Fiche de révision : Photosynthèse et devenir de ses produits

📋 Plan du Cours

1. Pigments chlorophylliens et absorption lumineuse
2. Deux phases dans le chloroplaste
3. Fixation du carbone et cycle de Calvin
4. Conversion de l’énergie lumineuse
5. Produits de la photosynthèse et croissance
6. Stockage et mobilisation des produits
7. Dispersion par les consommateurs
8. Interactions avec les autres espèces

📖 1. Pigments chlorophylliens et absorption lumineuse

📝 Points essentiels

• La chromatographie sépare les pigments chlorophylliens grâce à leurs propriétés physico-chimiques différentes.

• Dans l’ordre croissant de migration, les pigments sont :

  • la chlorophylle b vert clair
  • la chlorophylle a vert foncé
  • la xanthophylle jaune
  • le carotène jaune orangé

• Les radiations bleues et rouges sont fortement absorbées par les pigments chlorophylliens, ce qui rend le spectre transmis noir ou très sombre dans ces régions.

• Le spectre d’action de la photosynthèse montre que son efficacité maximale est obtenue avec les radiations bleu-violet et rouges, avec 100 % pour le bleu et plus de 90 % pour le rouge.

💡 Astuce mémo

Radiations bleues et rouges absorbées, lumière verte peu absorbée

📖 2. Deux phases dans le chloroplaste

📝 Points essentiels

📌 La photosynthèse comporte une phase claire ou photochimique et une phase sombre ou chimique qui s’enchaînent dans les chloroplastes.

• Dans la phase claire, les pigments captent l’énergie lumineuse, l’eau est photolysée et de l’ATP ainsi que des coenzymes réduits sont produits.

📐 Formule - La photolyse de l’eau s’écrit $2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-$.

• Le dioxygène rejeté lors de la photosynthèse provient de la photolyse de l’eau.

💡 Astuce mémo

Lumière → photolyse et énergie chimique → fixation du CO₂

📖 3. Fixation du carbone et cycle de Calvin

★ À maîtriser

• La phase sombre correspond au cycle de Calvin-Benson, au cours duquel le CO₂ est fixé sur le ribulose diphosphate grâce à l’enzyme Rubisco.

• Après la fixation du CO₂, l’APG est formé puis converti en trioses phosphates, qui permettent la formation de glucides et d’autres molécules organiques.

• L’ATP et les coenzymes réduits produits pendant la phase claire fournissent l’énergie chimique et le pouvoir réducteur nécessaires à la réduction du carbone du CO₂.

Compléments

• Le RuBP possède un squelette carboné à 5 carbones, tandis que l’APG et les trioses en possèdent 3 et que l’hexose en possède 6.

💡 Astuce mémo

ATP et coenzymes réduits → réduction du CO₂ et synthèse organique

📖 4. Conversion de l’énergie lumineuse

★ À maîtriser

• Les pigments des chloroplastes sont des pigments photosynthétiques car ils apportent à la photosynthèse l’énergie des radiations lumineuses qu’ils absorbent.

• La photosynthèse convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique stockée dans les produits de la phase claire et dans les composés organiques formés pendant la phase sombre.

Compléments

• Les trioses phosphates permettent de former différents glucides, notamment le glucose, le saccharose et l’amidon, ainsi que des lipides et des acides aminés.

💡 Astuce mémo

Énergie lumineuse captée par les pigments, énergie chimique stockée dans les molécules

📖 5. Produits de la photosynthèse et croissance

★ À maîtriser

• Les produits de la photosynthèse sont utilisés par toutes les cellules végétales pour permettre la croissance des organes.

• Les principaux constituants des parois végétales sont :

  • la cellulose
  • les pectines
  • les hémicelluloses

Compléments

• La lignine imprègne secondairement les parois lors de la formation des tissus conducteurs du xylème et les rigidifie, ce qui permet un port dressé et une croissance en hauteur.

💡 Astuce mémo

Multiplication → élongation → différenciation cellulaire

📖 6. Stockage et mobilisation des produits

★ À maîtriser

• L’amidon peut être stocké dans les tubercules de pomme de terre et mobilisé lorsque le tubercule forme une nouvelle plante.

Compléments

• Des réserves lipidiques sont stockées dans des organes tels que les noisettes et peuvent servir de substrats énergétiques à la plante ou à ses descendants.

• Les produits de la photosynthèse stockés dans les graines constituent des réserves utilisables par les descendants de la plante.

💡 Astuce mémo

Stockage des réserves → mobilisation pour la plante ou ses descendants

📖 7. Dispersion par les consommateurs

★ À maîtriser

• Les produits de la photosynthèse stockés dans les fruits constituent des aliments potentiels pour les animaux consommateurs.

Compléments

• En oubliant une partie des noisettes qu’il a cachées, l’écureuil contribue à la dispersion des plantes qui les produisent.

💡 Astuce mémo

Fruits et réserves consommés → transport et dispersion des graines

📖 8. Interactions avec les autres espèces

🔑 Notions clés & Définitions

• Métabolites secondaires : Métabolites issus de la transformation de métabolites primaires provenant directement de la photosynthèse.

★ À maîtriser

• Les tanins participent à la défense de la plante contre les champignons et les animaux herbivores dans le cadre d’interactions compétitives.

• Les anthocyanes donnent notamment leurs couleurs aux fleurs, ce qui peut informer les pollinisateurs.

Compléments

📌 La relation entre la plante et les pollinisateurs est une interaction mutualiste car les deux espèces en tirent un bénéfice.

💡 Astuce mémo

Tanins : compétition ; anthocyanes : mutualisme

📊 Tableaux de synthèse

Phases de la photosynthèse