Réaction sombre
Définition
La réaction sombre, comme deuxième phase de la photosynthèse, est un processus par lequel les électrons et l'énergie de l'ATP sont utilisés pour réduire le CO2 en sucres au cours de la phase sombre (par opposition à la phase lumineuse claire). Cette réaction indépendante de la lumière fait partie du cycle de Calvin-Benson. Elle implique la fixation du dioxyde de carbone et sa réduction en glucides et la dissociation de l'eau, en utilisant l'énergie chimique stockée dans l'ATP.
Comparaison entre réaction sombre et phase claire lumineuse :
La réaction sombre (phase sombre) est la partie du cycle de réactions (le cycle de Calvin-Benson) qui se déroule dans la deuxième phase de la photosynthèse et ne nécessite pas la présence de lumière.
Explications
La photosynthèse se compose de deux parties-phases. La première nécessite la lumière du soleil et la seconde n'en nécessite pas. Le cycle de Calvin est également qualifié de cycle des réactions sombres ou les réactions indépendantes de la lumière, car c'est la partie qui n'a pas besoin de l'énergie du soleil pour se dérouler. Il utilise le carbone du CO2.
Chez les plantes, le dioxyde de carbone CO2 pénètre dans les feuilles par les stomates, où il se diffuse sur de courtes distances à travers les espaces intercellulaires jusqu'à ce qu'il atteigne les cellules du mésophylle. Une fois dans les cellules mésophylles, le CO2 se diffuse dans le stroma du chloroplaste, site de réactions de photosynthèse indépendantes de la lumière. Ces réactions ont en fait plusieurs noms qui leur sont associés. D'autres noms pour les réactions indépendantes de la lumière incluent le cycle de Calvin-Benson et les réactions sombres. Le nom le plus dépassé est celui des réactions sombres, ce qui peut être trompeur car il implique à tort que la réaction n'intervient que la nuit ou est indépendante de la lumière, c'est pourquoi la plupart des scientifiques et des instructeurs ne l'utilisent plus.
Le cycle de fixation du carbone, un cycle de Calvin (2 phases) étendu, est un cycle à 3 phases qui existe dans le stroma et qui convertit le CO2 en glucides en utilisant l'énergie de l'ATP et l'oxydation du NADPH.
Le carbone entre dans le cycle de Calvin sous forme de CO2 et repart sous forme de sucre. Le cycle utilise de l'ATP comme source d'énergie et consomme du NADPH comme puissance réductrice pour ajouter des électrons à haute énergie pour fabriquer le sucre. Le glucide produit directement à partir du cycle de Calvin n'est en fait pas du glucose, mais un sucre à trois carbones nommé glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Pour la synthèse nette d'une molécule de ce sucre, le cycle doit avoir lieu trois fois, fixant trois molécules de CO2. En suivant les étapes du cycle, gardez à l'esprit que nous suivons trois molécules de CO2 à travers les réactions.
Réaction sombre détaillée et activité en phase claire :
Le chloroplaste est impliqué dans les deux étapes de la photosynthèse. La réaction sombre a lieu dans le stroma et le cytoplasme. La réaction claire a lieu dans les disques thylakoïdes.
Dans les disque thylakoïdes, l'eau H2O est oxydée et l'oxygène (dioxygène O2) est libéré. Les électrons libérés de l'eau sont transférés à l'ATP et au NADPH. La réaction sombre intervient en dehors des thylakoïdes. Dans cette réaction, l'énergie de l'ATP et du NADPH est utilisée pour fixer le dioxyde de carbone (CO2). Les produits de cette réaction sont des molécules de sucre et d'autres molécules organiques nécessaires au fonctionnement et au métabolisme des cellules. À noter que la réaction sombre a lieu dans le stroma (liquide aqueux entourant les empilements de thylakoïdes) et le cytoplasme.
Voir les réactions du cycle de Calvin-Benson.
Fixation et absorption du carbone
La réduction du CO2 en matière organique (fixation du carbone) existe dans toutes les cyanobactéries principalement par le cycle réducteur du pentose phosphate (Calvin), dans lequel la formation nette d'un triose à partir de 3 CO2 est alimentée par l'ATP et le NADPH formés dans les réactions lumineuses. Ce cycle fournit des intermédiaires importants pour les réactions anaboliques (triose, pentose et hexose phosphate).
Du CO2 supplémentaire peut être fixé par la phosphoénolpyruvate carboxylase, produisant des acides C4, et par la carbamyl phosphate synthétase/carbamylphosphateornithine carbamyl transférase, donnant de la citrulline et du glutamate à partir de la glutamine, de l'ornithine et du CO2. Le cycle de Calvin est lié à la voie catabolique (oxydative) des pentoses phosphates, différant par deux enzymes clés qui lui permettent de fonctionner de manière anabolique. Il s'agit de la PRK (phosphoribulosekinase) et de la Rubisco, une enzyme très intéressante et la protéine la plus abondante sur Terre. RubisCO se caractérise par une faible affinité pour le CO2 et par une activité interne de monooxygénase. Il en résulte une inhibition compétitive de la carboxylation par l'oxygène libre, un fait d'une importance évidente pour les phototrophes produisant de l'oxygène.
Dans des conditions de faible CO2 et de haute pression partielle d'O2, RubisCO catalyse l'oxydation du ribulose bisphosphate en phosphoglycérate et phosphoglycolate. Après déphosphorylation, le glycolate est excrété par les cellules dans ce qui semble être une perte de carbone inutile.
Probablement, pour éviter les conditions conduisant à de telles pertes, les cyanobactéries possèdent un mécanisme de concentration du carbone par lequel le carbone inorganique, soit sous forme de bicarbonate, soit sous forme de CO2, est actif et au détriment de l'énergie transportée dans la cellule de sorte que les concentrations intracellulaires peuvent être 1 000 fois plus élevés que ceux à l'extérieur des cellules. Une enzyme semblable à l'anhydrase carbonique maintient le carbone intracellulaire sous forme de bicarbonate pour éviter les fuites de CO2. Une anhydrase carbonique localisée au sein des carboxysomes (ou corps polyédriques, site d'accumulation de RubisCO) génère du CO2.
Avec ce système, une pression partielle de CO2 élevée est maintenue localement à proximité immédiate des sites de carboxylation de RubisCO, et l'activité carboxylique de l'enzyme est favorisée.
Synonymes, antonymes
1 synonyme (sens proche) de "réaction sombre" :
0 antonyme (sens contraire).
Les mots ou les expressions apparentés à RÉACTION SOMBRE sont des termes qui sont directement liés les uns aux autres par leur signification, générale ou spécifique.
L'expression REACTION SOMBRE est dans la page 1 des mots en R du lexique du dictionnaire.
En rapport avec "réaction sombre"
Une alcali réaction est une réaction chimique dans les bétons avec les composés du ciment, entre la silice de granulats et les alcalins de la pâte de ciment.
centres réactionnels de la photosynthèse
Les centres réactionnels de la photosynthèse sont des centres privilégiés de la photosynthèse où des réactions d'oxydoréduction interviennent.
La phase lumineuse (ou phase claire) est la première des deux phases de la photosynthèse qui va convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique.
Une réaction acrosomienne (réaction acrosomique) est en lien avec l'acrosome.