chapitre 10 La photosynthèse 211
Un des principaux résultats du brassage d’atomes réalisé
pendant la photosynthèse est l’extraction du dihydrogène de
l’eau et son incorporation au glucide. Le résidu de la photosynthèse, soit le dioxygène, est libéré dans l’atmosphère. La
figure 10.5 illustre le trajet de tous les atomes pendant la
photosynthèse.
Photosynthèse et oxydoréduction
Comparons brièvement la photosynthèse avec la respiration
cellulaire aérobie. Les deux processus comportent des réactions d’oxydoréduction. Pendant la respiration cellulaire,
l’énergie est libérée du glucose quand les transporteurs acheminent vers le dioxygène les électrons associés à l’hydrogène.
Cela libère de l’eau comme sous-produit. Les électrons perdent
de l’énergie potentielle à mesure que le dioxygène électronégatif les attire vers le bas de la chaîne de transport et les
mitochondries utilisent cette énergie pour synthétiser de l’ATP
(voir la figure 9.15, p. 196). La photosynthèse inverse le flux
d’électrons, c’est-à-dire qu’elle puise ses électrons dans l’eau
et, à l’aide de la lumière, leur redonne une grande énergie
potentielle. La molécule d’eau se scinde et les électrons sont
transférés, de même que les protons, de l’eau au dioxyde de
carbone, ce qui réduit ce dernier en glucide.
Est réduit
Est oxydé
C 6 H 12 O 6
6 CO 2
6 O 2
6 H 2 O
Énergie ϩ
ϩ
ϩ
Comme les électrons doivent gagner de l’énergie potentielle
en passant de l’eau au glucide, ce processus est endergonique :
il nécessite un apport d’énergie, qui vient de la lumière.
Les deux étapes de la photosynthèse :
aperçu
L’équation de la photosynthèse, en apparence assez simple,
représente un processus fort complexe. Les travaux du physiologiste anglais F. F. Blackman, effectués en 1905, ont révélé
que la photosynthèse était influencée par la température
autant que par la lumière. On sait à présent que celle-ci comprend deux phases, elles-mêmes divisées en de nombreuses
étapes. Les deux phases sont les réactions photochimiques
et le cycle de Calvin, aussi nommé phase de la fixation du
carbone (figure 10.6).
Les réactions photochimiques incluent les étapes de la
photosynthèse qui conduisent à la conversion de l’énergie
solaire en énergie chimique. La molécule d’eau est scindée ;
elle devient une source d’électrons et de protons et rejette du
m Figure 10.5 La localisation des atomes de réactifs dans
les produits de la photosynthèse. Les atomes du CO 2 sont en rouge
et les atomes de H 2 O, en bleu.
Réactifs
Produits
6 CO 2
C 6 H 12 O 6
6 O 2
6 H 2 O
12 H 2 O
Lumière
Chloroplaste
NADP
+
ADP
[CH 2 O]
(glucide)
Réactions
photochimiques
Cycle
de Calvin
NADPH + H
+
ATP
+ P i
H 2 O
O 2
CO 2
c Figure 10.6 Vue d’ensemble de
la photosynthèse : intégration des réactions
photochimiques et des réactions du cycle
de Calvin. Les réactions photochimiques se
déroulent dans la membrane des thylakoïdes,
formant les grana, tandis que le cycle de Calvin
a lieu dans le stroma. Les réactions photochimiques utilisent l’énergie solaire pour produire
de l’ATP et du NADPH 1 H
1
, qui servent respectivement de source d’énergie chimique et
de potentiel réducteur dans le cycle de Calvin.
Au cours de celui-ci, le dioxyde de carbone sert
à produire des molécules organiques qui seront
ultérieurement transformées en glucides.
(Souvenez-vous que la formule de la majorité
des sucres simples est un multiple de [CH 2 O].)
Un des principaux résultats du brassage d’atomes réalisé
pendant la photosynthèse est l’extraction du dihydrogène de
l’eau et son incorporation au glucide. Le résidu de la photosynthèse, soit le dioxygène, est libéré dans l’atmosphère. La
figure 10.5 illustre le trajet de tous les atomes pendant la
photosynthèse.
Photosynthèse et oxydoréduction
Comparons brièvement la photosynthèse avec la respiration
cellulaire aérobie. Les deux processus comportent des réactions d’oxydoréduction. Pendant la respiration cellulaire,
l’énergie est libérée du glucose quand les transporteurs acheminent vers le dioxygène les électrons associés à l’hydrogène.
Cela libère de l’eau comme sous-produit. Les électrons perdent
de l’énergie potentielle à mesure que le dioxygène électronégatif les attire vers le bas de la chaîne de transport et les
mitochondries utilisent cette énergie pour synthétiser de l’ATP
(voir la figure 9.15, p. 196). La photosynthèse inverse le flux
d’électrons, c’est-à-dire qu’elle puise ses électrons dans l’eau
et, à l’aide de la lumière, leur redonne une grande énergie
potentielle. La molécule d’eau se scinde et les électrons sont
transférés, de même que les protons, de l’eau au dioxyde de
carbone, ce qui réduit ce dernier en glucide.
Est réduit
Est oxydé
C 6 H 12 O 6
6 CO 2
6 O 2
6 H 2 O
Énergie ϩ
ϩ
ϩ
Comme les électrons doivent gagner de l’énergie potentielle
en passant de l’eau au glucide, ce processus est endergonique :
il nécessite un apport d’énergie, qui vient de la lumière.
Les deux étapes de la photosynthèse :
aperçu
L’équation de la photosynthèse, en apparence assez simple,
représente un processus fort complexe. Les travaux du physiologiste anglais F. F. Blackman, effectués en 1905, ont révélé
que la photosynthèse était influencée par la température
autant que par la lumière. On sait à présent que celle-ci comprend deux phases, elles-mêmes divisées en de nombreuses
étapes. Les deux phases sont les réactions photochimiques
et le cycle de Calvin, aussi nommé phase de la fixation du
carbone (figure 10.6).
Les réactions photochimiques incluent les étapes de la
photosynthèse qui conduisent à la conversion de l’énergie
solaire en énergie chimique. La molécule d’eau est scindée ;
elle devient une source d’électrons et de protons et rejette du
m Figure 10.5 La localisation des atomes de réactifs dans
les produits de la photosynthèse. Les atomes du CO 2 sont en rouge
et les atomes de H 2 O, en bleu.
Réactifs
Produits
6 CO 2
C 6 H 12 O 6
6 O 2
6 H 2 O
12 H 2 O
Lumière
Chloroplaste
NADP
+
ADP
[CH 2 O]
(glucide)
Réactions
photochimiques
Cycle
de Calvin
NADPH + H
+
ATP
+ P i
H 2 O
O 2
CO 2
c Figure 10.6 Vue d’ensemble de
la photosynthèse : intégration des réactions
photochimiques et des réactions du cycle
de Calvin. Les réactions photochimiques se
déroulent dans la membrane des thylakoïdes,
formant les grana, tandis que le cycle de Calvin
a lieu dans le stroma. Les réactions photochimiques utilisent l’énergie solaire pour produire
de l’ATP et du NADPH 1 H
1
, qui servent respectivement de source d’énergie chimique et
de potentiel réducteur dans le cycle de Calvin.
Au cours de celui-ci, le dioxyde de carbone sert
à produire des molécules organiques qui seront
ultérieurement transformées en glucides.
(Souvenez-vous que la formule de la majorité
des sucres simples est un multiple de [CH 2 O].)