Photosynthèse

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On distingue différents types de photosynthèses :

  • la photosynthèse oxygénique chez les végétaux et les cyanobactéries où du dioxygène issu de la photolyse de l'eau est dégagé ;
  • la photosynthèse anoxygénique chez les bactéries phototrophes autres que les cyanobactéries, synonyme d'assimilation chlorophyllienne ;
  • la photosynthèse artificielle qui entame une voie de laboratoire, au travers d'une membrane mécanique, pour la production de biocarburant.

La photosynthèse a pour but de créer de l'énergie (sous forme de glucide) à partir de l'énergie lumineuse provenant du soleil. L'énergie solaire est utilisée pour oxyder l'eau et réduire le gaz carbonique afin de synthétiser des substances organiques (glucides). Ce phénomène a lieu dans les chloroplastes, au niveau des membranes des thylacoïdes où se situent les photosystèmes I et II et les cytochromes.


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Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations


Blue-circle-target.png Idées générales

  • La photosynthèse est un phénomène physiologique d'une importance capitale car il est indispensable (directement ou indirectement) à toute forme de vie bactérienne, végétale, animale et humaine.
  • Les deux principaux "réservoirs" de carbone sont le CO2 atmosphérique et le carbone constitutifs des êtres vivants.
  • La photosynthèse est un des processus important dans la production de l'Energie Verte


Blue-circle-target.png Biosynthèse des molécules organiques La photosynthèse est un processus, métabolique et photochimique complexe, qui chez les végétaux et certaines bactéries (et certaines actions biochimiques) et, en présence de lumière et à partir de molécules minérales simples (CO2, H2O…), produit des molécules organiques glucidiques de masse molaire relativement faible. Certaines de ces molécules sont polymérisées en glucides de masse molaire élevée (amidon), d’autres enfin s’unissent à des molécules azotées. Le phénomène est caractérisé par une absorption de dioxyde de carbone et par un dégagement d’oxygène. Les molécules glucidiques initialement produites sont ensuite utilisées dans la biosynthèse de diverses molécules organiques, protides, lipides et glucides.


Blue-circle-target.png Exemple explicatif chez les végétaux:

  • Les végétaux sont donc des organismes phototrophes (autotrophes), comme le sont également les Cyanobactéries (algues bleu - vert), les Algues, les plantes avasculaires et les plantes vasculaires (supérieures).
  • Les végétaux synthétisent leur matière organique à partir de molécules simples et de l'énergie lumineuse (soleil). Ce processus s'appelle la photosynthèse.
  • L'énergie solaire est utilisée pour oxyder l'eau et réduire le gaz carbonique afin de synthétiser des substances organiques. Ce phénomène a lieu dans les chloroplastes, un organite spécifique des plantes, au niveau des membranes des thylakoïdes où se situent les photosystèmes I et II et les cytochromes.
  • L'énergie lumineuse est captée par des pigments assimilateurs : les chlorophylles (du grec : "khloros" - vert et "phullon" - feuille). Les chlorophylles sont situées dans les chloroplastes des cellules végétales ou dans des régions spécialisées de la membrane cellulaire des bactéries photosynthétiques.
  • La formule générale de la photosynthèse est : CO2 + H2O + hν (énergie lumineuse) --------> (CH2O) + O2:

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  • Chez les plantes photosynthétiques: La photosynthèse a lieu dans les feuilles dont l’anatomie est spécialisée dans cette fonction : les cellules des feuilles renferment de nombreux chloroplastes (jusqu’à 50 par cellule) qui contiennent un pigment vert, la chlorophylle, capable de capter l’énergie lumineuse qui sert à fabriquer des molécules de sucre à partir du l’eau puisée du sol par les racines et du gaz carbonique de l’atmosphère, capté par les feuilles. Les sucres produits par photosynthèse sont ensuite distribués dans toute la plante.


Blue-circle-target.png Stratégies de la photosynthèse

  • Le mécanisme de photosynthèse en C3 correspond au mécanisme de base de 95% des plantes vertes.
  • Dans les régions subtropicales à tropicales (10-30° de latitude, forte insolation, saison des pluies chaudes, 25-30°C en moyenne annuelle), certaines plantes ont développé des alternatives aux limitations imposées par le milieu afin de préserver certaine activité photosynthétique, ce mécanisme de photosynthèse particulier est appelée photosynthèse en C4.

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Blue-circle-target.png L’énergie solaire captée par les végétaux se transforme en produits hydrocarbonés qui peuvent être des sources d’énergie (énergie thermique et alimentaire).

Ce processus est la photosynthèse. Chaque année, à l’échelle du globe, 200 milliards de tonnes de dioxyde de carbone, soit plus de 10% du carbone atmosphérique sont ainsi transformés en biomasse. Les plantes terrestres, les algues et beaucoup de bactéries pratiquent la photosynthèse. Ainsi les cyanobactéries réalisent le même type de photosynthèse que les végétaux. La plus commune, Prochlorococcus, découverte en 1988, représente sans doute l’organisme photosynthétique le plus abondant de la planète : sa densité atteint 100 millions de cellules par litre d’eau de mer.


Blue-circle-target.png REMARQUE: Certains animaux utilisent le mécanisme de la photosynthèse ; La limace de mer, Elysia chlorotica, est le premier animal découvert capable d'utiliser la photosynthèse pour produire de l'énergie. Cette photosynthèse est effectuée par les chloroplastes de sa principale source de nourriture, l'algue Vaucheria litorea. De nombreux autres animaux peuvent établir une symbiose avec une algue : vers plats, coraux, anémones de mer, éponges, limaces de mer… La salamandre maculée est toutefois le seul vertébré connu à ce jour (2011) qui établisse une symbiose avec une algue, en l'occurrence Oophila amblystomatis.


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