La photosynthèse

  

Chaque jour les végétaux chlorophylliens de la planète utilisent l'énergie lumineuse et absorbent 250 millions de tonnes de dioxyde de carbone pour réaliser leurs synthèses de matière carbonée organique.

lumière + n CO2 + n H2O

(CH2O)n + n O2

dioxyde de carbone + eau

 

hydrates de carbone + dioxygène
(glucose, amidon)

L'équation bilan de la photosynthèse

Les Chloroplastes des Eucaryotes sont les usines où se réalisent ces synthèses. Chez les Cyanobactéries les synthèses ont lieu directement dans le cytoplasme mais l'on observe des structures en forme de sacs aplatis qui sont l'équivalent des thylakoïdes des chloroplastes. Ces sacs se retrouvent d'ailleurs, avec des formes variables, chez les bactéries pourpres et les bactéries vertes capables de réaliser la photosynthèse. Comme les thylakoïdes ils servent de réservoirs de protons utilisés pour la synthèse d'ATP.

Filament de Cyanobactérie observée au microscope électronique à transmission (x 27000) : chaque cellule du filament est entourée par une paroi (2), le filament est enveloppé par une gaine muqueuse (1). Les sacs aplatis (3) constituent le chromatoplasme. C'est là que se situe la chlorophylle. (cliché G. Guglielmi, in Atlas de microphotographie Masson et cie)

Les phénomènes biochimiques de la photosynthèse

1 - Sous l'effet de la lumière, une molécule de chlorophylle située dans le photosystéme II perd un électron qui est pris en charge par une chaîne de transporteurs. La décomposition d'une molécule d'eau permet à la chlorophylle de récupérer l'électron perdu. Le déplacement des électrons est le résultat de réactions d'oxydoréduction.
2 - Des protons (H+) passent dans le thylacoïde lors du transport de l'électron le long de la chaîne de transporteur.
3 - Une deuxième molécule de chlorophylle, située elle dans le photosystéme I, perd à son tour un électron et reçoit l'électron perdu par la première chlorophylle.
4 - Le passage des protons à travers les sphères pédonculées permet la synthèse d'ATP.
5 - Le NADP du stroma se charge en protons et en électrons.
6 - ATP, NADPH et CO2 sont utilisés pour la synthèse de glucose dans le stroma

Chez les bactéries pourpres et les bactéries vertes, contrairement aux chloroplastes et aux cyanobactéries, la chlorophylle ne décompose pas une molécule d'eau mais une autre molécule contenant des protons. Cette molécule peut être H2S ou CH3CHOHCH3.