Thème 2, Chapitre 1, Activité 5 Dans la réaction de la photosynthèse

Thème 2, Chapitre 1, Activité 5
Dans la réaction de la photosynthèse l’eau lumière apparaît comme un donneur d’hydrogène et
d’électrons et
En 1937, Hill envisagea l’existence d’un intermédiaire qui accepterait les électrons provenant
de l’eau pour les transférer au dioxyde de carbone. Il entreprit de vérifier cette idée en remplaçant cet
intermédiaire inconnu par un oxydant artificiel qui serait réduit à la lumière par les électrons
provenant de l’eau. Cet oxydant artificiel est appelé Réactif de Hill (ferricyanure de potassium)
oxydation
n H2O n H+ + n e- + n O2
Réactif de Hill
Oxydant artificiel Réduit à la lumière
La réaction de Hill sur des chloroplastes isolés
Document 1 : Résultat d’expérience de la réaction de Hill sur des chloroplastes isolés.
1°. Commenter les diverses phases de cette expérience en présentant les résultats et leur
interprétation sous forme de tableau.
Période
De 0 à 1 mn
De 1 à 2 mn
De 2 à 5 mn
De 5 à 8 mn
De 8 à 11 mn
Conditions
expérimentales
Obscurité
Lumière
Lumière
+
Ajout de Réactif
de Hill
Obscurité
+
Réactif de Hill
Lumière
+
Ajout de
Réactif de Hill
Résultat
Diminution de
la quantité
de O2 dans le
milieu
Diminution de
la quantité de
O2 dans le
milieu
Augmentation
de la quantité
de O2 dans le
milieu
Diminution de
la quantité de
O2 dans le
milieu
Augmentation
de la quantité
de O2 dans le
milieu
Interprétation
Respiration
Respiration
Respiration
+
Photosynthèse
Respiration
Respiration
+
Photosynthèse
2°. Préciser les conditions nécessaires au dégagement de dioxygène.
Pour que le dégagement du dioxygène puisse se faire, il faut simultanément de la lumière et la
présence d’un oxydant.

Bilan provisoire
La photosynthèse comprend deux phases :
La première, initiée par l’absorption de photons par les pigments chlorophylliens situés dans
les thylakoïdes : phase photochimique.
. Elle consiste en l’oxydation de l’eau
L'eau est oxydée et décomposée en électrons, protons et dioxygène ; c'est la photolyse de l'eau.
H20 ---> 2H+ + 2 e- + 1/2 02
. La formation de composés réduits (RH2) ; Le couple redox R / RH2 .
Les composés R et RH2 forment un couple redox présent notamment dans les chloroplastes.
Les électrons et les protons sont transférés à un accepteur R qui passe de l'état oxydé (R) à l'état réduit
(RH2) R + 2H+ + 2e- ---> RH2
Ce qui donne le bilan suivant 2R + 2H2O ---> 2RH2 + O2
(document 2 livre page 18)
 Lors de ce transfert, la synthèse d'ATP (molécule énergétique) à partir d'ADP et de Pi est activée

Document : La synthèse d’ATP.
L'ATP (adénosine triphosphate) est synthétisé à partir d'ADP (adénosine diphosphate) et de phosphate
inorganique Pi.
Lors du transfert d’électrons, une synthèse d'ATP (molécule énergétique) à partir d'ADP et de Pi
est activée.
Cette synthèse nécessite un apport d'énergie pour l'établissement d'une liaison entre deux
groupements phosphate : c'est une phosphorylation. Si la source d'énergie est la lumière, on parle de
photophosphorylation.
La liaison formée peut ultérieurement être hydrolysée, ce qui libère de l'énergie. L'ATP est une molécule
essentielle pour les transferts d'énergie dans la cellule.
Structure de l’ATP
Synthèse de l’ATP par phosphorylation de l’ADP
Document : Conditions de synthèse de l’ATP dans les chloroplastes.
Conditions expérimentales
Résultats expérimentaux
Milieu éclairé contenant des chloroplastes intacts dans
une solution dépourvue d'ADP et de Pi
Pas de synthèse d'ATP
Milieu éclairé contenant des chloroplastes intacts dans
une solution contenant d'ADP et de Pi
Synthèse d'ATP
Milieu éclairé contenant des chloroplastes dont les
membranes sont brisées, dans une solution contenant
d'ADP et de Pi
Pas de synthèse d'ATP
Milieu éclairé contenant des chloroplastes intacts dans
une solution contenant d'ADP et de Pi mais dépourvue
d'oxydant (type réactif de Hill)
Pas de synthèse d'ATP
1°. Expliquer ce qu’est la molécule d’ATP et son rôle.
L'ATP, ou adénosine triphosphate, est synthétisé à partir d'ADP (adénosine diphosphate) et de phosphate
inorganique Pi.
Cette synthèse nécessite un apport d'énergie pour l'établissement d'une liaison entre deux
groupements phosphate: c'est une phosphorylation.

Le rôle de la molécule d’ATP.
La liaison formée peut ultérieurement être hydrolysée, ce qui libère de l'énergie.
L'ATP est une molécule essentielle pour les transferts d'énergie dans la cellule.
3°. Quels sont les facteurs nécessaires à sa synthèse.
Conditions expérimentales
Résultats expérimentaux
Interprétation
Lumière
Chloroplastes entiers
Sans ADP et Pi
Pas de synthèse ATP
Sans ADP et Pi pas de synthèse
d’ATP possible dans les
chloroplastes en présence de
lumière
Lumière
Chloroplastes entiers
Avec ADP et Pi
Synthèse ATP
Conditions permettant la
synthèse d’ATP
Lumière
Chloroplastes sans thylakoïdes
Avec ADP et Pi
Pas de synthèse ATP
Les thylakoïdes sont nécessaires
pour la production d’ATP
Lumière
Chloroplastes entiers
Avec ADP et Pi
Sans oxydant
Pas de synthèse ATP
Un oxydant est nécessaire pour
la production d’ATP
L’ATP est synthétisée dans les thylakoïdes des chloroplastes à partir d’ADP et Pi en présence de
lumière et d’un oxydant (R+) qui sera réduit (RH2+).
En bilan, lors de la phase photochimique, l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique.
ADP + Pi ---> ATP
Dans le stroma, des transporteurs réduits : RH2, et de l'ATP sont ainsi disponibles.
On a : H2O + ADP + Pi + R---> RH2 + ATP + O2 (produit de déchet rejeté dans l’air)
Représentation schématique des principales étapes de la phase photochimique.