Le métabolisme photosynthétique

Le métabolisme photosynthétique

Photo de gauche : photographie d’une observation microscopique d’une feuille d’Élodée, au grossissement x40 : il est possible de distinguer les différentes cellules composant la feuille.
Photo de droite : photographie d’une observation microscopique : détail d’une cellule de feuille d’Élodée observée au grossissement x400 : on note sur cette photographie la présence de nombreux chloroplastes : organites sièges de la photosynthèse.

Le métabolisme photosynthétique :
La photosynthèse est un métabolisme, c’est un ensemble de réactions chimiques permettant le fonctionnement de la cellule et de l’organisme dans sa totalité.

Schéma d’une cellule végétale et des différents réactifs et produits de la photosynthèse

L’équation bilan de la photosynthèse est la suivante :
nC02 + nH20 + (énergie lumineuse) → (CH2O)n + nO2.
Ainsi, on comprend que ce métabolisme permet la fixation du CO2 atmosphérique (carbone minéral) conduisant à la formation d’amidon (carbone organique).
La photosynthèse est donc un métabolisme autotrophe :
Métabolisme autotrophe (auto = soi-même – trophe = nourriture) : métabolisme permettant de synthétiser de la matière organique uniquement à partir de matière minérale(sans l’aide de la matière d’autre être vivant).

Le chloroplaste est l’organite où se déroule la photosynthèse. Ce dernier est délimité par une enveloppe renfermant les thylakoïdes (ou thylacoïde) et le stroma = milieu intérieur du chloroplaste.

La réception de l’énergie lumineuse au niveau des thylakoïdes :
L’énergie lumineuse est captée par les molécules de chlorophylle au sein des thylakoïdes et cela engendre une cascade de réactions : il y a production d’énergie cellulaire sous forme d’ATP et de pouvoir réducteur (NADPH). Cette première étape était autrefois appelée phase claire (en opposition à la phase sombre) de la photosynthèse puisqu’elle nécessite la présence de lumière, on préfèrera l’appeler phase photochimique.

L’utilisation des produits issus des thylakoïdes au niveau du stroma :
L’ATP et le NADPH vont être utilisés dans un cycle de réactions dans le stroma : le cycle de Calvin (Benson Bassham). Cette phase est appelée phase non-photochimique. Ce cycle peut grossièrement être résumé de la manière suivante : le carbone d’une molécule de CO2 va être incorporé à une molécule à cinq atomes de carbone grâce à l’activité d’une enzyme : la rubisCO. À la suite de cette première réaction, il va y avoir une successions de réactions conduisant à la production d’un sucre à trois atomes de carbone (un «  C3  », appelé glycéraldéhyde-3-phosphate) et à la régénération de la molécule à cinq carbones présente en début de cycle. Le sucre à trois carbone produit va pouvoir entrer dans différentes cascades de réactions conduisant à la production d’amidon, d’acides aminés ou bien d’acides gras.

Auteur(s) : Mathilde Maillefaud, professeur de SVT
Crédits photos : Mathilde Maillefaud
Publication :  04/03/2019

D’après :

Botanique, Biologie et physiologie végétales, Meyer, Reeb, Bosdeveix, Ed. Maloine
Campbell, Biologie, Reece, Urry, Cain, Wasserman,  Minorsky, Jackson Ed. Pearson 9ième éditions.

 

Page en lien sur Sciences-Nature.fr  :

Biodiversité des végétaux
La symbiose (photosynthèse chez les lichens et quelques animaux).