Diapos - ANABOLISME : Photosynthèse
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Photosynthèse © Julie Lavoie, C. Lionel-Groulx ; images © ERPI Photosynthèse vs Respiration cellulaire Fixation du Carbone inorganique dans des glucides Photosynthèse : 6 CO2 + 6 H2O + Lumière C6H12O6 + 6 O2 Réduction (+é) Oxydation (- é) vs Oxydation des glucides ATP Respiration cellulaire : C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Énergie Oxydation (- é) Réduction (+é) ATP 2 PHOTOSYNTHÈSE : OÙ?... •Mésophylle des parties vertes (feuilles, tiges…) de la plante : « organes sources » •Structure des feuilles favorise les échanges (stomates gaz) et la circulation (nervures H2O, nutriments élaborés) •Entièrement dans les chloroplastes [1a, p. 195] ou [1b, p. 209] •Structure du chloroplaste : double mb + thylakoïdes (compartiments internes ) empilés en grana L’essentiel en un coup d’œil : les 2 étapes interdépendantes de la photosynthèse [1a ou 1b, p. 211] Rappel : équation de la Photosynthèse Photosynthèse : 6 CO2 + 6 H2O + Lumière C6H12O6 + 6 O2 Réduction (+é) Oxydation (- é) 5 Rx photochimiques : résumé (1/2) Des protéines insérées dans la membrane des thylakoïdes sont impliquées : • Des Photosystèmes (PS) = protéines + pigments, dont deux (2) chlorophylles a particulières : P680 dans PS II, P700 dans PS I (PSI car découvert le premier). Clic Fig. chloro. • Des chaînes de transport d’électrons (les accepteurs d’e- sont, dans l’ordre, de plus en plus électronégatifs) et des ATP synthases. Le voyage des électrons (transport non cyclique) : Clic Fig. Rx photochimiques • Des photons (E lumineuse) pigments du PS II ET du PS I ; 1 e- des chlorophylles a P680 ET P700 est excité, perdu (cédé à) accepteur primaire réduit E chimique! • Les PS, très puissant agents oxydants, DOIVENT remplacer leurs e- perdus! o Scission de H2O 2 H+ + 2 e- + ½ O2 ; le P680 du PS II remplace son e- par un e- de l’H2O. o L’ e- arraché au P680 du PS II descend la chaîne de transport d’e- vers le P700 du PS I, qui l’accepte pour remplacer le sien. o L’ e- arraché au P700 du PS I courte chaîne de transport vers un accepteur final = NADP+ (réduction en NADPH + H+), dans le stroma. • Les ½ O2 se combinent O2 libéré par la photosynthèse. • RAPPEL : les e- qui descendent une chaîne de transport d’e- libèrent de l’Énergie. Photosynthèse - 1ère étape : Rx photochimiques et chimiosmose RETOUR TEXTE 1/2 RETOUR TEXTE 2/2 [1a, p. 205] ou [1b, p. 221] Réactions photochimiques : résumé (2/2) Utilisation de l’énergie libérée par les électrons (chaîne de transport) : • « Pompage » de protons (H+) du stroma vers l’intérieur des thylakoïdes, où ils s’accumulent • S’y ajoutent les H+ libérés lors de la scission d’H2O dans les thylakoïdes, DONC création d’un fort gradient de H+ (force proton motrice, ~eau dans un réservoir). • Les protons vont ensuite traverser vers le stroma, dans le sens de leur gradient, par des ATPsynthases ( production d’ATP) (~eau dans une turbine). Clic vers Figure Rx photochimiques Clic vers Figure Chimiosmose comparée Que reste-t-il au terme des rx photochimiques?… •ATP •NADPH + H+ •Seront utilisées dans la 2e étape de la photosynthèse : le cycle de Calvin La 2e étape de la photosynthèse : le cycle de Calvin OÙ? Dans le stroma des chloroplastes RETOUR TEXTE = Enzyme [1a, p. 207] ou [1b, p. 222] M. Calvin, A. Benson et J. Bassham, ~fin années 1940 ; Nobel 1961 Cycle de Calvin : résumé Clic Fig. cycle Calvin Fixation du CO2 : •Entrée dans la plante par les stomates, diffusion vers l’intérieur des cellules, puis jusqu’au stroma des chloroplastes. •Là, l’enzyme RUBISCO lie chaque 3 mol de CO2 à 3 mol de RuDP, (5C chacun) 3 mol de molécules à 6C (donc = un total de 18 mol d’atomes de C). •Réorganisation en 6 mol de molécules à 3C chacune (APG) (toujours = 18 C). •Ajout de 1 Pi (consommation d’ATP) à chaque molécule. Enzyme qui transfère un groupement phosphate = ?... Réduction : •Ajout d’électrons (provenant de NADPH) NADP+ régénéré. •Le Pi se détache ; molécule + stable, le PGAL (6 mol de molécules, à 3C chacun). •Une (1) mol PGAL quitte le cycle, les cinq (5) autres continuent dans le cycle. Régénération du RuDP (Ribulose diphosphate) : •Réorganisation en 3 mol de molécules à 5C chacune, avec ajout de 1 Pi chacun (donc consommation de 3 mol ATP) 3 mol RuDP, prêt à être lié à 3 mol CO2 par la RUBISCO. RAPPEL: les 2 étapes interdépendantes de la photosynthèse [1a ou 1b, p. 211] Liens structure-fonction dans le chloroplaste? • Compartimentation interne : espace intra-thylakoïdien vs stroma… • Quantité élevée de petits thylakoïdes (et non un gros compartiment)… • Perméabilité des mb thylakoïdiennes aux H+… [1a, p. 195] ou [1b, p. 209] Chlorophylle et photosystèmes [1a, p. 200] ou [1b, p. 215] RETOUR TEXTE [1a, p. 201] ou [1b, p. 217] Chimiosmose comparée : Respiration cellulaire vs Photosynthèse = Phosphorylation = Photophosphorylation oxydative RETOUR TEXTE [1a, p. 204] ou [1b, p. 220]
