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La Photorespiration Description et stratégies dévitement Collège Lionel-Groulx.

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1 La Photorespiration Description et stratégies dévitement Collège Lionel-Groulx

2 La photorespiration 1.Rappels 2.La RuDP carboxylase et la fixation de lO 2 3.La photorespiration 4.La photorespiration et les climats secs 5.Stratégies dévitement de la photorespiration a.La photosynthèse C4 b.La photosynthèse CAM c.Comparaison C4/CAM Plan du cours Collège Lionel-Groulx

3 Léquation générale de la photosynthèse 1.Rappels Collège Lionel-Groulx + énergie lumineuse

4 Cycle de Calvin (Photosynthèse C 3 ) P P 3 P 6 6 P 6 P 5 CO 2 P PGAL P 3 P 1.Rappels Collège Lionel-Groulx

5 Fixation du carbone P CO 2 P 2 P Ribulose diphosphate (RuDP) 3-Phosphoglycérate (3PG) 1.Rappels Collège Lionel-Groulx

6 La RuDP carboxylase (ou RubisCO) Ribulose bisphosphaste Carboxyl ase / Oxygén ase Famille de macromolécules? Fixe le CO 2 sur le RuDP Protéine la plus abondante sur Terre! 1.Rappels Collège Lionel-Groulx

7 La RubisCO 2.La RubisCO et la fixation de lO 2 Ribulose Bisphosphaste Carboxyl ase / Oxygén ase Permet de fixer le Carbone CO 2 Permet de fixer l Oxygène O 2 Collège Lionel-Groulx

8 La RubisCO 2.La RubisCO et la fixation de lO 2 Capable de fixer le dioxygène (O 2 ) Si la concentration en O 2 est trop forte, alors cest lactivité oxygénase qui sera favorisée aux dépens de lactivité carboxylase Collège Lionel-Groulx

9 La fixation de lO 2 3.La photorespiration P O2O2 P Ribulose diphosphate (RuDP) 3-Phosphoglycérate (3PG) P 2-Phosphoglycolate Collège Lionel-Groulx

10 La photorespiration 3.La photorespiration P 2O 2 P (3PG) P CO 2 (RuDP) Chloroplaste Peroxysome Mitochondrie ATP ADP + Pi Collège Lionel-Groulx NAD + NADH+H + NAD +

11 Le bilan de la photorespiration 3.La photorespiration 2 O C + énergie9 C + CO 2 (2 X RuDP) (3 X 3PG) Perte de matière organique et dénergie Diminue lefficacité de la photosynthèse réduction de 50% des rendements agricoles due aux pertes de matière organique Collège Lionel-Groulx (ATP + 2 NADH + 2 H + )

12 Pourquoi alors ? 3.La photorespiration Hypothèse: Vestige de lévolution ? Au moment de lapparition de la RubisCO peu de O 2 Donc pas besoin de distinguer le CO 2 du O 2 Mais maintenant est inévitable car plus de O 2 Collège Lionel-Groulx

13 Impact dun climat sec 4.La photorespiration et les climats secs Photorespiration augmente si trop de O 2 par rapport au CO 2 dans la feuille 1.Quelle est la structure de la feuille responsable des échanges gazeux ? 2.Quel est limpact du climat sec sur cette structure? 3.Quel est limpact du climat sec sur la composition en gaz dans la feuille lors de la photosynthèse ? 4.Quel est limpact du climat sec sur la photorespiration? Collège Lionel-Groulx

14 Impact du climat (Réponses) 4.La photorespiration et les climats secs Climat Normal Climat Sec CO 2 O2O2 Ouverts Fermés Éviter la perte deau O2O2 CO 2 O2O2 Plus de CO 2 que dO 2 Peu de photorespiration de O 2 de photorespiration Collège Lionel-Groulx

15 Plantes de climats secs Ferment les stomates pour éviter les pertes deau Donc augmentation de O 2 vs CO 2 lors de la photosynthèse Risque daugmentation de la photorespiration 4.La photorespiration et les climats secs Collège Lionel-Groulx

16 Pour éviter la photorespiration: 5.Stratégies dévitement de la photorespiration Il faut quil y ait plus de CO 2 que dO 2 autour de la RubisCO Collège Lionel-Groulx

17 Pour éviter la photorespiration: Il faut quil y ait plus de CO 2 que dO 2 autour de la RubisCO Photosynthèse de type C 4 Exemples: Canne à Sucre Maïs Graminées en général a.La photosynthèse C4 Collège Lionel-Groulx

18 Photosynthèse C 4 a.La photosynthèse C 4 PEP Carboxylase CO 2 O2O2 Oxaloacétate (4C) Malate CO 2 PEP ATP Pyruvate Glucide Cellule de la gaine fasciculaire Tissu conducteur Premier composé : 4 Carbones Cellule du mésophylle Figure Collège Lionel-Groulx

19 Avantages de la photosynthèse C 4 a.La photosynthèse C 4 PEP carboxylase ne peut pas fixer lO 2 Fixe le CO 2 puis le livre dans les cellules contenant la RubisCO PEP Carboxylase CO 2 O2O2 Oxaloacétate (4C) Malate CO 2 PEP ATP Pyruvate Glucide Cellule de la gaine fasciculaire Tissu conducteur Cellule du mésophylle Collège Lionel-Groulx

20 Avantages de la photosynthèse C 4 a.La photosynthèse C 4 Cellule du mésophylle agit comme un filtre Même si augmentation de lO 2 dans la feuille, il y a plus de CO 2 que dO 2 autour de la RubisCO Peu de photorespiration PEP Carboxylase CO 2 O2O2 Oxaloacétate (4C) Malate CO 2 PEP ATP Pyruvate Glucide Cellule de la gaine fasciculaire Tissu conducteur Cellule du mésophylle Collège Lionel-Groulx

21 Pour éviter la photorespiration: Il faut quil y ait plus de CO 2 que dO 2 autour de la RubisCO Photosynthèse de type CAM Exemples: Ananas Cactus b.La photosynthèse CAM Collège Lionel-Groulx

22 Photosynthèse CAM JOURNUIT CO 2 PEP carboxylase Vacuole Malate O2O2 CO 2 Cycle de Calvin b.La photosynthèse CAM PEP Épiderme Collège Lionel-Groulx

23 Avantages de la photosynthèse CAM b.La photosynthèse CAM Même si les stomates sont fermés, on libère le CO 2 stocké la nuit Donc même si quantité O 2 augmente, plus de CO 2 autour de la RubisCO Peu de photorespiration JOUR O2O2 Malate CO 2 Cycle de Calvin PEP Épiderme Collège Lionel-Groulx

24 Comparaison c.Comparaison C 4 /CAM C4C4 CAM Collège Lionel-Groulx

25 Comparaison c.Comparaison C 4 /CAM Séparation temporelle (Jour vs Nuit) C4C4 CAM Climats secs et arides Peu de photorespiration Séparation spatiale (Mésophylle vs Gaine) Collège Lionel-Groulx

26 Synthèse Résumez en une phrase chacun des concepts suivants: Photorespiration Photosynthèse C 4 Photosynthèse CAM Réflexion: à quel type de plantes (C 3 ou C 4 ) les changements climatiques profiteront le plus? Réflexion et lien avec le module précédent: combien dATP sont perdus par cycle de photorespiration? Collège Lionel-Groulx

27 Synthèse La RubisCO peut fixer le CO 2 ou lO 2 Si fixation du CO 2 Cycle de Calvin Photosynthèse normale Si fixation du O 2 Photorespiration Diminution de la photosynthèse Perte de matière organique Climat sec augmente la photorespiration car plus de O 2 que de CO 2 dans la feuille Collège Lionel-Groulx

28 Synthèse Pour éviter la photorespiration, il existe deux mécanismes dadaptations des plantes de climats secs: Photosynthèse C 4 Séparation spatiale qui permet quil y ait plus de CO 2 que dO 2 autour de la RubisCO Photosynthèse CAM Séparation temporelle qui permet quil y ait plus de CO 2 que dO 2 dans la feuille en journée Collège Lionel-Groulx


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