la photosynthèse 2015 sbi4u - esna. · pdf filethylakoïde stroma voir fig. 4.7...
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La photosynthèse 2015
SBI4U
6CO2 + 6H2O C6H12O6 +6O2
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Mise en contexte de l’enquête sur la photosynthèse:
Comment peut-on expliquer ces
changements de couleurs l’autonme?
Quel pigment est responsable?
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La photosynthèse
Est un processus bioénergétique que font les plantes, les algues, les bactéries (cyanobactéries) et certains protistes pour se donner de l’énergie (autotrophes)
Dans la présence de la lumière = photosynthèse
La photosynthèse est un processus qui se fait dans un chloroplaste, une organite qui contient de la chlorophylle (pigment qui donne aux plantes leur couleur verte)
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Micrographie: chloroplastes
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La structure du chloroplaste
Chlorophylle: le pigment qui se situe dans les membranes des thylakoïdes
Fonctions:
1. absorbe la lumière rouge, violet et certaines longueurs d’onde de bleu
2. convertit l’énergie absorbée (des photons) sous une forme qui permet aux réactions de synthèse de se produire
1 mm = 38 à 40 chloroplastes bout à bout
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La photosynthèse se passe en 2 phases:
*PHOTO* Les réactions de la
phase lumineuse
– Les photosystèmes (production de
molécule à haute énergie ATP et le
NADPH, une molécule ayant un pouvoir
réducteur)
*SYNTHÈSE* Les réactions de la
obscure
– Le cycle de Calvin (ATP et NADPH
servent à produire le glucose)
Melvin Calvin
1911-1997
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La phase lumineuse Les pigments: chlorophylle a et b et les
caroténoïdes présentent différent spectres d’absorption
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Vue globale
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1. Les photosystèmes: la phase lumineuse
La lumière fournit les photons qui excitent les molécules de chlorophylles
L’énergie est transmise de molécule en molécules jusqu’à ce que toute l’énergie soit remise aux pigments du centre de réactionnel.
Ces pigments photolysent l’eau (P680) (sépare H+, électrons et en O2 ), l’oxygène est relâché dans l’atmosphère et les H+ sont utilisés dans la deuxièmes séries de réactions.
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Suite…
Les
pigments
de
l’antenne
réceptrice
Chlorophylle
(pigments) du
centre
réactionnel
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Photosystème I: P700 ou PSI
P700 est un système cyclique. (voir fig.3.24)
– Absorbe la lumière à 700 nm (en moyenne) et
contient du chlorophylle a
– Présent chez le les cyanobactéries et toutes les
eucaryotes photosynthétiques
– Tandis que l’ATP est produite, ce processus
s’appelle la photophosphorylation cyclique.
Une fois que l’ATP est produite, les électrons sont
recyclés dans le photosystème
* le numéro, photosystème 1 et 2 reflète l’ordre dans
lesquels ils ont été découvert
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Photosystème II: P680 ou PSII
P680 est un système non-cyclique
– Hydrolyse de l’eau est possible avec l’énergie
des photons: les électrons + un ion d’hydrogène
sont envoyés à la chaîne respiratoire.
L’ion d’hydrogène est pompé vers le stroma et réduit
une molécule de NADP+ (NADP+ +H NADPH)
– Photophosphorylation: l’autre ion d’hydrogène
quittent l’espace intratylakoïdien passe par
l’ATPsynthase et entre dans le stroma (à
l’extérieur du tylakoïde mais à l’intérieur du
chloroplaste)
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P680 P700
Sac du
thylakoïde
Stroma
Voir fig. 4.7 page 160
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Les phtotosystèmes
Le photosystème 700 est une voie cyclique.
– Donc, l’électron produit par les pigments excités est
transféré à la chaîne respiratoire pour former une molécule
d’ATP.
Le photosystème 680 est une voie non-cyclique
mais fais l’hydrolyse de l’eau.
– Contient le pigment= chlorophylle a
– Hydrolyse d’une molécule d’eau par électron
– Contient les pigments a, b, c, les carotènes, les
xanthophylles et les anthocyanines.
Vidéo (4 minutes)
http://www.youtube.com/
watch?v=XmFg91BmS-o
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2. La phase obscure: Le cycle de Calvin
Les réactions de synthèse se produisent
dans le stroma du chloroplastes.
Les divers enzymes prennent le CO2 et les
électrons de la dernière étape et produisent
du glucose.
Le glucose et utilisé pour la respiration
cellulaire.
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Les étapes du cycle de Calvin
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Vidéo (2
minutes)
http://www.yo
utube.com/wa
tch?v=hPW2y
wKGg-A
PGA
G3P
G3P
RuBP
X2 = 1 glucose
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Bilan de la photosynthèse
Réactifs Produits
6 CO2 (entre dans le cycle de
Calvin)
2 G3P utilisé pour produire
l’amidon, le cellulose, les huiles et
la source d’azote pour la production
des acides aminés
18 ATP (produit dans la phase
lumineuse par chimiosmose et
utilisé dans le cycle de Calvin)
16 Pi et 18 ADP (utilisé comme
source d’énergie et de phosphate
lors du cycle de Calvin)
12 NADPH (produit par le
photosystème I ou P700)
12 NADP+ (oxydé lors du cycle de
Calvin afin de réduire le 1,3-
diphosphoglycérate en G3P)
Eau (utilisé par le photosystème II
ou P680 comme source d’électron)
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Expérience: propose une hypothèse!
Il est difficile de caractériser les glucides simples produits par la photosynthèse dans des expériences utilisant du matériel simple. Il est possible par contre de caractériser l'amidon (un polymère de glucose mis en réserve lorsque la photosynthèse est très active). Cette caractérisation se réalise avec le lugol, un réactif spécifique de l'amidon.
Des feuilles de pélargonium partiellement recouvertes d'un cache noir, sont éclairées de manière intense pendant plusieurs heures. Une feuille est prélevée, décolorée par de l'alcool bouillant puis colorée par le lugol.
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Résultat
De l'amidon a été
formé uniquement
dans les zones
éclairées.
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Photosyn
these-cours/08-photosystemes.htm
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Révision de la photosynthèse
Vidéo TFO de 10 minutes
http://www1.tfo.org/education/episode/24999/
reaction-sombre
http://www.cours-pharmacie.com/biologie-
vegetale/la-photosynthese.html
PubMed:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21438681
?report=abstract