La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

COURS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE NUTRITION CARBONEE Prof. H. ZAID Mai, 2013 (Part 8)

Présentations similaires


Présentation au sujet: "COURS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE NUTRITION CARBONEE Prof. H. ZAID Mai, 2013 (Part 8)"— Transcription de la présentation:

1 COURS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE NUTRITION CARBONEE Prof. H. ZAID Mai, 2013 (Part 8)

2 Résumé de la 7 ème partie Introduction Les autotrophes Les hétérotrophes Le chloroplaste: site de la photosynthèse Equation globale de la photosynthèse Spectre électromagnétique et lumière visible Spectre dabsorption des pigments Origine de loxygène produit Les deux phases de la PS Réactions claires (ou photochimiques) Réactions sombres (ou biochimiques)

3

4 Lumière Chloroplaste Réactions lumineuses Calvin cycle NADP ADP + P

5 Mécanismes de la phase claire La phase claire : capter lénergie lumineuse des photons et la transmettre, via des électrons chargés de cette énergie, à une chaîne daccepteurs délectrons : phase photochimique. La phase claire nécessite donc de la lumière et aboutit à la formation de deux molécules : ATP et NADPH

6 1 - Notion dunité photosynthétique Les pigments photosynthétiques impliqués dans le dégagement d'oxygène fonctionnent-ils séparément ? Ou sont-ils plutôt associés dans des unités comprenant beaucoup de molécules de chlorophylle qui coopèrent ensemble ?

7 Environ 2500 molécules de chlorophylles sont impliquées dans la libération d'une molécule de O 2. Cest lunité photosynthétique (association d'un grand nombre de chlorophylles au sein d'une unité photosynthétique).

8 2 –Structure des photosystèmes Les photosystèmes sont les centres photorécepteurs de la membrane des thylakoïdes contenus dans les chloroplastes. Ils sont constitués : - dune antenne collectrice et - dun centre réactionnel situé au centre de lantenne.

9 3 - Antenne et centre réactionnel Les pigments présents dans les unités photosynthétiques forment une antenne qui collecte l'énergie lumineuse. Cette énergie est ensuite transmise au centre réactionnel qui contient une molécule de chlorophylle « a » particulière.

10 Chlorophylle a Chlorophylle b Xanthophylles Carotènes Représentation schématique d'une antenne de photosystème

11 Cette molécule piège cède alors un électron à un accepteur qui passe à l'état réduit. A ce stade l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique.

12 Rôle de l'antenne ll y a peu de chances qu'un photon touche directement la molécule de chlorophylle spécialisée du centre réactionnel.

13 L'antenne est schématisée par un entonnoir qui draine l'énergie des photons reçus par de nombreuses molécules de pigments jusqu'à une molécule de chlorophylle « a » correspondant au centre réactionnel.

14 Représentation schématique d'une antenne de photosystème Antenne Donneur 1 Accepteur 1 Lumière Centre réactionnel

15 Cette représentation montre que de très nombreuses molécules de pigments peuvent être excitées par les photons et qu'elles peuvent transmettre l'énergie reçue, par résonnance à la molécule de chlorophylle « a » du centre réactionnel

16 4 – Les deux photosystèmes Il y a deux types de photosystèmes dans la membrane des thylakoïdes. Le centre réactionnel du photosystème I comprend le pigment P 700, alors que celui du photosystème II comprend le pigment P 680. Le P 700 et le P 680 sont des molécules de chlorophylle « a » qui possèdent des spectres dabsorption différents.

17 5 - Mécanisme des photosystèmes Les photosystèmes sont des unités photoréceptrices de la membrane des thylakoïdes.

18 Photon Photosystème produisant le NADPH ATP Deux types de photosystèmes coopèrent dans les réactions lumineuses Photosystème photolysant leau

19 Le photosystème II (PSII) Lénergie lumineuse est tout dabord absorbée par lantenne collectrice qui transmet ensuite son énergie au complexe P680. La chlorophylle « a » présente dans le complexe P680 libère alors les électrons qui seront captés par laccepteur primaire (chlorophylle A 0 = chlorophylle « a » modifiée) et transportés par la chaîne daccepteurs délectrons.

20 Ces électrons passent ensuite par le complexe de cytochromes où ils induisent le passage de protons du stroma vers lespace intra-thylakoïdien. Les protons ainsi accumulés forment ce que lon appelle le gradient de protons, qui permettra à lATP synthétase de produire de lATP.

21 En quittant le complexe de cytochromes, les électrons sont transmis au photosystème I (PSI). La chlorophylle « a » du P680 a donc perdu des électrons quelle doit récupérer pour continuer à fonctionner ; ils lui sont fournis via la photolyse de leau

22 Le photosystème I (PSI) La poursuite de la photosynthèse nécessite encore de lénergie lumineuse qui sera absorbée par lantenne collectrice et qui sera transmise au complexe P700. Le rôle du complexe P700 sera de charger en énergie les électrons transmis par le complexe des cytochromes. Ces électrons seront transportés par la chaîne daccepteurs délectrons jusquà la ferrédoxine.

23 Photosystème 1

24 La ferrédoxine les transportera jusquà la NADP réductase qui réduira le NADP + en NADPH + H +. La chlorophylle « a » du P700 a donc perdu deux électrons quelle doit récupérer pour que le système fonctionne ; ces électrons lui sont fournis par le PSII.

25

26 6 - Transport des électrons dans la phase claire * La photolyse de leau et le transport non cyclique des électrons Au niveau du PSII va sopérer une étape majeure de la photosynthèse : la photolyse de leau. A chaque fois que PSII est photo-oxydé, leau lui fournit un électron pour compenser la perte quil vient de subir et permettre sa régénération. Leau est donc le donneur délectrons primaire de la photosynthèse.

27 Les électrons libérés par photolyse de leau seront capturés par le PSII, les protons produits iront saccumuler dans lespace intra-thylakoïdien pour participer au gradient de protons, et loxygène sera libéré dans latmosphère. Loxygène est donc un déchet de la photosynthèse.

28 Accepteur délectrons Primaire Chaîne de Transport délectrons Transport délectrons Photons PHOTOSYSTEME I Energie pour la synthèse de l Photophosphorylation Non Cyclique PHOTOSYSTEME II

29 Mécanismes de la phase sombre La phase sombre correspond à la phase dassimilation du CO 2 qui utilise les molécules énergétiques produites lors de la phase claire et qui est réalisée de manière cyclique. Ce cycle est appelé cycle de Calvin et il se déroule dans le stroma du chloroplaste.

30 Cycle de Calvin Le cycle de Calvin permet de fixer le carbone contenu dans le CO2 atmosphérique en le liant aux atomes d'hydrogène des molécules d'eau. Lénergie chimique contenue dans lATP et le NADPH permet de fixer le C du CO2

31 Le carbone fixé est ensuite réduit en glucide par l'ajout d'électrons et de protons H+. Le potentiel réducteur est fourni par le NADPH + H+ qui a acquis des électrons grâce à la phase photochimique.

32 Le cycle de Calvin a besoin d'énergie sous forme d'ATP pour convertir le carbone en glucides. Cependant, chez la plupart des végétaux, le cycle de Calvin se déroule de jour, car c'est durant le jour que la phase photochimique peut régénérer le NADPH + H+ et l'ATP indispensables à la transformation du carbone en glucide.

33 Sans la présence de la lumière et des produits qui résultent de la phase photochimique, cette phase dite "sombre" n'aurait pas lieu. La phase photochimique et la phase "sombre" sont complémentaires, l'une ne va pas sans l'autre.

34 Lassimilation du CO 2 se fait en quatre étapes principales dont les trois premières se déroulent au sein du cycle de Calvin : Fixation du CO 2 (carboxylation). Réduction du carbone fixé. Régénération de laccepteur de CO 2. Synthèse des sucres.

35

36 Fixation du carbone Une enzyme, Rubisco (RuDP carboxylase/oxygénase) ajoute un CO2 au RuDP pour former un sucre à 6 carbones qui est instable et se sépare en 2 molécules de 3-phosphoglycérate (à 3 carbones).

37 Réaction d'incorporation du CO 2 par la RubisCO

38 Mode daction de la Rubisco la Rubisco possède deux activités catalytiques : La première correspond à son activité carboxylase qui permet, à partir du RuBP, la formation de deux molécules dacide phosphoglycérique.

39 La deuxième correspond à son activité oxygénase qui permet, à partir du RuBP, la formation dune molécule dacide phospho- glycolique et dune molécule dacide phosphoglycérique (PGA). Cette seconde activité freine donc la photosynthèse, ne permettant pas la poursuite du cycle de Calvin.

40

41 Laquelle des deux fonctions (oxygénase ou carboxylase) est la plus active ? Laffinité de la Rubisco pour le CO2 est plus importante que son affinité pour lO2. La fixation du CO2 par la Rubisco est favorisée à de faibles températures.

42 Réduction Chaque molécule de 3-phosphoglycérate reçoit, de l'ATP, un groupement phosphate puis une paire d'électrons provenant du NADPH + H+ ce qui donne du PGAL. 1/6 des molécules de PGAL sort du cycle pour être utilisé par la cellule (fabriquer du glucose et les autres molécules organiques). Les autres 5/6 vont servir à reconstituer le RuDP.

43 Régénération du RuDP Cinq molécules de PGAL (à 3 carbones) sont transformées en trois RuDP (à 5 carbones) à l'aide de plusieurs enzymes et 3 molécules d'ATP.

44

45 @ suivre…


Télécharger ppt "COURS DE PHYSIOLOGIE VEGETALE NUTRITION CARBONEE Prof. H. ZAID Mai, 2013 (Part 8)"

Présentations similaires


Annonces Google