chapitre 10 La photosynthèse 229
• Pour synthétiser l’ATP, le transport cyclique d’électrons ne fait
appel qu’au photosystème I ; il ne produit ni NADPH 1 H
1 ni O 2 .
• Au cours de la chimiosmose, tant dans les mitochondries que dans les
chloroplastes, la chaîne de transport d’électrons engendre un gradient
de H
1 à travers une membrane. L’ATP synthase se sert de cette force
protonmotrice pour former de l’ATP.
Le spectre d’absorption de la chlorophylle a diffère du spectre
d’action de la photosynthèse. Expliquez le sens de cette observation.
ConCept
10.3
le cycle de Calvin convertit le Co 2 en glucides
à l’aide de l’énergie chimique de l’Atp
et du nAdph 1 h
1
(p. 222 et 223)
• Le cycle de Calvin se déroule dans le stroma ; il utilise les électrons
du NADPH 1 H
1 et l’énergie fournie par l’ATP. Une molécule de
PGAL sort du cycle pour trois molécules de CO 2 fixées et elle est
convertie en molécules de glucose et en d’autres molécules organiques
essentielles.
Cycle
de Calvin
Fixation
du carbone
Régénération de
l’accepteur de CO 2
Réduction
3 w 5C
6 w 3C
5 w 3C
PGAL (3C)
3 CO 2
FAItes un dessIn Dans la figure ci-dessus, indiquez où l’ATP et le
NADPH 1 H
1 sont utilisés et où la Rubisco intervient. Décrivez ces étapes.
ConCept
10.4
les climats chauds et arides ont favorisé
l’apparition de nouveaux modes de fixation
du carbone (p. 223 à 227)
• Par temps chaud et sec, les plantes de type C 3 ferment leurs stomates
afin de prévenir les pertes d’eau. Le dioxygène provenant des réactions
photochimiques s’accumule. Lors de la photorespiration, il se substitue au dioxyde de carbone dans le site actif de la Rubisco. Le processus de la photorespiration consomme du combustible organique
et libère du CO 2 sans produire d’ATP ni de glucide. Même s’il s’agit
probablement d’un vestige de l’évolution, la photorespiration joue
un rôle photoprotecteur.
• Les plantes de type C 4 réduisent le coût de la photorespiration
en fixant le dioxyde de carbone dans un composé à quatre atomes
de carbone. Ce processus se déroule dans des cellules spécialisées du
mésophylle qui contiennent une enzyme possédant une affinité pour
le CO 2 bien supérieure à celle de la Rubisco et aucune affinité pour l’O 2 .
Le composé à quatre atomes de carbone est exporté vers les cellules
de la gaine fasciculaire, où il libère du dioxyde de carbone qui
sera utilisé pour le cycle de Calvin.
• Les plantes de type CAM ouvrent leurs stomates durant la nuit
et fixent le dioxyde de carbone dans des acides organiques qu’elles
emmagasinent dans les cellules du mésophylle. Pendant la journée,
les stomates se ferment et le dioxyde de carbone est libéré des acides
organiques qui seront métabolisés dans le cycle de Calvin.
• Les composés organiques dérivés de la photosynthèse fournissent
de l’énergie et des matériaux aux écosystèmes.
Pourquoi la photosynthèse est-elle plus coûteuse en énergie
pour les plantes de type C 4 et de type CAM que la photosynthèse
des plantes de type C 3 ? Quelles conditions climatiques favoriseraient
les plantes de type C 4 et de type CAM ?
éVaLUatiON
NiVeaU 1 : cONNaissaNces et cOMpréheNsiON
1. Les réactions photochimiques de la photosynthèse fournissent
au cycle de Calvin :
a) de l’énergie lumineuse.
b) du CO 2 et de l’ATP.
c) de la H 2 O et du NADPH 1 H
1
.
d) de l’ATP et du NADPH 1 H
1
.
e) un glucide et du O 2 .
2. Dans quel ordre le transport des électrons pendant la photosynthèse
s’effectue-t-il ?
a) NADPH 1 H
1 → O 2 → CO 2 .
b) H 2 O → NADPH 1 H
1 → Cycle de Calvin.
c) NADPH 1 H
1 → Chlorophylle → Cycle de Calvin.
d) H 2 O → Photosystème I → Photosystème II.
e) NADPH 1 H
1 → Chaîne de transport d’électrons → O 2 .
3. Quelle est la ressemblance entre les adaptations photosynthétiques
des plantes de type C 4 et celles des plantes de type CAM ?
a) Dans les deux cas, seul le photosystème I est utilisé.
b) Les deux types de plantes produisent des glucides en dehors
du cycle de Calvin.
c) Chez les deux types de plantes, une enzyme autre que la Rubisco
catalyse la première étape de la fixation du carbone.
d) Les deux types de plantes produisent la majeure partie
de leurs glucides dans l’obscurité.
e) Ni les plantes de type C 4 ni les plantes de type CAM
n’ont de thylakoïdes.
4. Lequel des énoncés suivants exprime une véritable distinction
entre les autotrophes et les hétérotrophes ?
a) Seuls les hétérotrophes ont besoin des composés chimiques
présents dans leur milieu.
b) La respiration cellulaire est propre aux hétérotrophes.
c) Seuls les hétérotrophes ont des mitochondries.
d) Les autotrophes, contrairement aux hétérotrophes, se nourrissent
à partir de dioxyde de carbone et d’autres substances
inorganiques.
e) Seuls les hétérotrophes ont besoin de dioxygène.
5. Quel processus n’a pas lieu durant le cycle de Calvin ?
a) La fixation du carbone.
b) L’oxydation du NADPH.
c) La libération d’oxygène.
d) La régénération de l’accepteur de CO 2 .
e) La consommation d’ATP.
?
?
• Pour synthétiser l’ATP, le transport cyclique d’électrons ne fait
appel qu’au photosystème I ; il ne produit ni NADPH 1 H
1 ni O 2 .
• Au cours de la chimiosmose, tant dans les mitochondries que dans les
chloroplastes, la chaîne de transport d’électrons engendre un gradient
de H
1 à travers une membrane. L’ATP synthase se sert de cette force
protonmotrice pour former de l’ATP.
Le spectre d’absorption de la chlorophylle a diffère du spectre
d’action de la photosynthèse. Expliquez le sens de cette observation.
ConCept
10.3
le cycle de Calvin convertit le Co 2 en glucides
à l’aide de l’énergie chimique de l’Atp
et du nAdph 1 h
1
(p. 222 et 223)
• Le cycle de Calvin se déroule dans le stroma ; il utilise les électrons
du NADPH 1 H
1 et l’énergie fournie par l’ATP. Une molécule de
PGAL sort du cycle pour trois molécules de CO 2 fixées et elle est
convertie en molécules de glucose et en d’autres molécules organiques
essentielles.
Cycle
de Calvin
Fixation
du carbone
Régénération de
l’accepteur de CO 2
Réduction
3 w 5C
6 w 3C
5 w 3C
PGAL (3C)
3 CO 2
FAItes un dessIn Dans la figure ci-dessus, indiquez où l’ATP et le
NADPH 1 H
1 sont utilisés et où la Rubisco intervient. Décrivez ces étapes.
ConCept
10.4
les climats chauds et arides ont favorisé
l’apparition de nouveaux modes de fixation
du carbone (p. 223 à 227)
• Par temps chaud et sec, les plantes de type C 3 ferment leurs stomates
afin de prévenir les pertes d’eau. Le dioxygène provenant des réactions
photochimiques s’accumule. Lors de la photorespiration, il se substitue au dioxyde de carbone dans le site actif de la Rubisco. Le processus de la photorespiration consomme du combustible organique
et libère du CO 2 sans produire d’ATP ni de glucide. Même s’il s’agit
probablement d’un vestige de l’évolution, la photorespiration joue
un rôle photoprotecteur.
• Les plantes de type C 4 réduisent le coût de la photorespiration
en fixant le dioxyde de carbone dans un composé à quatre atomes
de carbone. Ce processus se déroule dans des cellules spécialisées du
mésophylle qui contiennent une enzyme possédant une affinité pour
le CO 2 bien supérieure à celle de la Rubisco et aucune affinité pour l’O 2 .
Le composé à quatre atomes de carbone est exporté vers les cellules
de la gaine fasciculaire, où il libère du dioxyde de carbone qui
sera utilisé pour le cycle de Calvin.
• Les plantes de type CAM ouvrent leurs stomates durant la nuit
et fixent le dioxyde de carbone dans des acides organiques qu’elles
emmagasinent dans les cellules du mésophylle. Pendant la journée,
les stomates se ferment et le dioxyde de carbone est libéré des acides
organiques qui seront métabolisés dans le cycle de Calvin.
• Les composés organiques dérivés de la photosynthèse fournissent
de l’énergie et des matériaux aux écosystèmes.
Pourquoi la photosynthèse est-elle plus coûteuse en énergie
pour les plantes de type C 4 et de type CAM que la photosynthèse
des plantes de type C 3 ? Quelles conditions climatiques favoriseraient
les plantes de type C 4 et de type CAM ?
éVaLUatiON
NiVeaU 1 : cONNaissaNces et cOMpréheNsiON
1. Les réactions photochimiques de la photosynthèse fournissent
au cycle de Calvin :
a) de l’énergie lumineuse.
b) du CO 2 et de l’ATP.
c) de la H 2 O et du NADPH 1 H
1
.
d) de l’ATP et du NADPH 1 H
1
.
e) un glucide et du O 2 .
2. Dans quel ordre le transport des électrons pendant la photosynthèse
s’effectue-t-il ?
a) NADPH 1 H
1 → O 2 → CO 2 .
b) H 2 O → NADPH 1 H
1 → Cycle de Calvin.
c) NADPH 1 H
1 → Chlorophylle → Cycle de Calvin.
d) H 2 O → Photosystème I → Photosystème II.
e) NADPH 1 H
1 → Chaîne de transport d’électrons → O 2 .
3. Quelle est la ressemblance entre les adaptations photosynthétiques
des plantes de type C 4 et celles des plantes de type CAM ?
a) Dans les deux cas, seul le photosystème I est utilisé.
b) Les deux types de plantes produisent des glucides en dehors
du cycle de Calvin.
c) Chez les deux types de plantes, une enzyme autre que la Rubisco
catalyse la première étape de la fixation du carbone.
d) Les deux types de plantes produisent la majeure partie
de leurs glucides dans l’obscurité.
e) Ni les plantes de type C 4 ni les plantes de type CAM
n’ont de thylakoïdes.
4. Lequel des énoncés suivants exprime une véritable distinction
entre les autotrophes et les hétérotrophes ?
a) Seuls les hétérotrophes ont besoin des composés chimiques
présents dans leur milieu.
b) La respiration cellulaire est propre aux hétérotrophes.
c) Seuls les hétérotrophes ont des mitochondries.
d) Les autotrophes, contrairement aux hétérotrophes, se nourrissent
à partir de dioxyde de carbone et d’autres substances
inorganiques.
e) Seuls les hétérotrophes ont besoin de dioxygène.
5. Quel processus n’a pas lieu durant le cycle de Calvin ?
a) La fixation du carbone.
b) L’oxydation du NADPH.
c) La libération d’oxygène.
d) La régénération de l’accepteur de CO 2 .
e) La consommation d’ATP.
?
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