La photosynthèse végétale peut être divisée en deux parties. La première partie nécessite que la lumière change l'énergie lumineuse en énergie chimique, et ses réactions chimiques sont appelées réactions dépendantes de la lumière. La deuxième partie, qui utilise l'énergie chimique créée par la première partie pour produire des glucides végétaux destinés à l'alimentation des plantes, est constituée de réactions indépendantes de la lumière. Les réactions indépendantes de la lumière sont également appelées cycle de Calvin, d'après le chimiste Melvin C. Calvin qui a remporté le prix Nobel de chimie en 1961 après avoir identifié le processus.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les réactions indépendantes de la lumière de la photosynthèse sont les quatre réactions qui ont lieu dans la dernière partie du processus de photosynthèse. Également connu sous le nom de cycle de Calvin, les quatre étapes des réactions indépendantes de la lumière ou de l'obscurité sont la fixation du carbone, la réduction, la formation de glucides et la régénération des enzymes initiales. Bien qu'elles soient connues sous le nom de réactions sombres parce qu'elles n'ont pas besoin de lumière pour se dérouler, les réactions ont lieu pendant la journée en même temps que la réactions dépendantes de la lumière parce que les réactions sombres ont besoin des produits chimiques des réactions dépendantes de la lumière comme réactifs pour les quatre pas.
Aperçu du cycle de Calvin
Le cycle de Calvin utilise les produits chimiques produits lors des réactions dépendantes de la lumière pour fixer le dioxyde de carbone et produire les glucides dont les plantes ont besoin pour survivre. Dans l'ensemble, les précurseurs chimiques contenant de l'hydrogène de la première étape de la photosynthèse et du dioxyde de carbone sont transformés en glucides.
Dans les réactions dépendantes de la lumière, la lumière est absorbée et l'énergie est utilisée pour diviser les molécules d'eau. Les ions hydrogène et les électrons résultants sont transférés au phosphate chimique de nicotinamide adénine dinucléotide (NADP+) pour produire du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) réduit en ajoutant deux électrons et un ion hydrogène. Dans le même temps, l'adénosine diphosphate chimique (ADP) est changée en adénosine triphosphate (ATP) en ajoutant un groupe phosphate. Les nouveaux produits chimiques sont utilisés pour stocker l'énergie absorbée par la lumière et la rendre disponible pour le cycle de Calvin.
Le cycle de Calvin utilise l'hydrogène du NADPH, le carbone du dioxyde de carbone et l'énergie de l'ATP pour produire les glucides dont la plante a besoin. Au cours de ce processus, le NADPH et l'ATP sont reconvertis en NADP+ et ADP afin qu'ils soient à nouveau disponibles pour des réactions dépendantes de la lumière supplémentaires.
Réactifs et produits du cycle de Calvin
Le cycle de Calvin se déroule dans les chloroplastes des cellules végétales. Chaque cellule a plusieurs chloroplastes, et les cellules qui les contiennent forment les feuilles de la plante. A l'intérieur des chloroplastes, les réactions du cycle de Calvin ont lieu dans le stroma. Les réactifs CO2, l'ATP et le NADPH initient les réactions en quatre étapes qui composent le cycle de Calvin.
La première étape fixe le carbone du dioxyde de carbone dans l'air. Les atomes de carbone sont attachés à une molécule de sucre intermédiaire. Dans la deuxième étape, un groupe phosphate de l'ATP est transféré à une enzyme intermédiaire, et les électrons du NADPH sont utilisés pour réduire le sucre intermédiaire de l'étape 1. Dans la troisième étape, le sucre intermédiaire réagit avec l'enzyme intermédiaire pour former du glucose, les glucides de base que les plantes peuvent utiliser comme nourriture. Dans la quatrième étape, les produits chimiques d'origine nécessaires à la réaction sont régénérés. Les produits de la réaction sont le glucose, l'ADP et le NADP+. Les deux derniers sont à nouveau utilisés dans des réactions dépendantes de la lumière.
Alors que les réactions du cycle de Calvin peuvent avoir lieu en l'absence de lumière, elles sont en fait dépendantes de la lumière chez les plantes et ont lieu pendant la journée. Cette dépendance provient des réactifs nécessaires ATP et NADPH, qui sont rapidement consommés par les réactions du cycle de Calvin. Les réactifs sont reconstitués par les réactions dépendantes de la lumière des produits du cycle de Calvin ADP et NADP+. Le processus complet de photosynthèse repose sur un fonctionnement coordonné des réactions dépendant de la lumière et de l'obscurité pour produire des glucides à partir de la lumière, de l'eau et du dioxyde de carbone.
