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Photosynthèse : explications

Que signifie photosynthèse ?

Anglais : photosynthesis. Type : nom commun. Genre : féminin.

Définition photosynthèse

La photosynthèse est une biosynthèse consistant à transformer l'énergie lumineuse en composés organique. La lumière, sous forme de photons, est captée par un pigment coloré associé à un donneur d'électron minéral ou organique, et permet l'utilisation de matière minérale pour la synthèse (fabrication) de composés organiques : c'est la phase de photophosphorylation de la photosynthèse. Les cytochromes jouent un rôle de transporteur d'électrons.

La photosynthèse schématisée dans son processus :
La photosynthèse : processus
La photosynthèse se déroule en deux phases : une phase lumineuse (photophosphorylation), et une phase sombre en réaction sombre ou encore les réactions du cycle de Calvin-Benson.

Tous les animaux dépendent de la photosynthèse ! Toute l'énergie de soleil que les plantes absorbent et emmagasinent en synthétisant le sucre (glucides) est transférée dans le corps lors de l'ingestion des plantes, énergie devenant disponible pour les processus corporels.
Variations des définitions de "photosynthèse"
Une autre définition simplifiée de la photosynthèse consiste à exprimer qu'il s'agit d'une conversion de l'énergie lumineuse provenant du soleil en énergie chimique. Cette biosynthèse photonique d'un glucide se fait à partir de dioxyde de carbone CO2 au moyen de l'énergie lumineuse.

Encore autrement exprimé, la photosynthèse résulte d'une activité chimique (une synthèse) des végétaux chlorophylliens qui fabriquent des substances organiques fondamentales biochimiques à partir d'eau et des sels minéraux grâce à l'aptitude des chloroplastes à capter une fraction de l'énergie solaire.

La photosynthèse a principalement lieu dans les feuilles des plantes, et rarement (voir jamais) dans les tiges, etc. Les parties d'une feuille typique incluent les épidermes supérieurs et inférieurs, le mésophylle, le faisceau vasculaire (veines), et les stomates. Si les cellules de l'épiderme supérieur et inférieur ne sont pas des chloroplastes, la photosynthèse ne se produit pas. De fait, ils servent principalement comme protection pour le reste de la feuille. Les stomates sont des trous existant principalement dans l'épiderme inférieur et permettent les échange d'air (CO2 et O2). Les faisceaux vasculaires (ou veines) dans une feuille font partie du système de transport de la plante, de l'eau en mouvement et des nutriments autour de la plante, au besoin. Les cellules du mésophylle ont des chloroplastes et c'est le siège de la photosynthèse.

Processus de l'absorption photosynthétique
L'absorption photosynthétique avec mesure du taux de photosynthèse en fonction du spectre d'absorption :
Taux de photosynthèse et spectre d'absorption
Lors de la photosynthèse, l'évolution de l'absorption des chlorophylles a, b et du β-carotène est indiquée par corrélation du taux de photosynthèse de l'activité photosynthétique via le du spectre d'absorption. L'énergie de la lumière est capturée par les colorants dans les organismes phototrophes.

Dans les plantes vertes et les cyanobactéries, l'absorption de l'énergie lumineuse est effectuée par des chlorophylles et des bactéries (bactériochlorophylles). La lumière de différentes gammes de longueurs d'onde est absorbée par ces colorants. Le soi-disant écart vert conduit à cette couleur verte caractéristique. La gamme spectrale optimale pour la photosynthèse est déterminée expérimentalement par le test d'Engelmann sur des bactéries. Les colorants absorbant la lumière sont également appelés chromophores. La formation de ces complexes avec des protéines environnantes sont appelés des pigments.

Ce n'est pas la totalité de la lumière du Soleil qui illumine la surface de la Terre. Même la lumière solaire est réfléchie et étalée, mais cette luminosité est suffisante pour la survie de toutes les plantes du monde en exploitant le processus de la photosynthèse. La lumière est en fait de l'énergie, l'énergie électromagnétique pour être exact. Lorsque cette énergie arrive à une plante verte à feuilles, toutes sortes de réactions peuvent avoir lieu pour stocker de l'énergie sous la forme de molécules de sucre. Même lorsque la lumière parvient à une plante, la plante ne peut pas utiliser l'intégralité de cette énergie lumineuse. Elle n'utilise en fait que certaines couleurs pour activer la photosynthèse. Les plantes absorbent la plupart des longueurs d'onde rouges et bleues. Quand vous voyez une couleur, il s'agit en fait d'une couleur que l'objet (ou tout biote) n'absorbe pas. Dans le cas des plantes vertes, elles n'absorbent pas la lumière de la gamme verte.

La feuille est le siège de la photosynthèse grâce à la chlorophylle :
feuilles pour photosynthèse
Chaque feuille, photosynthétique, des végétaux spermatophytes est l'organe du lieu de déroulement de la photosynthèse.

Le mécanisme de la photosynthèse est très complexe. Cependant, les processus photosynthétiques ont une importance particulière dans l'enceinte fermée d'un aquarium. En effet, sous l'influence énergétique de la lumière, les chloroplastes (parties de la cellule végétale contenant de la chlorophylle) des cellules végétales combinent le gaz carbonique (CO2) à l'eau douce pour donner des sucres en C6H12O6.

Ceux-ci sont transformés en amidon C6H12O5, pour un décimètre carré de surface de feuille, il y a, en moyenne, formation de 0,2 gr d'amidon par jour. L'ensemble de l'opération est accompagné d'un fort dégagement d'Oxygène. En fait, la photosynthèse consiste essentiellement en une photolyse de la molécule d'eau.

Forumule de l'équation de photosynthèse
6CO2 + 12H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Il est souvent fait état d'une formule simplifiée, une équation bilan de la photosynthèse sans indication de l'origine aqueuse du dioxygène :
6CO2 + 6H2O + lumière → C6H12O6 + 6O2

Les différents types de photosynthèses
On distingue diverses photosynthèses : oxygénique, anoxygénique, artificielle, naturelle :la photosynthèse oxygénique chez les végétaux et les cyanobactéries où du dioxygène issu de la photolyse de l'eau est dégagé;la photosynthèse anoxygénique chez les bactéries phototrophes autres que les cyanobactéries, synonyme d'assimilation chlorophyllienne;la photosynthèse artificielle qui entame une voie de laboratoire, au travers d'une membrane mécanique, pour la production de biocarburant.
La photosynthèse des plantes
La photosynthèse est ainsi un processus utilisé par les plantes, y compris les plantes aquatiques, et autres organismes autotrophes pour convertir la lumière en énergie, normalement à partir du soleil, en énergie chimique qui peut être utilisée pour alimenter les activités des organismes. Des hydrates de carbone, tels que les sucres, sont synthétisés à partir du dioxyde de carbone et de l'eau (d'où le nom de la photosynthèse, du grec Phos, c'est-à-dire "lumière", et la synthèse, à savoir "mettre ensemble") au cours du processus. L'oxygène est également dégagé, pour la plupart comme un produit déchet.

La plupart des plantes, la plupart des algues et des cyanobactéries effectuent le processus de la photosynthèse, et sont appelés photoautotrophes, des autotrophes photosynthétiques. La photosynthèse maintient les niveaux d'oxygène dans l'atmosphère et des éléments essentiel de l'énergie nécessaire à la vie sur Terre, sauf pour les chimiotrophes, qui gagnent l'énergie par oxydation des réactions chimiques. Voir à ce sujet les centres réactionnels de la photosynthèse.

Bien que la photosynthèse soit réalisée différemment selon les espèces, le processus commence toujours lorsque l'énergie de la lumière est absorbée par des protéines appelées "centres réactionnels", les centres réactionnels de la photosynthèse, qui contiennent des pigments vert de chlorophylle. Chez les plantes, ces protéines sont maintenues à l'intérieur des organites appelés chloroplastes, qui sont les plus abondants dans les cellules de la feuille, tandis que chez les bactéries, ils sont noyés dans la membrane plasmique. Dans ces réactions dépendant de la lumière, de l'énergie est utilisée pour enlever des électrons à partir des substances appropriées telles que l'eau. On obtient ainsi de l'oxygène gazeux et des ions Hydrogène, qui sont transférés à un composé appelé nicotinamide adénine dinucléotide phosphate NADP, en la réduisant en NADPH. L'énergie lumineuse est transmise à l'énergie chimique dans la génération de l'adénosine triphosphate ATP, l'équivalent de la "monnaie énergétique" des cellules.

Chez les plantes, les algues et les cyanobactéries, des sucres sont produits par une séquence de réactions de lumière indépendantes appelées le cycle de Calvin, mais certaines bactéries utilisent des mécanismes différents, tels que le cycle de Krebs inverse. Dans le cycle de Calvin, du dioxyde de carbone de l'atmosphère est incorporé dans des composés carbonés organiques déjà existants, tels que (avec carboxylase et oxygénase) la ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase\/oxygénase RuBP. L'utilisation de l'ATP et du NADPH produit par les réactions dépend de la lumière, les composés obtenus sont ensuite réduits en triose de phosphate. Parmi les six molécules de triose phosphate produites, certaines sont éliminées pour former d'autres hydrates de carbone et cinq sont des "recyclés" à nouveau dans le cycle pour régénérer l'accepteur de dioxyde de carbone d'origine, le RuBP.

En aquarium avec les plantes aquatiques
La photosynthèse des plantes aquatiques, en particulier en aquarium, ne diffère pas des autres végétaux photosynthétiques, mais l'eau se transforme en filtre pour le spectre lumineux arrivant sur les feuilles des plantes submergées. L'éclairage d'un aquarium doit ainsi tenir compte de la profondeur dans la couche d'eau de l'organisme photosynthétique : le rouge est arrêté par l'eau dès les 5-10 premiers cm d'une eau douce ou salée, et c'est le bleu qui pénètre le plus profondément, partie du spectre favorisant les algues vertes.

La photosynthèse induite chez les plantes d'aquarium n'atteint son maximum qu'après environ 6 heures d'exposition continue et pour favoriser la croissance des plantes immergées, une durée d'environ 12 heures d'éclairage est une moyenne naturelle, surtout pour des plantes provenant des zones tropicale et subtropicale.

Histoire de la photosynthèse et évolution des espèces
Historiquement, les premiers organismes photosynthétiques ont probablement évolué au début de l'histoire de l'évolution de la vie et très probablement utilisé des agents réducteurs tels que l'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène comme source d'électrons, plutôt que l'eau. Les cyanobactéries sont apparues plus tard, et l'excès d'oxygène qu'elles produisent ont contribué à la catastrophe de l'oxygène, qui a rendu l'évolution de la vie complexe possible.

Aujourd'hui, le taux moyen de capture d'énergie par photosynthèse est globalement environ 130 térawatts qui est environ six fois plus grand que l'actuelle consommation d'énergie de la civilisation humaine. Les organismes photosynthétiques convertissent également autour de 100 à 115 000 millions de tonnes métriques (100-115 pétagrammes) de carbone dans la biomasse par an.

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La définition PHOTOSYNTHESE a été vue 212332 fois. Publié le 07/10/2007. Modifié le .
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