chapitre 10 La photosynthèse 221
retour sur le ConCept 10.2
1. Parmi les couleurs de la lumière, laquelle est la
moins favorable à la photosynthèse ? Expliquez.
2. Comparativement à une solution de chlorophylle
pure, pourquoi les chloroplastes intacts libèrent-ils
moins de chaleur et de fluorescence lorsqu’ils sont
exposés à la lumière ?
3. Dans les réactions photochimiques, quel est le donneur d’électrons ? Où les électrons se retrouvent-ils
à la fin de ces réactions ?
4. et sI ?
Lors d’une expérience, des chloroplastes
isolés peuvent synthétiser de l’ATP quand ils sont
placés dans une solution exposée à la lumière et
contenant les substances chimiques appropriées.
Si l’on ajoute à la solution un composé qui rend
les membranes complètement perméables aux ions
hydrogène, à quelle vitesse la synthèse de l’ATP
s’effectuera-t-elle ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
m Figure 10.18 Les réactions photochimiques
et la chimiosmose : l’organisation de la membrane des thylakoïdes. Ce schéma illustre le
modèle de la membrane des thylakoïdes qui
s’impose à l’heure actuelle. Les flèches dorées
représentent le trajet des électrons du transport
non cyclique d’électrons esquissé à la figure 10.14.
À mesure que les électrons passent d’un transporteur à l’autre dans les réactions d’oxydoréduction,
les protons extraits du stroma sont déposés dans
l’espace intrathylakoïdien. L’énergie est alors
emmagasinée sous forme de force proton motrice
(gradient de H
1 ). Au moins trois étapes de réactions photochimiques contribuent au gradient de
protons. ➊ Le photosystème II entraîne la scission
d’une molécule d’eau dans l’espace intrathylakoïdien grâce à une déshydrogénase. ➋ Quand la
plastoquinone (Pq), un transporteur mobile, transfère les électrons au complexe de cytochromes,
quatre protons sont importés dans l’espace intrathylakoïdien. ➌ Le NADP
1 capte deux protons
dans le stroma lors de sa réduction en
NADPH 1 H
1
. Notez qu’à l’étape 2 les ions
hydrogène sont extraits du stroma et acheminés
vers l’espace intrathylakoïdien (comme à la
figure 10.17). Le retour des protons, qui diffusent
de l’espace intrathylakoïdien vers le stroma (suivant
le gradient de concentration), alimente l’ATP
synthase. Ces réactions déclenchées par la lumière
emmagasinent de l’énergie chimique dans le
NADPH 1 H
1 et dans l’ATP, qui transfèrent cette
énergie au cycle de Calvin, producteur de glucides.
Lumière
Lumière
4 H
2 H
4 H
ADP
Vers
le cycle
de Calvin
NADP 2 H
NADP
réductase
Photosystème I
Complexe de
cytochromes
ATP
synthase
Photosystème II
Pq
Fd
Pc
STROMA
(faible concentration de H )
STROMA
(faible concentration de H )
Membrane
du thylakoïde
ESPACE
INTRATHYLAKOÏDIEN
(forte concentration de H )
ATP
NADPH H
1
2
3
H
1 2 O 2
H 2 O
e
–
e
–
P i
NADP
ADP
[CH 2 O] (glucide)
Réactions
photochimiques
Cycle
de Calvin
ATP
Lumière
NADPH
O 2
CO 2
H 2 O
retour sur le ConCept 10.2
1. Parmi les couleurs de la lumière, laquelle est la
moins favorable à la photosynthèse ? Expliquez.
2. Comparativement à une solution de chlorophylle
pure, pourquoi les chloroplastes intacts libèrent-ils
moins de chaleur et de fluorescence lorsqu’ils sont
exposés à la lumière ?
3. Dans les réactions photochimiques, quel est le donneur d’électrons ? Où les électrons se retrouvent-ils
à la fin de ces réactions ?
4. et sI ?
Lors d’une expérience, des chloroplastes
isolés peuvent synthétiser de l’ATP quand ils sont
placés dans une solution exposée à la lumière et
contenant les substances chimiques appropriées.
Si l’on ajoute à la solution un composé qui rend
les membranes complètement perméables aux ions
hydrogène, à quelle vitesse la synthèse de l’ATP
s’effectuera-t-elle ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
m Figure 10.18 Les réactions photochimiques
et la chimiosmose : l’organisation de la membrane des thylakoïdes. Ce schéma illustre le
modèle de la membrane des thylakoïdes qui
s’impose à l’heure actuelle. Les flèches dorées
représentent le trajet des électrons du transport
non cyclique d’électrons esquissé à la figure 10.14.
À mesure que les électrons passent d’un transporteur à l’autre dans les réactions d’oxydoréduction,
les protons extraits du stroma sont déposés dans
l’espace intrathylakoïdien. L’énergie est alors
emmagasinée sous forme de force proton motrice
(gradient de H
1 ). Au moins trois étapes de réactions photochimiques contribuent au gradient de
protons. ➊ Le photosystème II entraîne la scission
d’une molécule d’eau dans l’espace intrathylakoïdien grâce à une déshydrogénase. ➋ Quand la
plastoquinone (Pq), un transporteur mobile, transfère les électrons au complexe de cytochromes,
quatre protons sont importés dans l’espace intrathylakoïdien. ➌ Le NADP
1 capte deux protons
dans le stroma lors de sa réduction en
NADPH 1 H
1
. Notez qu’à l’étape 2 les ions
hydrogène sont extraits du stroma et acheminés
vers l’espace intrathylakoïdien (comme à la
figure 10.17). Le retour des protons, qui diffusent
de l’espace intrathylakoïdien vers le stroma (suivant
le gradient de concentration), alimente l’ATP
synthase. Ces réactions déclenchées par la lumière
emmagasinent de l’énergie chimique dans le
NADPH 1 H
1 et dans l’ATP, qui transfèrent cette
énergie au cycle de Calvin, producteur de glucides.
Lumière
Lumière
4 H
2 H
4 H
ADP
Vers
le cycle
de Calvin
NADP 2 H
NADP
réductase
Photosystème I
Complexe de
cytochromes
ATP
synthase
Photosystème II
Pq
Fd
Pc
STROMA
(faible concentration de H )
STROMA
(faible concentration de H )
Membrane
du thylakoïde
ESPACE
INTRATHYLAKOÏDIEN
(forte concentration de H )
ATP
NADPH H
1
2
3
H
1 2 O 2
H 2 O
e
–
e
–
P i
NADP
ADP
[CH 2 O] (glucide)
Réactions
photochimiques
Cycle
de Calvin
ATP
Lumière
NADPH
O 2
CO 2
H 2 O