Fiche de révision : Photosynthèse et adaptations végétales

📋 Plan du Cours

1. Organisation et pigments du chloroplaste
2. Phase photochimique et transport d’électrons
3. Cycle de Calvin et fixation du carbone
4. Facteurs limitants et adaptations

📖 1. Organisation et pigments du chloroplaste

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Le processus par lequel les organismes chlorophylliens convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique.
• Chloroplaste : L’organite délimité par une double membrane dans lequel se déroule la photosynthèse.

★ À maîtriser

• Les membranes des thylakoïdes contiennent la chlorophylle a, la chlorophylle b et les caroténoïdes, qui sont les pigments photosynthétiques.

📐 Formule — L’équation globale de la photosynthèse est $6\,CO_2 + 6\,H_2O + \text{énergie lumineuse} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2$.

Compléments

• Les thylakoïdes sont des sacs aplatis qui s’empilent en granums et baignent dans le stroma, un liquide interne du chloroplaste.

• Les pigments photosynthétiques absorbent surtout les radiations rouges autour de 662 nm et bleues autour de 430 nm, mais réfléchissent le vert, ce qui explique la couleur des feuilles.

📖 2. Phase photochimique et transport d’électrons

🔑 Notions clés & Définitions

• Phase photochimique : La phase de la photosynthèse qui se déroule dans la membrane des thylakoïdes et produit de l’ATP et du NADPH.
• Photophosphorylation : La production d’ATP par l’ATP synthase grâce au gradient de protons généré dans la membrane des thylakoïdes.

★ À maîtriser

• Les photons excitent les molécules de chlorophylle des photosystèmes II et I, ce qui permet la mise en mouvement d’électrons dans la chaîne photosynthétique.

• La photolyse de l’eau libère des électrons, des protons H+ et du dioxygène.

• Pendant la phase photochimique, le NADP+ est réduit en NADPH et le bilan comprend la production d’ATP et de NADPH ainsi que le rejet de dioxygène.

Compléments

• La circulation des électrons le long de la chaîne photosynthétique génère un gradient de protons de part et d’autre de la membrane du thylakoïde.

💡 Astuce mémo

Photon → électrons → gradient de protons → ATP et NADPH.

📖 3. Cycle de Calvin et fixation du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle de Calvin : Se déroule dans le stroma et utilise l’ATP et le NADPH produits par la phase claire sans nécessiter directement de lumière.

★ À maîtriser

• La RuBisCO fixe le CO2 sur le ribulose-1,5-bisphosphate, une molécule à cinq carbones, pour former deux molécules de 3-phosphoglycérate.

• Les molécules de 3-phosphoglycérate sont réduites en trioses phosphates grâce à l’ATP et au NADPH.

• Une partie du ribulose est régénérée afin que le cycle de Calvin puisse continuer.

Compléments

• Trois tours du cycle de Calvin sont nécessaires pour former une molécule de triose phosphate.

• Les trioses phosphates sont des précurseurs du glucose et de l’amidon.

💡 Astuce mémo

Fixer → réduire → régénérer.

📖 4. Facteurs limitants et adaptations

🔑 Notions clés & Définitions

• Photorespiration : Un processus concurrent de la photosynthèse qui se produit lorsque la RuBisCO fixe l’O2 à la place du CO2 et réduit le rendement.

★ À maîtriser

• Les principaux facteurs limitants de la photosynthèse sont l’intensité lumineuse, la concentration en dioxyde de carbone, la température et la disponibilité en eau.

• Selon la loi des facteurs limitants, le facteur le plus éloigné de son optimum fixe la vitesse du processus à un instant donné.

Compléments

• En 1905, Blackman a énoncé la loi des facteurs limitants.

• Les plantes C4 et CAM sont deux adaptations distinctes qui concentrent le CO2 autour de la RuBisCO pour limiter la photorespiration dans les milieux chauds et secs.