La photosynthèse - Historique des versions

Erem-eref : /* Une réaction d'oxydoréduction */

2008-08-01T18:20:34Z

Une réaction d'oxydoréduction

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:20
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	L'étude des transporteurs d'électrons dans les systèmes biologiques remonte aux années 1930. En 1937, Robert Hill montra que des chloroplastes isolés pouvaient encore, en présence de lumière et en absence de CO{{Ind\|2}} (à condition d'ajouter dans le milieu un oxydant capable de se réduire), libérer de l'oxygène. Cela nécessite un accepteur d'hydrogène adapté, en l'occurrence le dioxyde de carbone (noté A):		L'étude des transporteurs d'électrons dans les systèmes biologiques remonte aux années 1930. En 1937, Robert Hill montra que des chloroplastes isolés pouvaient encore, en présence de lumière et en absence de CO{{Ind\|2}} (à condition d'ajouter dans le milieu un oxydant capable de se réduire), libérer de l'oxygène. Cela nécessite un accepteur d'hydrogène adapté, en l'occurrence le dioxyde de carbone (noté A):

	2 A + H{{Ind\|2}}O = 2AH{{Ind\|2}} + {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} O{{Ind\|2}} (gaz)		'''2 A + H{{Ind\|2}}O = 2AH{{Ind\|2}} + {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} O{{Ind\|2}} (gaz)'''

	À l'issue de cette expérience, Hill formula le concept d'une chaîne photosynthétique sensible à la lumière et dont le mécanisme transporterait des électrons tout en libérant l'oxygène de l'eau.		À l'issue de cette expérience, Hill formula le concept d'une chaîne photosynthétique sensible à la lumière et dont le mécanisme transporterait des électrons tout en libérant l'oxygène de l'eau.
Ligne 87 :		Ligne 87 :
	Le rôle exact de l'eau a été confirmé en 1940 par la réalisation d'une expérimentation avec de l'eau lourde (dont l'oxygène a été remplacé par son isotope lourd: 18O) et du CO{{Ind\|2}} normal: toutes les molécules d'oxygène dégagées par la photosynthèse étaient constituées par des isotopes lourds, qui provenaient donc de l'eau et non du CO{{Ind\|2}}:		Le rôle exact de l'eau a été confirmé en 1940 par la réalisation d'une expérimentation avec de l'eau lourde (dont l'oxygène a été remplacé par son isotope lourd: 18O) et du CO{{Ind\|2}} normal: toutes les molécules d'oxygène dégagées par la photosynthèse étaient constituées par des isotopes lourds, qui provenaient donc de l'eau et non du CO{{Ind\|2}}:

	nCO{{Ind\|2}} + 2nH218O = n(18O){{Ind\|2}} + n(18O){{Ind\|2}} + (HCHO)n + nH{{Ind\|2}}O		'''nCO{{Ind\|2}} + 2nH218O = n(18O){{Ind\|2}} + n(18O){{Ind\|2}} + (HCHO)n + nH{{Ind\|2}}O'''

	où (HCHO)n est une molécule glucidique.		où (HCHO)n est une molécule glucidique.

Erem-eref : /* La «Rubisco» */

2008-08-01T18:20:02Z

La «Rubisco»

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:20
Ligne 194 :		Ligne 194 :
	L'enzyme clé du cycle de Calvin est la ribulose biphosphate carboxylase, ou Rubisco, qui peut également, uniquement en présence de lumière, oxygéner le ribulose biphosphate; elle est donc à la fois une décarboxylase et une oxygénase:		L'enzyme clé du cycle de Calvin est la ribulose biphosphate carboxylase, ou Rubisco, qui peut également, uniquement en présence de lumière, oxygéner le ribulose biphosphate; elle est donc à la fois une décarboxylase et une oxygénase:

	ribulose biphosphate + O{{Ind\|2}} = 3-phosphoglycérate + phosphoglycolate		ribulose biphosphate + O{{Ind\|2}} = 3-phosphoglycérate + phosphoglycolate


	= La photorespiration =		= La photorespiration =

Erem-eref : /* La phase obscure */

2008-08-01T18:19:43Z

La phase obscure

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:19
Ligne 180 :		Ligne 180 :
	Melvin Calvin (prix Nobel de chimie en 1961) et ses collaborateurs ont expliqué à la fin des années 1940 le phénomène de fixation du carbone. Ce processus, aussi dénommé cycle de Calvin, utilise l'ATP et le NADPH produits par les réactions lumineuses. La réaction clé de ce cycle est la fixation du carbone après addition d'une molécule de dioxyde de carbone à un sucre, le ribulose biphosphate (ribulose-1,5-biphosphate, ou RuBP). Cette réaction donne naissance à deux molécules d'acide phosphoglycérique (APG). Les autres réactions du cycle impliquent la régénération du RuBP. Pour chaque molécule de dioxyde de carbone fixée, trois molécules d'ATP et deux de NADPH sont nécessaires:		Melvin Calvin (prix Nobel de chimie en 1961) et ses collaborateurs ont expliqué à la fin des années 1940 le phénomène de fixation du carbone. Ce processus, aussi dénommé cycle de Calvin, utilise l'ATP et le NADPH produits par les réactions lumineuses. La réaction clé de ce cycle est la fixation du carbone après addition d'une molécule de dioxyde de carbone à un sucre, le ribulose biphosphate (ribulose-1,5-biphosphate, ou RuBP). Cette réaction donne naissance à deux molécules d'acide phosphoglycérique (APG). Les autres réactions du cycle impliquent la régénération du RuBP. Pour chaque molécule de dioxyde de carbone fixée, trois molécules d'ATP et deux de NADPH sont nécessaires:

	3CO{{Ind\|2}} + 9ATP + 6NADPH + 6 H+ + 6 H{{Ind\|2}}O = {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} (glucose) + 9ADP + 9HPO{{Ind\|4}} + 6NADP+		'''3CO{{Ind\|2}} + 9ATP + 6NADPH + 6 H{{Exp\|+}} + 6 H{{Ind\|2}}O = {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} (glucose) + 9ADP + 9HPO{{Ind\|4}} + 6NADP{{Exp\|+}}'''

	== L'amidon et le saccharose ==		== L'amidon et le saccharose ==

Erem-eref : /* La phase obscure */

2008-08-01T18:19:09Z

La phase obscure

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:19
Ligne 180 :		Ligne 180 :
	Melvin Calvin (prix Nobel de chimie en 1961) et ses collaborateurs ont expliqué à la fin des années 1940 le phénomène de fixation du carbone. Ce processus, aussi dénommé cycle de Calvin, utilise l'ATP et le NADPH produits par les réactions lumineuses. La réaction clé de ce cycle est la fixation du carbone après addition d'une molécule de dioxyde de carbone à un sucre, le ribulose biphosphate (ribulose-1,5-biphosphate, ou RuBP). Cette réaction donne naissance à deux molécules d'acide phosphoglycérique (APG). Les autres réactions du cycle impliquent la régénération du RuBP. Pour chaque molécule de dioxyde de carbone fixée, trois molécules d'ATP et deux de NADPH sont nécessaires:		Melvin Calvin (prix Nobel de chimie en 1961) et ses collaborateurs ont expliqué à la fin des années 1940 le phénomène de fixation du carbone. Ce processus, aussi dénommé cycle de Calvin, utilise l'ATP et le NADPH produits par les réactions lumineuses. La réaction clé de ce cycle est la fixation du carbone après addition d'une molécule de dioxyde de carbone à un sucre, le ribulose biphosphate (ribulose-1,5-biphosphate, ou RuBP). Cette réaction donne naissance à deux molécules d'acide phosphoglycérique (APG). Les autres réactions du cycle impliquent la régénération du RuBP. Pour chaque molécule de dioxyde de carbone fixée, trois molécules d'ATP et deux de NADPH sont nécessaires:

	3CO{{Ind\|2}} + 9ATP + 6NADPH + 6 H+ + 6 H{{Ind\|2}}O = 1/2(glucose) + 9ADP + ~~9HPO4~~ + 6NADP+		3CO{{Ind\|2}} + 9ATP + 6NADPH + 6 H+ + 6 H{{Ind\|2}}O = {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} (glucose) + 9ADP + 9HPO{{Ind\|4}} + 6NADP+


	== L'amidon et le saccharose ==		== L'amidon et le saccharose ==

Erem-eref : /* La photophosphorylation non cyclique */

2008-08-01T18:18:26Z

La photophosphorylation non cyclique

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:18
Ligne 155 :		Ligne 155 :
	Le premier accepteur d'électrons est la phéophytine (molécule de chlorophylle sans magnésium, notée Phe), les suivants étant des plastoquinones (Q, PQ), le cytochrome f et la plastocyanine (protéine bleue contenant du cuivre et notée PC). Lorsque les électrons traversent ces éléments, de l'énergie est libérée et utilisée pour la synthèse de l'ATP à partir de ses précurseurs, l'ADP (adénosine diphosphate) et le phosphate inorganique (Pi):		Le premier accepteur d'électrons est la phéophytine (molécule de chlorophylle sans magnésium, notée Phe), les suivants étant des plastoquinones (Q, PQ), le cytochrome f et la plastocyanine (protéine bleue contenant du cuivre et notée PC). Lorsque les électrons traversent ces éléments, de l'énergie est libérée et utilisée pour la synthèse de l'ATP à partir de ses précurseurs, l'ADP (adénosine diphosphate) et le phosphate inorganique (Pi):

	ADP + Pi = ATP		'''ADP + Pi = ATP'''

	'''Le phénomène est appelé photophosphorylation non cyclique.'''		'''Le phénomène est appelé photophosphorylation non cyclique.'''

	En atteignant le centre réactionnel P700 (E' = 0,43 V), un deuxième quantum de lumière est absorbé et permet aux électrons libérés de réduire la ferrédoxine (Fd), protéine contenant du fer et du cuivre, laquelle a un potentiel très bas (E' = - 0,42 V). Cela constitue une deuxième chaîne de transport, où les électrons circulent tout en suivant les lois d'oxydoréduction. Lorsque la ferrédoxine capte un électron, elle devient un agent réducteur extrêmement puissant, notamment du dernier accepteur, le NADP, qu'elle réduit en NADPH2 .		En atteignant le centre réactionnel P700 (E' = 0,43 V), un deuxième quantum de lumière est absorbé et permet aux électrons libérés de réduire la ferrédoxine (Fd), protéine contenant du fer et du cuivre, laquelle a un potentiel très bas (E' = - 0,42 V). Cela constitue une deuxième chaîne de transport, où les électrons circulent tout en suivant les lois d'oxydoréduction. Lorsque la ferrédoxine capte un électron, elle devient un agent réducteur extrêmement puissant, notamment du dernier accepteur, le NADP, qu'elle réduit en NADPH2 .


	== La photophosphorylation cyclique ==		== La photophosphorylation cyclique ==

Erem-eref : /* Les échanges d'électrons */

2008-08-01T18:18:03Z

Les échanges d'électrons

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:18
Ligne 146 :		Ligne 146 :
	La chlorophylle P680 oxydée est devenue capable d'oxyder de l'eau et, ainsi, de libérer l'oxygène moléculaire. Le potentiel normal d'oxydoréduction du P680 est de 0,9 V, il peut donc recevoir sans problème les électrons issus de la photolyse de l'eau (décomposition de l'eau entretenue par l'absorption de la lumière), dont le potentiel normal est inférieur:		La chlorophylle P680 oxydée est devenue capable d'oxyder de l'eau et, ainsi, de libérer l'oxygène moléculaire. Le potentiel normal d'oxydoréduction du P680 est de 0,9 V, il peut donc recevoir sans problème les électrons issus de la photolyse de l'eau (décomposition de l'eau entretenue par l'absorption de la lumière), dont le potentiel normal est inférieur:

	2 H{{Ind\|2}}O = O{{Ind\|2}} + 4 H+ + 4e-, avec E' = + 0,81 V		'''2 H{{Ind\|2}}O = O{{Ind\|2}} + 4 H+ + 4e-, avec E' = + 0,81 V'''

	La photolyse de l'eau est un phénomène encore mal maîtrisé; il semble cependant que les ions ~~Mn2~~+ (manganèse) et Cl- (chlore) y jouent un rôle de catalyseurs. Les 4 électrons issus de la photolyse servent en retour à neutraliser (réduire) la molécule de chlorophylle.		La photolyse de l'eau est un phénomène encore mal maîtrisé; il semble cependant que les ions Mn{{Ind\|2}}+ (manganèse) et Cl- (chlore) y jouent un rôle de catalyseurs. Les 4 électrons issus de la photolyse servent en retour à neutraliser (réduire) la molécule de chlorophylle.


	== La photophosphorylation non cyclique ==		== La photophosphorylation non cyclique ==

Erem-eref : /* Une réaction d'oxydoréduction */

2008-08-01T18:17:30Z

Une réaction d'oxydoréduction

← Version précédente		Version du 1 août 2008 à 20:17
Ligne 81 :		Ligne 81 :
	L'étude des transporteurs d'électrons dans les systèmes biologiques remonte aux années 1930. En 1937, Robert Hill montra que des chloroplastes isolés pouvaient encore, en présence de lumière et en absence de CO{{Ind\|2}} (à condition d'ajouter dans le milieu un oxydant capable de se réduire), libérer de l'oxygène. Cela nécessite un accepteur d'hydrogène adapté, en l'occurrence le dioxyde de carbone (noté A):		L'étude des transporteurs d'électrons dans les systèmes biologiques remonte aux années 1930. En 1937, Robert Hill montra que des chloroplastes isolés pouvaient encore, en présence de lumière et en absence de CO{{Ind\|2}} (à condition d'ajouter dans le milieu un oxydant capable de se réduire), libérer de l'oxygène. Cela nécessite un accepteur d'hydrogène adapté, en l'occurrence le dioxyde de carbone (noté A):

	2 A + H{{Ind\|2}}O = ~~2AH2~~ + 1/2 O{{Ind\|2}} (gaz)		2 A + H{{Ind\|2}}O = 2AH{{Ind\|2}} + {{Exp\|1}}/{{Ind\|2}} O{{Ind\|2}} (gaz)

	À l'issue de cette expérience, Hill formula le concept d'une chaîne photosynthétique sensible à la lumière et dont le mécanisme transporterait des électrons tout en libérant l'oxygène de l'eau.		À l'issue de cette expérience, Hill formula le concept d'une chaîne photosynthétique sensible à la lumière et dont le mécanisme transporterait des électrons tout en libérant l'oxygène de l'eau.
Ligne 87 :		Ligne 87 :
	Le rôle exact de l'eau a été confirmé en 1940 par la réalisation d'une expérimentation avec de l'eau lourde (dont l'oxygène a été remplacé par son isotope lourd: 18O) et du CO{{Ind\|2}} normal: toutes les molécules d'oxygène dégagées par la photosynthèse étaient constituées par des isotopes lourds, qui provenaient donc de l'eau et non du CO{{Ind\|2}}:		Le rôle exact de l'eau a été confirmé en 1940 par la réalisation d'une expérimentation avec de l'eau lourde (dont l'oxygène a été remplacé par son isotope lourd: 18O) et du CO{{Ind\|2}} normal: toutes les molécules d'oxygène dégagées par la photosynthèse étaient constituées par des isotopes lourds, qui provenaient donc de l'eau et non du CO{{Ind\|2}}:

	nCO{{Ind\|2}} + 2nH218O = n(18O)2 + n(18O)2 + (HCHO)n + nH{{Ind\|2}}O,		nCO{{Ind\|2}} + 2nH218O = n(18O){{Ind\|2}} + n(18O){{Ind\|2}} + (HCHO)n + nH{{Ind\|2}}O

	où (HCHO)n est une molécule glucidique.		où (HCHO)n est une molécule glucidique.

	La photosynthèse apparaît ainsi comme une réaction d'oxydoréduction au cours de laquelle le gaz carbonique est réduit et l'eau oxydée.		La photosynthèse apparaît ainsi comme une réaction d'oxydoréduction au cours de laquelle le gaz carbonique est réduit et l'eau oxydée.


	== Les «photosystèmes» ==		== Les «photosystèmes» ==

Erem-eref : /* L'historique d'une découverte */

2008-07-29T14:25:22Z

L'historique d'une découverte

← Version précédente		Version du 29 juillet 2008 à 16:25
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	{{~~Font~~\|15\|'''Le fondement de la théorie moderne'''}}		{{Fsize\|15\|'''Le fondement de la théorie moderne'''}}


Ligne 57 :		Ligne 57 :


	{{~~Font~~\|15\|'''Le rôle de la lumière'''}}		{{Fsize\|15\|'''Le rôle de la lumière'''}}

Erem-eref : /* L'historique d'une découverte */

2008-07-29T14:24:07Z

L'historique d'une découverte

← Version précédente		Version du 29 juillet 2008 à 16:24
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	== Le fondement de la théorie moderne ==		{{Font\|15\|'''Le fondement de la théorie moderne'''}}


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	== Le rôle de la lumière ==		{{Font\|15\|'''Le rôle de la lumière'''}}


Ligne 65 :		Ligne 65 :

	C'est grâce à la théorie de la conservation de l'énergie qu'en 1845 le médecin et physicien allemand Julius Robert von Mayer comprit la transformation par les plantes de l'énergie lumineuse en énergie chimique. Finalement en 1864, le botaniste allemand Julius von Sachs mit en évidence l'accumulation, en présence d'une source de lumière, de grains d'amidon dans les chloroplastes. La même année, le chimiste et agronome français Jean-Baptiste Boussingault, qui se consacra, entre autres, à la physiologie végétale, détermina que le quotient photosynthétique (rapport existant entre le volume d'oxygène produit et le volume de gaz carbonique consommé) était voisin de 1.		C'est grâce à la théorie de la conservation de l'énergie qu'en 1845 le médecin et physicien allemand Julius Robert von Mayer comprit la transformation par les plantes de l'énergie lumineuse en énergie chimique. Finalement en 1864, le botaniste allemand Julius von Sachs mit en évidence l'accumulation, en présence d'une source de lumière, de grains d'amidon dans les chloroplastes. La même année, le chimiste et agronome français Jean-Baptiste Boussingault, qui se consacra, entre autres, à la physiologie végétale, détermina que le quotient photosynthétique (rapport existant entre le volume d'oxygène produit et le volume de gaz carbonique consommé) était voisin de 1.


	= La conservation de l'énergie =		= La conservation de l'énergie =

Erem-eref : modifications mise en page

2008-07-29T14:23:21Z

modifications mise en page

← Version précédente		Version du 29 juillet 2008 à 16:23
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	== L'absorption lumineuse, ou l'acte photosynthétique ==		{{Fsize\|15\|'''L'absorption lumineuse, ou l'acte photosynthétique'''}}


	Ce sont les molécules de chlorophylle (pigment photorécepteur) contenues dans les chloroplastes (organites spécialisés localisés dans les cellules des tissus verts des végétaux) qui fixent ou absorbent les rayons ultraviolets. L'excitation des molécules de chlorophylle par la lumière déclenche un processus de transfert d'électrons qui aboutit à la formation de deux molécules de haut niveau d'énergie, lesquelles interviennent dans toutes les réactions bioénergétiques: le NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, dans sa forme réduite) et l'ATP (adénosine triphosphate).		Ce sont les molécules de chlorophylle (pigment photorécepteur) contenues dans les chloroplastes (organites spécialisés localisés dans les cellules des tissus verts des végétaux) qui fixent ou absorbent les rayons ultraviolets. L'excitation des molécules de chlorophylle par la lumière déclenche un processus de transfert d'électrons qui aboutit à la formation de deux molécules de haut niveau d'énergie, lesquelles interviennent dans toutes les réactions bioénergétiques: le NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, dans sa forme réduite) et l'ATP (adénosine triphosphate).
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	== La fixation du carbone, ou l'acte biochimique ==		{{Fsize\|15\|'''La fixation du carbone, ou l'acte biochimique'''}}


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	== La décomposition de l'eau ==		{{Fsize\|15\|'''La décomposition de l'eau'''}}

La photosynthèse - Historique des versions

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Erem-eref : /* L'historique d'une découverte */

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