Apport extérieur d’énergie lumineuse : la photosynthèse

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1 Apport extérieur d’énergie lumineuse : la photosynthèse
SYNTHESE D’ENERGIE LIBRE CHIMIQUE POTENTIELLE A PARTIR DE MATIERES INORGANIQUES Apport extérieur d’énergie lumineuse : la photosynthèse Réaction générale H2D + A ----> H2A + D

2 Les réactions globales
6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2 2H2O + 2NADP O2 + 2NADPH + 2H ADP + P ATP 6CO NADPH C6H12O NADP ATP ADP + P

3 Divers types de photosynthèse 2H2S + CO2 ---> (CH2O) + H2O + O2 2CH3CHOHCH3 + CO2 ---> (CH2O) +H2O +2CH3COCH3

4 Spectre visible

5 L’absorption de la lumière solaire

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7 Les états électroniques des chlorophylles

8 Transfert d’excitons

9 Transferts d’excitons

10 Transferts d’excitons

11 Transferts électroniques

12 Transferts électroniques

13 Transferts électroniques

14 Transferts électroniques

15 Transferts électroniques (bleu) et transport de protons (rouge)

16 Transferts électroniques (bleu) et transport de protons (rouge)

17 Structure de 2 protéines d’antenne

18 Le Photosystème II

19 Centre générateur de dioxygène

20 Centre générateur de dioxygène

21 Le cycle Q

22 L’ATP Synthase

23 Modèle à turbine de l’ATP-synthase

24 2H2O + 2NADP O2 + 2NADPH + 2H ADP + P ATP 6CO NADPH C6H12O NADP ATP ADP + P

25 Fixation du CO2 par la Rubisco

26 Structure par rayons X de la Rubisco

27 Fixation du CO2 par la Rubisco

28 Deuxième phase de fixation de CO2

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31 Système antiport P-Triose Phosphate

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33 Fixation de O2 par la Rubisco

34 PHOTORESPIRATION

35 Plantes en C4

36 Régulation

37 Régulation

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40 Synthèse d’amidon

41 Synthèse de saccharose

42 Cas des microorganismes

43 Exemple de Photosystème bactérien

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45 CHIMIOSYNTHESE Des bactéries dépourvues de pigments photorécepteurs fixent cependant le CO2 par le cycle de Calvin et l’énergie nécessaire est tirée de l’oxydation de substrats minéraux : les substrats oxydés libèrent de l’énergie qui permet la synthèse d’ATP et des électrons qui après transport se fixent sur une substance de type T

46 Types de bactéries chimiosynthétiques
1) les bactéries nitrifiantes ou nitrobactériales : a – les bactéries nitreuses (Nitrosomonas) NH O > NO2 + H2O b – les bactéries nitriques (Nitrobacter) NO ½ O > NO 3

47 2) les Bactéries ferrugineuses (Ferrobactériales) ex Leptothrix
3) les bactéries sulfureuses, non pigmentées ou leucothiobactériales souvent associées à des bactéries sulfatoréductrices qui leur fournissent H2S

48 FERMENTATION ET RESPIRATION
SYNTHESE D’ENERGIE LIBRE CHIMIQUE POTENTIELLE A PARTIR DE MATIERES ORGANIQUES FERMENTATION ET RESPIRATION

49 Fermentation - définition
La fermentation constitue la classe des réactions d’oxydo-réductions biologiques productrices d’énergie où des composés organiques sont les accepteurs finaux d’électrons

50 Respiration-définition
Dans la respiration (sensu lato), les accepteurs finaux d’électrons sont des composés inorganiques. Si l’accepteur est O2, c’est la respiration (sensu stricto). Si l’accepteur est un composé inorganique autre que O2, on parle de respiration anaérobie

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54 Spirale de Lynnen

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57 Transferts électroniques et protoniques dans la membrane mitochondriale interne

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59 Le cycle Q

60 Complexe 4

61 Réduction finale du Dioxygène

62 Transferts électroniques et protoniques dans la membrane mitochondriale interne

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65 Transport des substrats

66 Synthèse de glycogène

67 Synthèse de glycogène

68 Synthèse de glycogène

69 Synthèse de glycogène : régulation

70 RESPIRATION ANAEROBIE
L’accepteur est par ex le NO3 L’accepteur est le SO4 L’accepteur est le CO2

71 L’accepteur est le NO3 Les bactéries utilisant le nitrate comme accepteur final d’électrons sont aérobie facultative et n’utilise cet accepteur qu’en l’absence d’oxygène : NO3 + 2e + 2H ----> NO2 + H2O 2NO e + 12H ----> N2 + 6H2O 5CH3COOH + 8NO3 ----> 10CO2 + 4N2 + 6H2O + 8OH

72 L’accepteur est le SO4 Les sulfites (SO3 ) et hyposulfites (S2O3 ) sont également des accepteurs. L’oxydation anaérobie de l’acide lactique par Desulfovibrio s’écrit : 2 CH3 CHOHCOOH + SO4 ----> 2CH3COOH + 2CO2 +H2S + 2OH Anaérobie stricte

73 L’accepteur est le CO2 Anaérobie stricte
Ex : Methanobacterium omelianskii 2CH3COOH + CO2 ----> 2CH3COOH + CH4 Attention, tous ces accepteurs sous forme réduite peuvent être obtenu par chimio-synthèse (donneur inorganique) ou par fermentation dans le cas du méthane

74 5S + 6N03 + 2H2O ----> 5SO4 + 3N2 + 4H
4H2 + SO > 2H2O + H2S + 2OH 4H2 + CO > CH H2O CH3COOH > CH4 + CO2

75 Revoir le cours de SV2 : Fermentation alcoolique Fermentation lactique
La FERMENTATION Revoir le cours de SV2 : Fermentation alcoolique Fermentation lactique

76 Evolution de la production d’ATP au cours de l’histoire de la planète
Un environnement riche en molécules organiques : les premiers êtres vivants sont hétérotrophes

77 Hétérotrophie primaire

78 Apparition de l’autotrophie

79 Compartimentation cellulaire

80 Apparition des organites

81 Conclusions : schéma de synthèse

82 Rôle prépondérant des nucléotides