Les 3 étapes de la photosynthèse et ses caractéristiques

Les étapes de la photosynthèse peuvent être divisées en fonction de la quantité de lumière solaire reçue par la plante. La photosynthèse est le processus par lequel les plantes et les algues se nourrissent. Ce processus consiste en la transformation de la lumière en énergie nécessaire à la survie.

Contrairement aux humains qui ont besoin d'agents externes tels que des animaux ou des légumes pour survivre, les plantes peuvent créer leur propre nourriture par la photosynthèse.

Le mot photosynthèse est composé de deux mots: photo et synthèse. Photo signifie mélange de lumière et de synthèse. Par conséquent, ce processus consiste littéralement à convertir la lumière en nourriture. Les organismes capables de synthétiser des substances pour créer de la nourriture, ainsi que des plantes, des algues et certaines bactéries, sont appelés autotropes.

La photosynthèse nécessite de la lumière, du dioxyde de carbone et de l'eau. Le dioxyde de carbone dans l'air pénètre dans les feuilles de la plante grâce aux pores qui s'y trouvent. D'autre part, l'eau est absorbée par les racines et se déplace pour atteindre les feuilles et la lumière est absorbée par les pigments des feuilles.

Pendant ces phases, les éléments de la photosynthèse, de l’eau et du dioxyde de carbone, entrent dans la plante et les produits de la photosynthèse, de l’oxygène et du sucre quittent la plante.

Phases / Etapes de la photosynthèse

Premièrement, l'énergie de la lumière est absorbée par les protéines présentes dans la chlorophylle. La chlorophylle est un pigment présent dans les tissus des plantes vertes. La photosynthèse se produit généralement dans les feuilles, en particulier dans le tissu appelé mésophylle.

Chaque cellule de tissu mésophylle contient des organismes appelés chloroplastes. Ces organismes sont conçus pour effectuer la photosynthèse. Dans chaque chloroplaste, des structures appelées thylakoïdes sont regroupées et contiennent de la chlorophylle.

Ce pigment absorbe la lumière, il est donc le principal responsable de la première interaction entre la plante et la lumière.

Dans les feuilles, il y a de petits pores appelés stomates. Ils sont responsables de la propagation du dioxyde de carbone à l'intérieur du tissu mésophile et de la fuite d'oxygène dans l'atmosphère. Ainsi, la photosynthèse se déroule en deux étapes: la phase lumineuse et la phase sombre.

Phase lumineuse

Ces réactions ne se produisent que lorsqu'il y a de la lumière et se produisent dans la membrane thylacoïdienne des chloroplastes. Dans cette phase, l'énergie issue de la lumière solaire est transformée en énergie chimique. Cette énergie sera utilisée comme essence pour assembler les molécules de glucose.

La transformation en énergie chimique passe par deux composés chimiques: l'ATP, une molécule d'économie d'énergie, et le NADPH, qui transporte des électrons réduits. C'est au cours de ce processus que les molécules d'eau deviennent l'oxygène que nous trouvons dans l'environnement.

L'énergie solaire est convertie en énergie chimique dans un complexe protéique appelé photosystème. Il existe deux photosystèmes, tous deux situés à l'intérieur du chloroplaste. Chaque photosystème contient de nombreuses protéines contenant un mélange de molécules et de pigments tels que la chlorophylle et les caroténoïdes, de sorte que l’absorption de la lumière solaire est possible.

À leur tour, les pigments des photosystèmes servent de véhicule pour canaliser l’énergie, car ils la déplacent vers les centres de réaction. Lorsque la lumière attire un pigment, elle transfère de l'énergie à un pigment voisin. Ce pigment proche peut également transmettre cette énergie à un autre pigment proche et le processus est répété successivement.

Ces phases lumineuses commencent dans le photosystème II. Ici, l’énergie lumineuse est utilisée pour diviser l’eau.

Ce processus libère des électrons, de l'hydrogène et de l'oxygène, qui sont transportés vers le photosystème I, où l'ATP est libéré. Dans la photosynthèse oxygénique, le premier électron donneur est l’eau et l’oxygène ainsi créé sera perdu. Plusieurs électrons donneurs sont utilisés dans la photosynthèse anoxigénique.

En phase lumineuse, l'énergie lumineuse est capturée et stockée temporairement dans les molécules chimiques de l'ATP et du NADPH. L'ATP sera décomposé pour libérer de l'énergie et le NADPH fera don de ses électrons pour convertir les molécules de dioxyde de carbone en sucres.

Phase sombre

Dans la phase sombre, le dioxyde de carbone dans l'atmosphère est capturé pour être modifié lorsque l'hydrogène est ajouté à la réaction.

Ainsi, ce mélange formera des glucides qui seront utilisés par la plante comme aliment. Cela s'appelle la phase sombre parce que la lumière n'est pas directement nécessaire pour qu'elle se produise. Mais bien que la lumière ne soit pas nécessaire pour que ces réactions se produisent, ce processus nécessite l'ATP et le NADPH qui sont créés dans la phase de lumière.

Cette phase se produit dans le stroma des chloroplastes. Le dioxyde de carbone pénètre à l'intérieur des feuilles par le stroma du chloroplaste. Les atomes de carbone sont utilisés pour construire les sucres. Ce processus est réalisé grâce à l'ATP et au NADPH formés lors de la réaction précédente.

Réactions de la phase sombre

Tout d'abord, une molécule de dioxyde de carbone est combinée à une molécule de récepteur du carbone appelée RuBP, ce qui donne un composé instable à 6 carbones.

Immédiatement, ce composé est divisé en deux molécules de carbone qui reçoivent de l’énergie de l’ATP et produisent deux molécules appelées BPGA.

Ensuite, un électron NADPH est combiné avec chacune des molécules de BPGA pour former deux molécules de G3P.

Ces molécules G3P seront utilisées pour créer du glucose. Certaines molécules de G3P seront également utilisées pour reconstituer et restaurer le RuBP, nécessaire à la poursuite du cycle.

Importance de la photosynthèse

La photosynthèse est importante car elle produit de la nourriture pour les plantes et de l'oxygène. Sans la photosynthèse, il ne serait pas possible de consommer de nombreux fruits et légumes nécessaires au régime alimentaire de l'homme. De même, de nombreux animaux consommés par l'homme ne pourraient pas survivre sans se nourrir de plantes.

D'autre part, l'oxygène produit par les plantes est nécessaire pour que toute vie sur Terre, y compris les humains, puisse survivre. La photosynthèse est également responsable du maintien de niveaux stables d'oxygène et de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Sans la photosynthèse, la vie sur Terre ne serait pas possible.