la photosynthèse définition ..types et mécanismes....,?

la photosynthèse:

définition:

La photosynthèse : est le processus bioénergétique qui permet aux plantes et à certaines bactéries de synthétiser de la matière organique en exploitant la lumière du soleil. Les besoins nutritifs de ces organismes sont du dioxyde de carbone, de l’eau et des sels minéraux. La photosynthèse est à la base de l'autotrophie de ces organismes. La photosynthèse est la principale voie de transformation du carbone minéral en carbone organique. En tout, les organismes photosynthétiques assimilent environ 100 milliards de tonnes de carbone en biomasse, chaque année¹....

La photosynthèse se déroule dans les membranes des thylakoïdes, chez les plantes, lesalgues et les cyanobactéries, ou dans la membrane plasmique chez les bactéries photosynthétiques. Une conséquence importante est la libération de molécules de dioxygène.

On générale:

types de photosynthèses:

Il existe deux photosystèmes !

• Le photo système I (PS I):

Riche en chlorophylle a (absorbe à 700 nm) . Ce PS I permet la réduction du NADP+.

Ce photosystème comprend:"200 chlorophylles, "50 caroténoïdes, des protéines liées au centre

réactionnel, des cytochromes, des ferredoxines.

• Le photo système II (PS II):

Riche en chlorophylles b (absorbe à 680 nm).

Ce PS II permet: - la production d'O2

- la production d'un réducteur (comble le "trou électronique" du PS I)

Ce photo système comprend: des chlorophylles, des caroténoïdes, des protéines liées au centre

réactionnel, des plastoquinones, des cytochromes.

3. Le mécanisme des plantes en C4: Chez certaines plantes (maïs, canne à sucre, sorgho, ...) il existe une autre voie d'assimilation du carbone qui se superpose au cycle RPP. Dans cette voie, le CO2 forme un acide à 4 carbones (et non à 3 carbones) et 2 types de cellules sont impliqués. Les plantes qui possèdent cette voie n'ont pratiquement pas d'activité photorespiratoire. Cette voie consiste en : une phase de carboxylation dans les cellules du mésophylle (assise cellulaire entre les nervures, siège du cycle RPP des plantes en C3). Ces cellules sont dépourvues de RuBisCO. une phase de décarboxylation dans les cellules de la gaine périvasculaire (dépourvues de capacité photosynthétique). Ces cellules contiennent la RuBisCO. Les plantes qui ont ce mécanisme possèdent une autre enzyme capable de fixer le CO2 : la phosphoénolpyruvate carboxylase ou PEPcase, uniquement présente dans les cellules du mésophylle (figure ci-dessous).

Le CO2 atmosphérique est hydraté HCO3- . Le phosphoénolpyruvate (PEP) et HCO3- se combinent par une réaction de carboxylation catalysée par la PEPcase (dépourvue d'activité oxygénase) et forment l'oxaloacétate(acide en C4). Selon l'espèce de plante en C4, l'oxaloacétate est réduit en malate ou transaminé en aspartate. Les acides en C4 passent dans les les cellules de la gaine périvasculaire voisines par des "tunnels" inter-cellulaires appelés plasmodesmes.

Adapté de : "Photosynthèse et fixation du gaz carbonique" Université Lausanne

La paroi des cellules de la gaine périvasculaire est imperméable aux gaz. En conséquence, la décarboxylation des acides en C4 accroit notablement la concentration en CO2. Cet enrichissement en CO2 rend la photorespiration nulle ou très faible chez les plantes en C4 et ce d'autant plus que les les cellules du mésophylle sont dépourvues en RuBisCO.

Suivant les plantes il existe 3 types de métabolisme de type C4, qui font intervenir des intermédiaires et des compartiments cellulaires supplémentaires. Le nom de ces métabolisme est donné en fonction de l'enzyme de décarboxylation : le type à enzyme malique à NADP+ (voir ci-dessus) le type à PEP carboxykinase / cytoplasme des cellules du mésophylle et de la gaine périvasculaire le type à enzyme malique à NAD+ / mitochondrie de la gaine péri vasculaire Voir le détail des réactions de ces 3 modes de métabolisme des plantes en C4.

Anatomie des plantes en C3	Anatomie des plantes en C4 (dite en couronne - "Krantz anatomy")
mésophylle lacuneux avec des chloroplastes trés riches en grana	mésophylle avec peu ou pas de lacune qui entoure complètement la gaine périvasculaire
cellules de la gaine périvasculaire dépourvues de capacité photosynthétique	cellules de la gaine périvasculaire volumineuses contenant des chloroplastes trés pauvres en grana
Source figures : "Physiologie végétale" (1995) - Laval-Martin & Mazliak

4. Le mécanisme des plantes CAM (Crassulacée Acid Métabolisme) Ces plantes grasses (désert, milieux riches en sel) possèdent la RuBisCO et la PEPcase comme les plantes de type C4. Leur mode de fonctionnement leur permet de réduire les pertes d'eau. Cependant, la fixation du CO2 n'est pas séparée dans l'espace (mésophylle / gaine périvasculaire) mais dans le temps : nuit/jour.

Durant la nuit : les stomates sont ouverts la PEPcase forme l'oxaloacétate de grande quantité de malate sont stockées dans la vacuole des cellules photosynthétiques Pendant la journée : les stomates sont fermés le pH remonte le malade est décarburation le cycle RPP peut s'effectuer le pyrolusite issu de la décarburation du malte est transformé en amidon par la glucoserie et stocké dans le chloroplaste.

Source : "Photosynthèse et fixation du gaz carbonique" Université Lausanne