mais d’où vient l’amidon? Le chaînon manquant Vous avez vu toutes les étapes entre la digestion de l’amidon et le mouvement musculaire, mais d’où vient l’amidon?

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

Collège Lionel-Groulx 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 CO2 Adaptations au manque d’eau Collège Lionel-Groulx

Structure de la feuille Cuticule Collège Lionel-Groulx

Super cuticule: feuille de lotus Cliquez sur l’image pour voir le vidéo Collège Lionel-Groulx

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

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

Collège Lionel-Groulx Gouttières Humidité = développement d’algues et/ou moisissures Couverture d’algues = compétition pour la lumière Les gouttières assurent que l’eau ne s’accumulera pas sur la feuille Super cuticule du lotus = même rôle Collège Lionel-Groulx

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

Collège Lionel-Groulx Spectre d’absorption Le soleil émet une grande gamme de longueurs d’onde. L’atmosphère laisse passer la lumière visible (380 nm - 720 nm). Les végétaux utilisent surtout le bleu et le rouge… et diffusent le vert. C’est pourquoi ils sont verts ! Collège Lionel-Groulx

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

Adaptations au niveau 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 d’être captés Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Anthocyanine Pigment qui reflète la lumière rouge Donne une deuxième chance aux photons rouges d’être captés Collège Lionel-Groulx

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

Collège Lionel-Groulx Vue d’ensemble de la PS Phase claire Phase obscure Collège Lionel-Groulx

La photosynthèse en 7 étapes (transport non-cyclique d’électrons) Réactions photochimiques (6) Photo-oxydation du photosystème I Réduction du NADP+ Photo-oxydation du photosystème II Chaîne de transport d’électron  gradient de concentration de H+ et réduction du photosystème I Scission de l’eau Photophosphorylation grâce au gradient de H+ Fixation du CO2 (cycle de Calvin) Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx La turbine produit un gradient de H+ qui permettra de faire de l’ATP Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx Phase claire O2 é é O H H O H H 2 2 é Photophosphorylation (non cyclique) é P700 ATP Vers cycle de Calvin P680 ATP synthétase Collège Lionel-Groulx

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

Collège Lionel-Groulx Donc… Oxydation du photosystème I  NADPH + H+ Oxydation du photosystème II  alimente la chaîne de transport d’électrons Chaîne de transport crée un gradient de H+ Photosystème I = accepteur final d’électrons provenant du photosystème II Le photosystème II retourne à son état normal en oxydant l’H2O, formant ainsi l’O2 Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx 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 CO2 . 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

Collège Lionel-Groulx Cycle de Calvin 1C 3 CO2 5C 9 ATP (6C  2x3C) 6 NADPH + 6H+ 1 PGAL 3C Collège Lionel-Groulx

Collège Lionel-Groulx 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 dans la nature Collège Lionel-Groulx

Phase claire : Voie cyclique Photosystème I seulement = pas O2 = pas NADPH+H+ Photophosphorylation cyclique X X … le cycle de Calvin nécessite 9 ATP pour 6 NADPH+6H+ MAIS … Il faut donc produire +++ d’ATP !!! # ATP ≈ # NADPH+H+ Collège Lionel-Groulx