La photosynthèse est le processus par lequel les plantes fabriquent de la nourriture en utilisant du dioxyde de carbone, de l'eau et de la lumière du soleil. Le dioxyde de carbone pénètre dans la plante par de petits pores dans ses feuilles, appelés stomates. L'eau se déplace vers les feuilles via les veines de la plante après avoir été absorbée par les racines.
Dans le processus de photosynthèse, l'énergie de la lumière du soleil est utilisée pour créer du glucose à partir du CO2 et H2O. Ce glucose fournit la nourriture à la plante. Étant donné que de nombreuses formes de vie supérieures dépendent à la fois des plantes pour se nourrir et de l'oxygène pour respirer, ce processus est vital pour la survie des écosystèmes.
Noter: La photosynthèse se produit également chez les algues et certains types de bactéries. L'objectif de cet article est sur photosynthèse chez les plantes.
Emplacement de la photosynthèse
La photosynthèse se produit dans les chloroplastes présents dans les feuilles et les tiges vertes des plantes. Une feuille a des dizaines de milliers de cellules dont chacune a
40 à 50 chloroplastes.Chaque chloroplaste est divisé en de nombreux compartiments en forme de disque appelés thylakoïdes, qui sont disposés verticalement comme une pile de crêpes. Chaque pile est appelée un granum (le pluriel est grana) qui est suspendu dans un fluide appelé stroma. le réactions dépendantes de la lumière se produire dans le grana; les réactions indépendantes de la lumière ont lieu dans le stroma des chloroplastes.
Deux étapes de la photosynthèse
Bien que l'ensemble du processus puisse prendre moins d'une minute, le processus de photosynthèse est en fait assez complexe.
Il y a deux étapes de la photosynthèse: la réactions lumineuses (la partie photo) et le réactions sombres qui sont également connus sous le nom de Cycle de Calvin (la partie synthèse), et chacune des phases de la photosynthèse comporte plusieurs étapes.
Réactions dépendantes de la lumière
La première étape de la photosynthèse utilise énergie lumineuse pour créer les molécules porteuses d'énergie qui seront utilisées dans le deuxième processus. Connues sous le nom de réactions lumineuses, ces réactions utilisent directement l'énergie du soleil. Des centaines de molécules de pigment sont contenues dans les photocentres du membrane thylacoïde et agissent comme des antennes pour absorber la lumière et transférer de l'énergie à une molécule de chlorophylle.
Ces pigments photosynthétiques permettent aux plantes d'absorber la lumière du soleil, ce qui est nécessaire pour démarrer le processus. La lumière excite les électrons, provoquant un état d'énergie plus élevé. Cela se traduit par la conversion de l'énergie du soleil en énergie chimique qui fournit nourriture pour la plante.
Molécules de chlorophylle dans les plantes constituent un centre de réaction qui transfère des électrons de haute énergie aux molécules acceptrices, qui sont ensuite transférées à travers une série de supports membranaires. Ces électrons de haute énergie passent entre les molécules et entraînent la division des molécules d'eau en oxygène, ions hydrogène et électrons.
Dans cette première étape, une série de réactions provoque la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique et en deux photosystèmes, les électrons sont transférés séquentiellement pour générer de l'adénosine triphosphate (ATP) et de la nicotine adénine dinucléotide phosphate (NADP+).
Certains des électrons de haute énergie vont ensuite réduire le NADP+ à NADPH. L'oxygène produit est diffusé hors du chloroplaste et s'échappe dans l'atmosphère par les pores de la feuille. L'ATP et le NADPH produits dans cette première étape sont utilisés dans l'étape suivante où le glucose est créé.
Réactions indépendantes de la lumière
Le deuxième processus de photosynthèse aboutit à la biosynthèse des glucides à partir du CO2. Dans cette phase indépendante de la lumière (anciennement appelée sombre), le NADPH créé dans la première étape fournit l'hydrogène qui va former du glucose tandis que l'ATP formé dans les réactions dépendantes de la lumière fournit l'énergie nécessaire à sa synthèse.
Également connue sous le nom de cycle de Calvin, cette phase se déroule dans le stroma et aboutit à la production de saccharose, qui sera ensuite utilisé comme source de nourriture et d'énergie pour la plante. Nommée d'après Melvin Calvin, cette phase utilise l'ATP et le NADPH qui ont été créés dans la première phase, ainsi que l'enzyme ribulose bisphosphate carboxylase trouvée dans le chloroplaste.
Ici, le ribulose sert de catalyseur, pour « fixer » les molécules de carbone qui sont ensuite converties en glucides qui servent de source d'énergie à la plante.
