Chapitre 16 : La photosynthèse

Chapitre 16 : La photosynthèse
La photosynthèse se produit au sein des chloroplastes des cellules végétales.
Description de la cellule végétale :
 Cellulose : paroi de la cellule végétale composée de sucre (amidon-glucose).
 Stomates : ouvertures situées sur la face interne de la feuille par lequel entre le CO2 et sort l’O2.

Prit sur un site : [BLACKMAN en déduisit en 1905 que la photosynthèse comportait des réactions
photosensibles et donc photochimiques (= réactions "claires"), et d'autre part des réactions indépendantes de
la lumière, catalysées par des enzymes et donc dépendant de la température (= réactions "sombres").] ???
Les cellules de la gaine vasculaire ainsi que les racines stockent l’amidon.
 Mésophile : elle constitue la partie supérieure et inférieure de l’épiderme où se trouvent les stomates. Les cellules qui
le constituent sont riches en chloroplastes,
 Vacuole : organite rempli de liquide, endroit de stockage (substance de défense, colorant, parfum, …), hydrosquelette.
 Tonoplaste : membrane de la vacuole.
 Chloroplastes : ce sont des organites propres aux cellules autotrophes. Ils sont délimités par une membrane unitaire
externe et une membrane interne, lisses toutes les 2. Ils sont capables d’autoréplication : ils comportent dans leur
matrice (stroma), un ADN annulaire et des ribosomes assurant la synthèse de certaines de leurs enzymes.
o Stroma : compartiment limité par la membrane interne du chloroplaste ; c’est la matrice où se trouvent
ADN annulaire, ribosome et enzymes qui convertissent le  en sucre..
o Thylakoïdes : système de membrane, internes au chloroplaste, formant un réseau de saccules aplatis très
grand en surface par rapport au volume qu’il délimite. 3 types importants de molécules s’y trouvent :
1. La chlorophylle
2. Les enzymes et les cofacteurs du système de transport d’électrons.
3. Les complexes enzymatiques qui assurent la synthèse d’ATP.
o Espace thylakoïdien : compartiment rempli par les thylakoïdes.
o Grana ou granum : disques empilés situés entre les thylakoïdes. C’est à cet endroit que se trouvent les
pigments chlorophylliens :
 chlorophylle a et b qui absorbe les couleurs orange-rouge.
 caroténoïdes qui sont de couleur orange et absorbent le
bleu.
 xanthophylles qui sont de couleur jaune et absorbe le bleu.
o Pigments chlorophylliens : pigments photosynthétiques capable d’absorber la lumière. Ils sont en organisés
en 2 parties : le photosystème I qui contient la chlorophylle a et absorbe la lumière à 700 nm et le
photosystème II qui contient la chlorophylle b et absorbe la lumière à 680 nm.

Rôle de la photosynthèse
1. L’inverse de cette réaction est le résultat de la respiration. Le déchet des uns fait la nourriture des
autres.  CYCLE. Le sucre, l’énergie créée par les autotrophes à partir de la dégradation de
molécules organiques va être consommé par les hétérotrophes.
2. L’oxygène présent dans notre atmosphère est renouvelé par la photosynthèse.
La plante capte l’eau les minéraux par osmose via ses racines mais comme la fleur, elles sont incapables de
faire la photosynthèse car elles ne possèdent pas de chlorophylle ; elles font uniquement la respiration
cellulaire. Quant aux parties vertes de la plante, elles font les 2 mais le rendement de la photosynthèse est
plus élevé.
L’H2O est la source de l’oxygène produit par la photosynthèse et non du CO2.
Les facteurs qui influencent la photosynthèse :
 Chlorophylle, H2O (capté par les racines grâce à l’osmose) + rejet d’O2
 Lumière et rejet d’O2 (déchet) [Si l’intensité lumineuse augmente, alors la production d’O2 aussi]
 stockage du sucre (glucide-amidon), il faut alors consommation de CO2
 stockage de l’énergie ATP
 Autotrophe : organisme capable d’utiliser la lumière.
 Photoautotrophe : c’est un organisme qui utilise la lumière comme source d’énergie et le CO2 comme source de
carbone.
Les organismes capables de la photosynthèse :
 Végétaux terrestres : mousses, fougères, griofites, plantes à fleurs (angiosperme).
 Végétaux marins : algues
 Protistes (organisme eucaryote unicellulaire), cyanobactéries, bactéries sulfureuses,…

Déroulement de la photosynthèse : 6 CO2 + 6 H2O ---> C6H12O6 + 6 O2
Etape 1 : Phase claire
 Photosystème II (680 nm) : Les photons excitent la surface de feuille (chlorophylle) par leurs
impacts, les électrons sont alors enrichi en énergie (état excité).
 Les e- émit vont retrouver leur potentiel initial par 2 étapes
possibles :
 Soit en réagissant avec une molécule d’ extérieure qui
va être lysée sous l’action de la lumière et qui produira de
l’oxygène ; photolyse de l’eau :    
Les  utilisés ont perdu leur énergie et viennent alors
combler le déficit au niveau du Photosystème II.
 Soit par photophosphorylation ; une succession d’étapes
d’oxydoréduction via un complexe d’enzymes (cytochrome) qui produira de l’ATP, jusqu’à être
complètement vidé d’énergie et ainsi combler le déficit en  dans le Photosystème I.
Le transport des  est couplé au pompage des protons du stroma à travers la membrane
des thylakoïdes. Il en résulte une accumulation de protons à l’intérieur de ceux-ci et
l’établissement d’un gradient électrochimique de membrane. Le retour des protons vers le
stroma fournit grâce au gradient, de l’énergie nécessaire pour convertir l’  en  grâce
au complexe ATP synthétase.

 Photosystème II (700 nm) : Les photons excitent la surface de feuille (chlorophylle) par leurs
impacts, les électrons sont alors enrichi en énergie (état excité).
 Les e- émit vont retrouver leur potentiel initial par 1 seule étape possible :
 Ils seront véhiculé par une chaîne de transporteur d’  dont le cytochrome situés
dans la membrane des thylakoïdes vers un accepteur final :      
De ce fait, il y aura un déficit en électron à la surface de la feuille mais qui sera vite
comblé grâce aux e- du photosystème II ayant perdu de l’énergie par rédox.
Conclusion : 1. Photosystème I : excitation des .
2. A) photolyse de l’eau B) photophosphorylation
3. Photosystème II : excitation
4. Production NADPH.
Etape 2 : Phase sombre (dans le stroma)
 Cycle de Calvin-Benson ou des pentoses phosphates : Le atmosphérique est réduit et incorporé à
des molécules organiques complexes via une longue chaîne enzymatique, rubisco qui le convertit en
glucose.
Cette fixation de  utilise le pouvoir réducteur du NADPH et l’énergie générée sous forme d’ATP
au cours de la phase claire.
 Un sucre en C5 (rubilose) réagit avec une molécule de  qui a été capté par une enzyme, la
rubisco. Celle-ci accroche le  au rubilose qui donnera une molécule à 6C instables qui va se scinder
en 2, donnant 2 sucres C3 puis une succession d’étape va former le glucose, qui sera ensuite
polymérisé en amidon. L’ATP est alors devenue de l’ADP.
Conclusion : 1. Réduction du CO2 par apport de H+ par le NADPH qui produit du glucose
2. Polymérisation du glucose en amidon.