Répondre aux questions suivantes qui permettront d'expliquer le déroulement de la photosynthèse en détaillant ses deux phases.
Dans quel type d'organite la photosynthèse se déroule-t-elle ?
La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes, qui contiennent les pigments photosynthétiques et les enzymes nécessaires à la réalisation de cette voie métabolique.
Où se déroulent les différentes phases de la photosynthèse ?
La phase photochimique se déroule dans les thylakoïdes. Les pigments photosynthétiques absorbent l'énergie lumineuse et l'utilisent pour la photolyse de l'eau et la production de transporteurs d'électrons réduits, et les protons présents dans le lumen sont utilisés par les ATP synthases pour produire de l'ATP. La phase non photochimique correspond à la réduction du dioxyde de carbone dans le stroma, grâce au fonctionnement du cycle de Calvin.
Quelles couleurs ont des longueurs d'ondes permettant la photosynthèse ?
Les longueurs d'onde correspondant au bleu et au rouge sont absorbées par les pigments photosynthétiques, et permettent de fournir l'énergie lumineuse utilisée dans les réactions de la phase photochimique. Les longueurs d'onde du vert et du jaune sont peu utilisées et sont donc transmises jusqu'à notre œil, c'est pourquoi les chloroplastes sont verts.
Que produit la phase photochimique ?
La phase photochimique de la photosynthèse permet la production de dioxygène (à partir de la photolyse de l'eau), d'ATP (grâce au transport de protons hors du lumen), et de transporteurs d'électrons réduits \ce{RH2} (grâce aux électrons libérés par la photolyse de l'eau).
Que produit la phase non photochimique ?
La phase non photochimique consomme l'ATP et les transporteurs d'électrons réduits qui sont produits durant la phase photochimique. Grâce à ces molécules, le \ce{CO2} est incorporé à des molécules organiques et réduit par l'intermédiaire du cycle de Calvin. La fixation de 6 molécules de dioxyde de carbone permet de produire une molécule de glucose (\ce{C6H12O6}) et de régénérer les molécules du cycle de Calvin. Cette phase non photochimique produit donc du glucose, de l'ADP et du Pi, des transporteurs d'électrons oxydés (\ce{R}).
La photosynthèse est une voie métabolique qui permet la production de la matière organique à partir du dioxyde de carbone (\ce{CO2}, molécule inorganique). Elle se déroule dans des organites spécialisés, les chloroplastes, qui contiennent les pigments photosynthétiques et les enzymes nécessaires à la réalisation de cette voie métabolique. La photosynthèse comporte deux phases : une phase photochimique (qui nécessite de l'énergie lumineuse) et une phase non photochimique (qui ne nécessite pas d'énergie lumineuse).
La phase photochimique se déroule dans les thylakoïdes. Les pigments photosynthétiques absorbent l'énergie lumineuse et l'utilisent pour la photolyse de l'eau et la production de transporteurs d'électrons réduits (\ce{RH2}), et les protons sont transportés hors du lumen par les ATP synthases pour produire de l'ATP. Les longueurs d'onde correspondant au bleu et au rouge sont absorbées par les pigments photosynthétiques, et permettent de fournir l'énergie lumineuse utilisée dans les réactions de la phase photochimique. L'équation bilan associée à la phase photochimique est :
\ce{H2O} + \ce{R} + n \text{ADP} + n \text{Pi} + \text{Énergie lumineuse} \ce{->} ½ \ce{O2} + \ce{RH2} + n \text{ATP}
La phase non photochimique correspond à la réduction du dioxyde de carbone dans le stroma, grâce au fonctionnement du cycle de Calvin. Elle consomme l'ATP et les transporteurs d'électrons réduits (\ce{RH2}) qui sont produits durant la phase photochimique. Grâce à ces molécules, le \ce{CO2} est incorporé à des molécules organiques et réduit par l'intermédiaire du cycle de Calvin. La fixation de 6 molécules de dioxyde de carbone permet de produire une molécule de glucose (\ce{C6H12O6}) et de régénérer les molécules du cycle de Calvin. L'équation bilan associée à la phase non photochimique est :
6 \ce{CO2} + 6 \ce{RH2} + n \text{ATP} \ce{->} \text{Glucose} (\ce{C6H12O6}) + 6 \ce{R} + n \text{ADP} + n \text{Pi}
La photosynthèse correspond donc à la réaction globale 6 \ce{CO2} + 6 \ce{H2O} + \text{Énergie lumineuse} \ce{->} \ce{C6H12O6} + 6 \ce{O2} mais fait en réalité intervenir des réactions biochimiques bien plus complexes que ne le laisse penser cette simple équation bilan.