La photosynthèse oxygénique (ou nutrition carbonée)

Thèmes abordés

Carbone, Calvin, carbone organique, carbone minéral, eucaryotes, chimiotrophe, phototrophe, ammoniaque, photosynthèse, fermentation, respiration, dioxygène, énergie, atmosphère, combustion, électron, photosynthèse anoxygénique, métabolisme, chloroplastes, appareil de Golgi, paroi cellulaire, vacuole, thylakoïdes, stroma, granum, lumen, enveloppe plastidiale, semi-autonomes, ADN acide désoxyribonucléique, photosystème, cytochrome, noyau porphyrine, amidon, photosystèmes

Résumé du document

Les plantes sont des organismes vivants, elles sont autotrophes pour le Carbone, c'est-à-dire qu'elles sont capables de fabriquer leur propre matière organique qui leur permettra de survivre. À l'inverse, les hétérotrophes (comme les êtres humains) ont besoin d'un apport extérieur (la nourriture par exemple) afin de produire leur matière organique. Les hétérotrophes transforment la matière organique végétale en matière organique animale (par la respiration ou la fermentation).
Donc, grâce à leur autotrophie, les plantes peuvent transformer du Carbone minéral (inorganique) en Carbone organique, ceci est permis par des processus/mécanismes très consommateurs d'énergie (processus endergonique). Un processus endergonique consomme de l'énergie, il ne s'agit pas d'une réaction spontanée.

Extraits

[...] En réalité, c'est l'eau (H2O) qui se coupe Les chloroplastes sont capables de détruire les molécules d'eau en présence de lumière, ceci s'appelle la PHOTOLYSE DE L'EAU : O2 va facilement sortir, les électrons arrachés à H2O permettront d'aller réduire le Carbone inorganique (CO2) en Carbone organique (CH2O), les protons sont utilisés pour la production de l'ATP. Donc, HILL a démontré que : Le Dioxygène dégagé provient d'H2O, et non du Dioxyde de Carbone (CO2). L'H2O est oxydé en O2, par un transfert ENDERGONIQUE d'électrons (non spontané, nécessite une COUPURE par un apport d'énergie lumineuse). (Dans la respiration, c'est l'inverse, l'O2 va se réduire en H2O par un transfert exergonique d'électrons, ce transfert sera alors spontané). [...]

[...] Le PS II va donc produire de l'O2 : photophosphorylation non cyclique. Le PS Iva augmenter le rendement de l'ATP : La plante a besoin de plus d'ATP que de NADPH afin de réduire le CO2 en Carbone organique. La réduction du carbone a lieu pendant la phase sombre avec le cycle de Calvin. Le cycle photosynthétique de la réduction du Carbone dans le cycle de Calvin Dans cette phase thermochimique (phase sombre de la photosynthèse), le Carbone atmosphérique est réduit pour former des sucres (les végétaux sont les producteurs primaires de Carbone organique sur notre planète). [...]

[...] Entre les deux épidermes (épithélium de surface) de la feuille, nous retrouvons le mésophylle (aussi appelé parenchyme) assimilateur, c'est ce tissu qui va contenir les cellules avec beaucoup de chloroplastes. C'est ce tissu qui produit la matière organique, il est chlorophyllien. À l'intérieur d'un chloroplaste, nous avons donc un stroma (la substance fondamentale), contenant des thylakoïdes. L'espace intra thylakoïdien s'appelle le lumen. Les thylakoïdes s'empilent entre eux pour former un granum (on dit un granum et des granas). Les thylakoïdes sont compartimentés par une enveloppe plastidiale membranes). Notons qu'une enveloppe n'est pas la même chose qu'une paroi. [...]

[...] Dans ce schéma, nous aurons l'intervention des 2 PS. Les électrons sont d'abord prélevés sur H2O (donnant ainsi de l'O2 et des protons ces électrons seront alors transférés au NADP+. Remarque : Les molécules chargées (comme ne peuvent pas passer librement à travers la membrane, les protons seront alors séquestrés dans le sac thylakoïdien, ils vont s'accumuler dans l'espace intra thylakoïdien (donc le pH va diminuer). Puis, l'ATP synthase se mettre en fonctionnement (ceci produira l'ATP par dissipation du gradient de protons). [...]

[...] Alors, nous avons un deuxième flux de lumière nécessaire pour faire encore monter les électrons vers des potentiels encore plus électronégatifs. PS I cèdera ensuite ses électrons à la Ferrédoxine (Fdx) qui cèdera ses électrons à un complexe FNR puis au NADP+ pour former NADPH. Certains transporteurs d'électrons de la chaîne peuvent également pomper des protons stromatiques pour les injecter dans l'espace intrathylakoïdien (nous avons alors une acidification du lumen du thylakoïde). On a donc la création d'un gradient électrochimique avec une accumulation de charges positives du côté du lumen. Enfin, l'ATP synthase dissipera le gradient électrochimique. [...]