ou rayonnement) Spectre électromagnétique 380 nm 720 nm Les longueurs d ondes (λ) comprises entre 380 et 720 nm forment la lumière visible

11 Absorption de la lumière Pigments = capteurs de lumière visible (absorbent certaines λ) Ex: chlorophylle Les différents pigments n'absorbent pas la lumière de la même façon L É absorbée e par les pigments accessoires (chlorophylle b, caroté- noïdes des) ) est transmise à la chlorophylle a

12 Spectre d action = Graphique du rythme de photosynthèse à différentes longueurs d ondes Spectre d absorption = Graphique du % de lumière absorbée à différentes longueurs d ondes

13 Qu est-ce qui explique les couleurs automnales des feuilles? La couleur des pigments accessoires est normalement masquée par la chlorophylle, mais à l'automne avec la diminution de la photopériode (et de la T ), la chlorophylle se dégrade plus vite qu elle n est produite et les autres couleurs deviennent visibles.

14 Capteurs de lumière Les pigments sont insérés dans la membrane des thylakoïdes Chlorophylle a

15 Photo-oxydation de la chlorophylle

16 Photosystèmes: unités photoréceptrices

17 Les réactions photochimiques Transport non cyclique des électrons

18 Les réactions photochimiques Transport non cyclique des électrons

19 Les réactions photochimiques Transport non cyclique des électrons Le photosystème II absorbe 2 photons d É lumineuse. Deux éde la P680 passe de l état fondamental à l état excité. La déshydrogénase extrait deux é de l eau et les fournit au P680. Formation d O 2. Les é excités sont captés par l accepteur primaire et passent au travers une chaîne de transport d é. ATP Les é arrivés au bas de la chaîne, comblent les vides dans la P700 du photosystème I. 2 de ses électrons ont aussi été captés par un accepteur primaire. L accepteur primaire du photosystème I cède les é excités à une 2 e chaîne de transport d é. Les é sont transférés au NADP + réduit en NADPH + H + qui va servir au cycle de Calvin.

20 Chimiosmose Énergie des électrons sert à activer des pompes à protons Les ions H + sont "pompés" à l'intérieur des thylakoïdes formation d'un gradient de concentration et d'un gradient électrique Diffusion des H+ Ils passent par des ATP synthétases (turbine) formation d'atp à partir d'adp et de P i La concentration en H + dans le thylakoïde peut devenir 1000 fois supérieure à celle du stroma.

21 Chimiosmose Stroma (Faible concentration H + ) Espace Intrathylakoïdien (Forte concentration H + ) Vers cycle Calvin Stroma (Faible concentration H + )

22 Chimiosmose comparée

23 Bilan total du transport non cyclique d électrons Pour 12 H 2 O scindée : + 6 O 2 + ATP + NADPH + H + * Quand la lumière atteint les 2 photosystèmes, le flux d é est continuel

24 Transport cyclique des électrons Le cycle de Calvin consomme plus d ATP que de NADPH + H + Le transport cyclique vient combler la différence = production ATP

25 Voies métaboliques de la photosynthèse

26 Cycle de Calvin Le cycle de Calvin lie le CO 2 à des molécules de RuDP Le produit formé est si instable qu il se scinde aussitôt en 2 L ATP phosphoryle une molécule à 3C La molécule est réduite par le NADPH + H + qui redevient du NADP + Pour chaque 3 moles de CO 2, on obtient 6 PGAL mais seulement 1 quitte le cycle PGAL = glucide à 3C (peut ensuite être converti en glucose à 6C ou autres) Les 5 autres y restent pour régénérer le RuDP dépense d ATP

27 Bilan total du cycle de Calvin Pour 6 CO 2 fixés: + 2 PGAL ou 1 glucose (10 autres PGAL produits restent dans le cycle) Consommation - 18 ATP - 12 NADPH + H + Le transport cyclique d é comble la différence

28 Voies métaboliques de la photosynthèse 6 CO H 2 O + Énergie lumineuse C 6 H 12 O O 2

29 Facteurs externes influençant la 1- Intensité lumineuse photosynthèse Absorption CO 2 Intensité lumineuse

30 Facteurs externes influençant la photosynthèse 2- Concentration de CO 2 Biomasse Concentration de CO 2

31 Facteurs externes influençant la 3- Température photosynthèse Biomasse Température

32 Facteurs externes influençant la photosynthèse 3- Température Optimum Biomasse Température

33 Facteur limitant Intensité lumineuse Concentration de CO 2 Température À certaines conditions, le facteur limitant est celui qui est le plus loin de son optimum

34 Lien structure fonction +++ pigments photosynthétiques Peut créer un gradient de proton pour synthétiser ATP Possède les enzymes du cycle de Calvin