Une séquence pour mieux comprendre la photosynthèse qui a lieu dans le chloroplaste. La photosynthèse est un processus métabolique qui est réalisé au niveau des feuilles des végétaux chlorophylliens et qui consiste à produire de la matière organique à partir de lumière et de matière minérale comme le dioxyde de carbone et l'eau. Le tissu foliaire est constitué de cellules chlorophylliennes organisées en parenchymes : le parenchyme chlorophyllien palissadique et le parenchyme chlorophyllien lacuneux. Le dioxyde de carbone présent dans l'atmosphère pénètre dans la feuille en passant par les stomates puis gagne l'ensemble des cellules chlorophylliennes. C'est aussi par les stomates que s'effectue le rejet des gaz issus de l'activité photosynthétique comme le dioxygène.
La cellule chlorophyllienne contient de très nombreux chloroplastes qui sont les organites spécialisés dans la photosynthèse. Un chloroplaste est constitué de 2 compartiments principaux dans lesquels s'effectue le métabolisme photosynthétique : les thylakoïdes sont des replis membranaires et le stroma correspond à la matrice du chloroplaste.
La photosynthèse qui a lieu dans le chloroplaste est subdivisée en 2 grandes étapes. Dans la première étape, la lumière agit sur les thylakoïdes en déclenchant la photolyse de l'eau. Cette réaction est à l'origine de la production de coenzymes réduits RH2 ou NADH,H+ et d’énergie sous la forme d'ATP. L'ensemble de ces réactions constitue la phase claire ou photochimique de la photosynthèse. La 2e étape se déroule dans le stroma du chloroplaste et correspond au cycle de Calvin qui est responsable de l'incorporation du dioxyde de carbone dans des molécules organiques en utilisant les composés produits à la lumière. L’ensemble des réactions qui se déroulent dans le stroma correspond à la phase sombre ou non-photochimique de la photosynthèse. La membrane des thylakoïdes contient des photosystèmes en particulier composés de pigments photosynthétiques comme la chlorophylle, les xanthophylles ou les caroténoïdes. La chlorophylle est un pigment photosynthétique qui a la propriété d'absorber la lumière, en particulier les radiations bleues de longueur d'onde 440 nm et les radiations rouges de longueur d'onde 680 nm. La chlorophylle est à l'origine d'une photo-oxydation des molécules d'eau contenues à l'intérieur des thylakoïdes, ce qui entraîne la production d'électrons et de dioxygène, ce dernier étant rejeté à l'extérieur de la plante. Dans le chloroplaste, on trouve des coenzymes qui sont à l’état oxydé (NADP+). En acceptant les électrons issus de la photolyse de l'eau, les coenzymes vont subir une réduction. D’autre part, l’accumulation de protons H+ à l’intérieur du thylakoïde du fait de la photolyse de l’eau, est responsable d’un gradient de protons entre l’intérieur et l’extérieur du thylakoïde : des protons vont alors passer à travers les ATP-synthases situées dans la membrane des thylakoïdes ce qui est à l'origine de la production d'énergie sous la forme d'ATP. La production de coenzymes réduits et d’ATP par les thylakoïdes au cours de la phase photochimique de la photosynthèse va servir à la réduction du dioxyde de carbone dans le stroma au cours de la phase non photochimique, constituant ce que l'on appelle le cycle de Calvin. Le dioxyde de carbone est d'abord fixé grâce à une enzyme (la rubisco) sur une molécule présente dans le stroma : le ribulose diphosphate ou RuDiP donnant ainsi naissance à une première molécule organique : l’APG ou acide phosphoglycérique. Dans un 2e temps, l'utilisation des coenzymes réduits et de l’ATP issus de la phase claire de la photosynthèse va permettre la production de trioses-phosphates puis d'hexoses-phosphates conduisant in-fine à la synthèse d'amidon.
13 сен 2022
