La photosynthèse

Expérience d’Engelmann 1885

- seul le noyau tétrapyrrolique est représenté - la fonction carboxyle associée au noyau IV est estérifiée par un alcool à très longue chaîne en C20 : le phytol (non représenté ici) Spectre d’absorption des pigments Rappel: techniques de chromatographie des pigments en TP (voir le diaporama) Spectre d’absorption des chlorophylles

Fluorescence de la chlorophylle Solution de chlorophylle brute

Transmission par résonance au sein d’une unité photosynthétique (photosystème s.l.)

Un chloroplaste de cellule de parenchyme foliaire de Tabac Membranes externe et interne Stroma 15μm Thylakoïde Granum (empilement de thylakoïdes) MET Un chloroplaste de cellule de parenchyme foliaire de Tabac

Effet Emerson (red drop fall) Ou chûte dans le rouge http://www.snv.jussieu.fr/bmedia A : longueur d'onde variable (de 660 à 720 nm) B : longueur d'onde variable (de 660 à 720 nm) + une radiation monochromatique fixe à 650 nm Hypothèse d’Emerson: La photosynthèse nécessite l’interaction de deux réactions lumineuses; les deux peuvent être réalisées par une longueur d’onde plus faible que 680nm mais une seule par une longueur d’onde plus forte.

hc/λ hc/λ -1.2 PS1* PS2* NADP NADPH Cyt b6f PS1 PS2 2 H2O Complexe Mn PS2 2 H2O Interprétation chimique des transferts d’électrons dans la chaîne photosynthétique O2 +1 hc/λ E°’(V)

hc/λ hc/λ -1.2 PS1* Gradient H+ PS2* NADP NADPH Cyt b6f PS1 Complexe Mn PS2 2 H2O Gradient H+ Interprétation chimique des transferts d’électrons dans la chaîne photosynthétique O2 +1 hc/λ E°’(V)

Transfert cyclique des électrons -1.2 PS1* Cyt b6f PS1 Gradient H+ hc/λ Transfert cyclique des électrons +1 E°’(V)

Disposition des différents éléments de la chaîne photosynthétique dans les thylakoïdes http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/

Melvin CALVIN 1911-1997

Le cycle de Calvin 3x H2O 3x CO2 6 ATP 6x PGA 6 ADP 3x Ribulose 1,5 biP 3 ADP 6x 1,3 PGA 3 ATP 6 NADPH 3x Ribose 5 P 6 NADP 6x PGAld 5x PGAld PGAld Étape catalysée par la rubisco

La rubisco Une enzyme chimère Une dualité fonctionnelle Grandes sous unités en rouge (origine chloroplastique) sur lesquels se situent les sites actifs Petites sous unités en vert et bleu (origine nucléaire) Une enzyme chimère Une dualité fonctionnelle La rubisco

Activité des PS 1(rouge) et PS 2 (jaune) dans les cellules de Un chloroplaste Activité des PS 1(rouge) et PS 2 (jaune) dans les cellules de feuilles de Sorgho Seules les cellules du mésophylle externe ont un PS2 actif Edwards et al. (2001) Plant Physiol. 125 46-49.)

Technique d’immunomarquage dans des feuilles de Sorgho A: immunomarquage de la Rubisco B: immunomarquage de la PEPC http://aob.oxfordjournals.org/