La cellule et l’énergie La photosynthèse et la respiration cellulaire

L’énergie La capacité à faire du travail. Transformations d’énergie : photosynthèse : lumineuse  chimique (entreposée dans le glucose) respiration cellulaire : chimique  thermique (chaleur corporelle) + cinétique (mouvement)

La photosynthèse L’énergie lumineuse est utilisée pour transformer le dioxyde de carbone et l’eau en molécules alimentaires riches en énergie ( glucose). *l’oxygène est un « déchet » .

La lumière La partie visible du spectre électromagnétique.

La lumière a deux natures : ondulatoire (ondes) corpusculaire (photons) Les différentes longueurs d’onde de la lumière correspondent aux différentes couleurs que nous voyons. Si nous voyons le blanc, toutes les longueurs d’onde ( toutes les couleurs) sont réfléchies. Si nous voyons le noir, toutes les longueurs d’onde ( toutes les couleurs) sont absorbées.

Les pigments Des molécules qui absorbent des couleurs ( des longueurs d’onde) précises. Le pigment dans les chloroplastes est la chlorophylle, qui réfléchit la lumière verte, jaune et certains bleus (c’est pour cela que les plantes sont vertes; les autres couleurs sont absorbées par la chlorophylle). La chlorophylle a deux rôles : 1) absorber l’énergie lumineuse 2) convertir l’énergie lumineuse en une forme qui permet aux réactions de synthèse de prendre place.

Le chloroplaste

Le processus de la photosynthèse CO2 + H2O  C6H12O6 + O2 Le CO2 (dioxyde de carbone) entre dans les feuilles par les stomates. Le O2 sort par les stomates. L’eau est absorbée par les racines et acheminée jusqu’aux feuilles.

La photosynthèse se déroule en deux temps : phase lumineuse (ou phase « photo ») : cette phase se déroule pendant les heures de lumière dans les photosystèmes dans la membrane thylakoïde. Cette étape scinde des molécules d’eau afin de créer des molécules d’ATP. phase obscure (ou phase « synthèse ») : cette phase se déroule en tout temps, indépendamment de la lumière, dans le stroma à l’intérieur du chloroplaste. Cette étape utilise l’ATP créé à la première phase afin de « coller » des CO2 et créer du glucose.

La phase lumineuse L’énergie lumineuse est absorbée par les pigments de chlorophylle du photosystème II (un arrangement spécial de pigments). Cette énergie déplace des électrons, qui vont se déplacer le long d’une chaine de transport. Afin de remplacer les électrons ainsi déplacés, une enzyme casse une molécule d’eau. L’oxygène est évacué comme déchet (en paquets de 2 afin de produire des molécules d’oxygène diatomique, O2). L’électron de l’hydrogène est envoyé dans le photosystème.

Le prochain maillon dans la chaine de transport des électrons est une pompe à ions, qui fait entrer des ions H+ dans le thylakoïde. De pair avec les ions H+ qui sont formés par la décomposition de l’eau, ces ions créent un gradient de concentration élevé de part et d’autre de la membrane thylakoïde. Ces ions sortent du thylakoïde par un canal protéique nommé ATP synthase. Les ions sont utilisés pour synthétiser un ATP : ADP + Pi + H+ = ATP

L’énergie lumineuse est aussi absorbée par les pigments de chlorophylle du photosystème I (un autre arrangement spécial de pigments). Ces électrons vont aussi se déplacer le long d’une chaine de transport. Ils sont remplacés par les électrons du premier photosystème. La série d’étapes dans le photosystème I est semblable à celle du photosystème II, mais c’est une molécule appelée NADPH qui est synthétisée.

La phase obscure Communément connu comme cycle de Calvin. Il utilise l’ATP et le NADPH produits dans la phase lumineuse. Ses trois étapes : Fixation du carbone La réduction La reconstitution du RuBP

La fixation du carbone Réduction Fixation du carbone gazeux (CO2) en carbone solide. 3 CO2 + 3 RuBP 6 PGA rubisco Réduction Les PGA sont transformés afin de devenir la moitié d’un glucose. 6 PGA 6 PGAL ATP + NADPH

Reconstitution du RuBP Une série de réactions qui utilisent l’ATP reconstituent le RuBP du début à partir des autres PGAL. 5 PGAL 3 RuBP ATP

Bilan du cycle de Calvin 1) Fixation du carbone 2) Réduction 3) Reconstitution du RuBP Utilisé 3 CO2 + 3 RuBP (+ rubisco) 6 ATP 6 NADPH 3 ATP 5 PGAL Fabriqué 6 PGA (+ ½ glucose)

Résumé du cycle de Calvin

Liens pour les animations Phase lumineuse http://highered.mcgraw- hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072 437316/120072/bio13.swf::Photosynthetic Electron Transport and ATP Synthesis Phase obscure http://www.science.smith.edu/departments/Biology/Bio231/calvin.html http://highered.mcgraw- hill.com/sites/0070960526/student_view0/chapter5/animation_quiz_1.ht ml