La photosynthèse est le processus par lequel les plantes et certaines bactéries et protistes synthétisent des molécules de sucre à partir de dioxyde de carbone, d'eau et de lumière du soleil. La photosynthèse peut être divisée en deux étapes: la réaction dépendante de la lumière et les réactions indépendantes de la lumière (ou sombre). Au cours des réactions lumineuses, un électron est extrait d'une molécule d'eau libérant les atomes d'oxygène et d'hydrogène. L'atome d'oxygène libre se combine avec un autre atome d'oxygène libre pour produire de l'oxygène gazeux qui est ensuite libéré.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Des atomes d'oxygène sont créés pendant le processus lumineux de la photosynthèse, et deux atomes d'oxygène se combinent ensuite pour former de l'oxygène gazeux.
Réactions légères
Le but principal des réactions lumineuses dans la photosynthèse est de générer de l'énergie à utiliser dans les réactions sombres. L'énergie est récupérée de la lumière du soleil qui est transférée aux électrons. Lorsque les électrons traversent une série de molécules, un gradient de protons se forme sur les membranes. Les protons reviennent à travers la membrane à travers une enzyme appelée ATP synthase qui génère de l'ATP, une molécule d'énergie, utilisée dans les réactions sombres où le dioxyde de carbone est utilisé pour fabriquer du sucre. Ce processus est appelé photophosphorylation.
Photophosphorylation cyclique et non cyclique
La photophosphorylation cyclique et non cyclique fait référence à la source et à la destination de l'électron utilisé pour générer le gradient de protons et à son tour l'ATP. Dans la photophosphorlation cyclique, l'électron est recyclé vers un photosystème où il est réénergisé et répète son voyage à travers les réactions lumineuses. Cependant, dans la photophosphorylation non cyclique, l'étape finale de l'électron consiste à créer une molécule de NADPH également utilisée dans les réactions sombres. Cela nécessite l'entrée d'un nouvel électron pour répéter les réactions lumineuses. Le besoin de cet électron entraîne la formation d'oxygène à partir des molécules d'eau.
Chloroplastes
Chez les eucaryotes photosynthétiques tels que les algues et les plantes, la photosynthèse se produit dans un organite cellulaire spécialisé appelé chloroplaste. Dans les chloroplastes se trouvent des membranes thylacoïdes qui fournissent un environnement interne et externe pour la photosynthèse. Les membranes thylakoïdes sont présentes dans tous les organismes photosynthétiques, bactéries incluses, mais seuls les eucaryotes abritent ces membranes au sein des chloroplastes. La photosynthèse commence dans les photosystèmes situés dans les membranes thylacoïdes. Au fur et à mesure que les réactions lumineuses de la photosynthèse progressent, les protons s'entassent dans les espaces membranaires, créant un gradient de protons à travers la membrane.
Photosystèmes
Les photosystèmes sont des structures complexes impliquant des pigments situés dans la membrane thylakoïde qui énergisent les électrons en utilisant l'énergie lumineuse. Chaque pigment est adapté à une portion spécifique du spectre de la lumière. Le pigment central est la chlorophylle? qui sert un rôle supplémentaire de collecte de l'électron qui est utilisé dans les réactions lumineuses ultérieures. Au centre de la chlorophylle? sont des ions qui se lient aux molécules d'eau. Lorsque la chlorophylle énergise un électron et envoie l'électron à l'extérieur du photosystème vers les molécules réceptrices en attente, l'électron est remplacé par les molécules d'eau.
Formation d'oxygène
Au fur et à mesure que les électrons sont retirés des molécules d'eau, l'eau est divisée en atomes composants. Les atomes d'oxygène de deux molécules d'eau se combinent pour former de l'oxygène diatomique (O2). Les atomes d'hydrogène, qui sont des protons uniques auxquels manquent leurs électrons, aident à la création du gradient de protons dans l'espace délimité par la membrane thylakoïde. L'oxygène diatomique est libéré et le centre de chlorophylle se lie à de nouvelles molécules d'eau pour répéter le processus. En raison des réactions impliquées, quatre électrons doivent être énergisés par la chlorophylle pour générer une seule molécule d'oxygène.