Le chaînon manquant Nous avons vu toutes les étapes entre la digestion de lamidon et le mouvement musculaire, mais doù vient lamidon?

La pêche aux photons Photosynthèse et adaptations au manque de lumière Chapitre 10 et anecdotes

Plan du cours Structure des feuilles et des chloroplastes Manque de lumière: adaptations morphologiques Pigments photosynthétiques Manque de lumière: adaptation physiologiques La photosynthèse en 7 étapes Les réactions photochimiques La fixation du CO 2 Adaptations au manque deau Collège Lionel-Groulx 3

4 Structure de la feuille Cuticule

Super cuticule: feuille de lotus Collège Lionel-Groulx 5 Cliquez sur limage pour voir le vidéo

Collège Lionel-Groulx 6 Adaptations au manque de lumière Forêt tropicale humide = très dense Peu de lumière se rend au sol Les petites plantes doivent sadapter…

Gigantisme foliaire Augmente la photosynthèse Nombre de photons captés Maximise les échanges gazeux Par contre, les pertes en eau sont importantes Collège Lionel-Groulx 7

Gouttières Humidité = développement dalgues et/ou moisissures Couverture dalgues = compétition pour la lumière Les gouttières assurent que leau ne saccumulera pas sur la feuille Super cuticule du lotus = même rôle Collège Lionel-Groulx 8

9 La chlorophylle Anneau porphyrique + Mg (absorbe lumière). Queue hydrophobe (dans la membrane) Deux sortes: a ( ) et b (ß) Complexe multiprotéique Queue hydrophobe Anneau porphyrique

Collège Lionel-Groulx 10 Spectre dabsorption Le soleil émet une grande gamme de longueurs donde. Latmosphère laisse passer la lumière visible (380 nm nm). Les végétaux utilisent surtout le bleu et le rouge… et diffusent le vert. Cest pourquoi ils sont verts !

Les photosystèmes Photosystème = groupement de chlorophylle Chlorophylles antennes + 1 centre réactionnel Les centres réactionnels perdent leurs électrons Collège Lionel-Groulx 11

Collège Lionel-Groulx 12 Adaptations des pigments Augmentation de la concentration de pigments photosynthétiques: plantes foncées = moins de photons « gaspillés » Utilisation de pigments photosynthétiques différents: utilisent la lumière dont les autres plantes ne veulent pas… Utilisation de pigments réfléchissants sous la feuille: les photons ont deux chances dêtre captés

Anthocyanine Pigment qui reflète la lumière rouge Donne une deuxième chance aux photons rouges dêtre captés Collège Lionel-Groulx 13

Collège Lionel-Groulx 14 Anthocyanine Chlorophylle Anthocyanine Grâce à la couche danthocyanine sur la surface inférieure de la feuille, la quantité de lumière gaspillée est de beaucoup diminuée Épiderme supérieur Épiderme inférieur Photons

Collège Lionel-Groulx 15 Phase obscure Phase claire Vue densemble de la PS

Collège Lionel-Groulx 16 La photosynthèse en 7 étapes La photosynthèse en 7 étapes (transport non-cyclique délectrons) Réactions photochimiques (6) Photo-oxydation du photosystème I Réduction du NADP + Photo-oxydation du photosystème II Chaîne de transport délectron gradient de concentration de H + et réduction du photosystème I Scission de leau Photophosphorylation grâce au gradient de H + Fixation du CO 2 (cycle de Calvin)

Collège Lionel-Groulx 17 La turbine produit un gradient de H+ qui permettra de faire de lATP

Collège Lionel-Groulx 18 Phase claire éé2 ATP H H O 2 éé éé éé Vers cycle de Calvin H H O O2O2 ATP synthétase P 680 P 700 Photophosphorylation (non cyclique)

Collège Lionel-Groulx 19 Phase claire (Vue détaillée) Vers le cycle de Calvin Thylakoïdes des chloroplastes 2 H H éé2 éé ATP Force protonmotrice

Collège Lionel-Groulx 20 Donc… Oxydation du photosystème I NADPH + H+ Oxydation du photosystème II alimente la chaîne de transport délectrons Chaîne de transport crée un gradient de H+ Photosystème I = accepteur final délectrons provenant du photosystème II Le photosystème II retourne à son état normal en oxydant lH 2 O, formant ainsi lO 2

Collège Lionel-Groulx 21 Cycle de Calvin Phase de fixation du carbone L'énergie chimique contenue dans l'ATP et le NADPH+H + permet de fixer le carbone contenu dans le CO 2. Le carbone fixé se fait ensuite réduire en glucide (PGAL) par l'ajout d'é (chlorophylle). Le PGAL sert à fabriquer du glucose et autres composés (ex : glycérol)

Collège Lionel-Groulx 22 Cycle de Calvin 3 CO 2 9 ATP 6 NADPH + 6H + 1 PGAL 5C 1C (6C 2x3C) 3C

Collège Lionel-Groulx 23 Cycle de Calvin La lumière n'est PAS nécessaire pour la réalisation de cette étape. Par contre, le cycle de Calvin se déroule de jour, car c'est à ce moment que la phase claire peut régénérer le NADPH+H + et l'ATP nécessaires à la synthèse du PGAL. La phase claire et la phase sombre sont donc complémentaires l'une ne va pas sans l'autre

Collège Lionel-Groulx 24 Phase claire : Voie cyclique … le cycle de Calvin nécessite 9 ATP pour 6 NADPH+6H + Photosystème I seulement = pas O 2 = pas NADPH+H + Photophosphorylation cyclique # ATP # NADPH+H + Il faut donc produire +++ dATP !!! MAIS …

Par temps chaud, les plantes doivent fermer leurs stomates pour éviter la perte deau par évapotranspiration. Dans la feuille: CO 2 O 2 En présence dun climat chaud et sec Chaleur Sécheresse Ensoleillement

Collège Lionel-Groulx Les cactus

Plantes « agressives » Diminution de la surface de la plante = diminution de lévapotranspiration Protection contre les herbivores. Pourquoi ? Collège Lionel-Groulx

Forme « chandelle » surface exposée indirectement proportionnelle à lintensité lumineuse Le matin ou en fin daprès-midi: environ la moitié est exposée Le midi: seul le dessus du cactus est exposé

Alternative: mirmécophilie Collège Lionel-Groulx

David(s) contre Goliath Il y a beaucoup despèces de fourmis dans les régions tropicales et certaines sont très agressives. Voici des fourmis légionnaires qui sattaquent à un scorpion après avoir détruit une colonie de fourmis coupeuses de feuilles. Collège Lionel-Groulx