Les plantes et les algues agissent comme la banque alimentaire du monde grâce à leurs incroyables pouvoirs photosynthétiques. Au cours du processus de photosynthèse, la lumière du soleil est captée par les organismes vivants et utilisée pour produire du glucose et d'autres composés à base de carbone riches en énergie.
Les scientifiques trouvent les trois étapes du processus intrigantes, et le Centre de bioénergie et de photosynthèse à l'Arizona State University plaide même en faveur de l'importance de la photosynthèse par rapport à d'autres processus biologiques.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Le processus d'échange d'énergie dans la photosynthèse est exprimé en 6H2O + 6CO2 + énergie lumineuse → C6H12O6 (glucose: un sucre simple) + 6O2 (oxygène).
Qu'est-ce que la photosynthèse ?
Photosynthèse est un processus complexe qui peut être divisé en deux étapes ou plus, telles que des réactions dépendantes de la lumière et indépendantes de la lumière. Le modèle en trois étapes de la photosynthèse commence par l'absorption de la lumière solaire et se termine par la production de glucose.
Les plantes, les algues et certaines bactéries sont classées comme autotrophes, ce qui signifie qu'ils sont capables de répondre à leurs besoins nutritionnels grâce à la photosynthèse. Les autotrophes sont au bas de la chaîne alimentaire car ils produisent de la nourriture pour tous les autres organismes vivants. Par exemple, les plantes sont mangées par les brouteurs qui peuvent éventuellement être une source de nourriture pour les prédateurs et les décomposeurs.
L'alimentation n'est pas le seul apport de la photosynthèse. Énergie stockée dans combustibles fossiles et le bois est utilisé pour chauffer les maisons, les entreprises et les industries. Les scientifiques étudient les étapes de la photosynthèse pour en savoir plus sur la façon dont les autotrophes utilisent l'énergie solaire et le dioxyde de carbone pour produire des composés organiques. Les résultats de la recherche pourraient conduire à de nouvelles méthodes de production végétale et à des rendements accrus.
Le processus de photosynthèse: étape 1: récolter l'énergie rayonnante
Lorsqu'un rayon de soleil frappe une plante verte et feuillue, le processus de photosynthèse est déclenché.
La première étape de la photosynthèse a lieu dans le chloroplastes de cellules végétales. Les photons lumineux sont absorbés par un pigment appelé chlorophylle, qui est abondant dans la membrane thylakoïde de chaque chloroplaste. Chlorophylle apparaît vert à l'œil car il n'absorbe pas les ondes vertes sur le spectre lumineux. Il les reflète à la place, c'est donc la couleur que vous voyez.
Les plantes absorbent le dioxyde de carbone par leur stomates (ouvertures microscopiques dans les tissus) pour une utilisation dans la photosynthèse. Les plantes transpirent et reconstituent l'oxygène dans l'air et l'océan.
Étape 2: Conversion de l'énergie rayonnante
Une fois l'énergie rayonnante de la lumière du soleil absorbée, la plante convertit l'énergie lumineuse en une forme utilisable d'énergie chimique pour alimenter les cellules de la plante.
Dans réactions dépendantes de la lumière se produisant au cours de la deuxième étape du processus de photosynthèse, les électrons sont excités et se séparent des molécules d'eau, laissant l'oxygène comme sous-produit. Les électrons d'hydrogène de la molécule d'eau se déplacent ensuite vers un centre de réaction dans la molécule de chlorophylle.
Dans le centre de réaction, l'électron passe le long d'une chaîne de transport, aidé par l'enzyme ATP synthase. L'énergie est perdue lorsque l'électron excité tombe à des niveaux d'énergie inférieurs. L'énergie des électrons est transférée à adénosine triphosphate (ATP) et le phosphate de nicotinamide adénine dinucléotide réduit (NADPH), communément appelé « monnaie énergétique » des cellules.
Étape 3: Stockage de l'énergie rayonnante
La dernière étape du processus de photosynthèse est connue sous le nom de cycle de Calvin-Benson, dans lequel la plante utilise le dioxyde de carbone atmosphérique et l'eau du sol pour convertir l'ATP et le NADPH. Les réactions chimiques qui composent le cycle de Calvin-Benson se produisent dans le stroma du chloroplaste.
Cette étape du processus de photosynthèse est indépendant de la lumière et peut arriver même la nuit.
L'ATP et le NADPH ont une courte durée de conservation et doivent être transformés et stockés par l'usine. L'énergie des molécules d'ATP et de NADPH permet à la cellule d'utiliser ou de « fixer » le dioxyde de carbone atmosphérique, ce qui entraîne la production de sucre, d'acide gras et de glycérol dans la troisième étape de la photosynthèse. L'énergie dont la plante n'a pas besoin dans l'immédiat est stockée pour une utilisation ultérieure.