La photosynthèse consiste à transformer l'énergie lumineuse en
la photosynthèse est un processus complexe impliquant la capture d'énergie lumineuse par les pigments chlorophylliens dans les thylakoïdes, la production d'ATP et de NADPH, la libération d'oxygène et la fixation du CO2 pour produire des sucres dans le stroma.
Grâce à la photosynthèse, les végétaux jouent un rôle irremplaçable à la surface de la Terre ; en effet, les plantes vertes sont, avec quelques groupes de bactéries, les seuls êtres vivants capables d'élaborer des substances organiques à partir d'éléments minéraux.
Avec le gaz carbonique de l'air capté par les feuilles et l'eau captée par les racines, la chlorophylle produit du sucre et de l'oxygène. Le sucre circule dans toutes les parties de la plante et l'oxygène est rejeté dans l'air par les feuilles. Ce phénomène s'appelle la photosynthèse.
I) La phase claire qui est un ensemble de réactions photochimiques, qui dépendent de la lumière. - Elle permet directement la transformation de l'énergie lumineuse (photons) en énergie chimique. II) La phase sombre correspond au cycle de calvin, entièrement enzymatique et indépendante de la lumière.
La photosynthèse, c'est la synthèse de matière organique (=contenant du carbone), notamment des sucres, à partir de l'eau (H20) puisée dans le sol par les racines et du dioxyde de carbone (CO2) capté dans l'air par les feuilles. Cette réaction produit de l'oxygène (O2), rejetée dans l'atmosphère.
Le fonctionnement de la photosynthèse
Grâce à l'énergie fournie par le lumière du soleil, la réaction produit de l'oxygène, qui est rejeté dans l'atmosphère. La formule de la photosynthèse est la suivante : 6 CO2 + 12 H2O + lumière → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O.
La chlorophylle est l'un des pigments qui absorbent la lumière dans le processus de la photosynthèse. C'est la chlorophylle qui donne aux feuilles leur couleur verte. À l'automne, les feuilles arrêtent de se nourrir; elles arrêtent donc de produire de la chlorophylle.
La photosynthèse permet l'entrée de matière minérale et d'énergie dans la planète. Les molécules organiques produites vont servir à fournir de l'énergie et de la matière aux êtres vivants. La productivité primaire brute rend compte de la quantité de biomasse totale produite par les végétaux chlorophylliens.
Sous l'action de la lumière captée par les pigments chlorophylliens, la photosynthèse transforme du dioxyde de carbone et de l'eau en glucose, dioxygène et chaleur. Des expériences permettent de montrer que, lors de la photosynthèse, il se produit également une consommation d'eau.
De ce point de vue, la photosynthèse est donc un mécanisme essentiel au développement de la vie telle que nous la connaissons car c'est le seul mécanisme permettant la création de molécules organiques à partir de dioxyde de carbone. La photosynthèse est donc essentielle à la formation de la matière vivante carbonée.
Durant la nuit, il n'y a évidement plus de lumière et la photosynthèse ne peut pas avoir lieu. La plante va alors réaliser la respiration cellulaire. La respiration cellulaire consiste à transformer le sucre en énergie et en dioxyde de carbone.
L'utilisation par la photosynthèse d'une très faible partie de l'énergie solaire reçue par la planète fournit l'énergie nécessaire à l'ensemble des êtres vivants (à l'exception de certains milieux très spécifiques où l'énergie est fournie par chimiosynthèse, non évoqué dans ce programme).
Le sucre, ou saccharose, est formé au sein des cellules, grâce au processus de photosynthèse. La photosynthèse est constituée de deux phases distinctes. C'est par les feuilles de la betterave à sucre que la photosynthèse s'opère.
Les plantes, comme les hommes, brûlent des sucres et produisent du dioxyde de carbone pendant la respiration. En plus des sucres, la respiration nécessite également de l'oxygène et de l'eau. Contrairement à la photosynthèse, la respiration ne nécessite pas de lumière.
Les végétaux verts, c'est-à-dire ceux possédant des chloroplastes et de la chlorophylle, sont les seuls capables de photosynthèse. Cette réaction du métabolisme cellulaire est fondamentale puisqu'elle est la seule à permettre la production de molécules organiques à partir d'éléments minéraux.
Si cette dernière double d'ici à la fin de ce siècle, la photosynthèse brute augmentera de 30 % pour les plantes en C3 (blé et riz) et de 15 % pour celles en C4 d'origine tropicale, comme le maïs. Les premières assimileront 20 % de carbone en plus, les secondes 10 %. La production de biomasse devrait alors augmenter.
L'efficacité de la photosynthèse augmente avec la chaleur, puis atteint un pic, un peu en dessous de 30 °C. Après, elle devient moins efficace, sans qu'il y ait des dommages irréversibles à la feuille.
Certaines plantes dont les orobanches ont la particularités de ne pas faire la photosynthèse, une rareté dans le monde végétal !
La lumière est indispensable à cette réaction ! C'est à cette étape que la chlorophylle intervient. Ce pigment, logé dans les chloroplastes, sert à capter l'énergie lumineuse et à la transformer en énergie chimique qui permet aux organites de produire à partir du CO2 des sucres.
La chlorophylle se trouve dans tous les organes verts (feuilles, tiges, fleurs...) des végétaux : Phanérogames, Ptéridophytes, Bryophytes, Algues et certaines Bactéries.
Chez les plantes et les algues, la photosynthèse se déroule dans des organites appelés chloroplastes.
Les deux phases de la photosynthèse La phase photochimique (en vert) permet la production, à partir de l'énergie de la lumière solaire, de pouvoir réducteur et d'ATP. La phase métabolique (en jaune) entraîne la fixation du carbone du CO2 et l'élaboration de composés organiques.
Pour contrecarrer ce déséquilibre du spectre lumineux, mais également augmenter la photosynthèse et améliorer la croissance, un apport complémentaire de lumière peut être utile. Les lampes émettant une lumière dont les longueurs d'onde s'échelonnent entre le bleu et le rouge clair sont les plus favorables.
Leurs liens sont cependant indissociables : la respiration n'existe que par la photosynthèse, qui lui fournit son combustible et son oxygène. Vues de l'extérieur, elles semblent apparemment jouer des rôles opposés, l'une détruisant ce que l'autre produit, mais de cette confrontation dépend notre existence.