Lernzettel: La photosynthèse

📋 Plan du Cours

1. Organisation du chloroplaste
2. Phase photochimique
3. Cycle de Calvin
4. Facteurs limitants et adaptations

📖 1. Organisation du chloroplaste

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Le processus par lequel les organismes chlorophylliens convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique dans le chloroplaste.
• Chloroplaste : Un organite délimité par une double membrane, contenant des thylakoïdes empilés en granums et baignés dans le stroma.

★ À maîtriser

📐 Formule — L’équation globale de la photosynthèse est $6\,CO_2 + 6\,H_2O + \text{énergie lumineuse} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$.

Compléments

• Les membranes des thylakoïdes contiennent la chlorophylle a, la chlorophylle b et les caroténoïdes, qui absorbent surtout les radiations rouges autour de 662 nm et bleues autour de 430 nm, tout en réfléchissant le vert.

📖 2. Phase photochimique

🔑 Notions clés & Définitions

• Photophosphorylation : La production d’ATP par l’ATP synthase grâce au gradient de protons établi dans la membrane du thylakoïde.

★ À maîtriser

• La phase photochimique, ou phase claire, se déroule dans la membrane des thylakoïdes lorsque les photons excitent les molécules de chlorophylle des photosystèmes II et I.

• La photolyse de l’eau libère des électrons, des protons H+ et du dioxygène.

• La circulation des électrons le long de la chaîne photosynthétique génère un gradient de protons de part et d’autre de la membrane du thylakoïde.

Compléments

• Le NADP+ est réduit en NADPH au cours de la phase photochimique.

• Le bilan de la phase photochimique est la production d’ATP et de NADPH ainsi que le rejet de dioxygène.

💡 Astuce mémo

Lumière → électrons → gradient de H+ → ATP et NADPH.

📖 3. Cycle de Calvin

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de Calvin : La phase non photochimique de la photosynthèse, située dans le stroma, qui dépend de l’ATP et du NADPH produits par la phase claire.

★ À maîtriser

• La RuBisCO fixe le CO2 sur le ribulose-1,5-bisphosphate, une molécule à 5 carbones, pour former deux molécules de 3-phosphoglycérate.

• Les molécules de 3-phosphoglycérate sont réduites en trioses phosphates grâce à l’ATP et au NADPH.

Compléments

• Trois tours du cycle de Calvin sont nécessaires pour former une molécule de triose phosphate, précurseur du glucose et de l’amidon.

• Une partie du ribulose est régénérée afin de permettre la poursuite du cycle de Calvin.

💡 Astuce mémo

Fixation du CO2 → réduction → régénération.

📖 4. Facteurs limitants et adaptations

🔑 Notions clés & Définitions

• Photorespiration : Un processus concurrent de la photosynthèse qui se produit lorsque la RuBisCO fixe l’O2 à la place du CO2 et réduit le rendement photosynthétique.

★ À maîtriser

• Les principaux facteurs limitants de la photosynthèse sont l’intensité lumineuse, la concentration en dioxyde de carbone, la température et la disponibilité en eau.

• Selon la loi des facteurs limitants de Blackman, le facteur le plus éloigné de son optimum fixe la vitesse du processus à un instant donné.

Compléments

• En 1905, Blackman a énoncé la loi des facteurs limitants.

• Les plantes en C4 et les plantes CAM concentrent le CO2 autour de la RuBisCO, ce qui limite la photorespiration dans les milieux chauds et secs.