Objectif: A la fin de ce cours, les élèves doivent etre capables d'expliquer le processus de la photosynthèse.

RÉSUMÉ

I.3- Déroulement de la photosynthèse

Comme mentionné dans la généralité de la photosynthèse, Elle se déroule dans le parenchyme palissadique de la feuille, précisément dans les chloroplastes en deux phases successives.

I.3.1- La phase claire ou phase photochimique

Elle se déroule dans les thylakoïdes grâce aux pigments photosynthétiques, les chlorophylles qui sont capables d’absorber la lumière solaire sous forme de photons. La phase claire est aussi appelée phase photochimique ou phase lumineuse, car elle nécessite la présence de la lumière et donc des photons lumineux d’où son qualificatif de phase photo-dépendante. Elle comprend simultanément la photolyse de l’eau (décomposition de l’eau par les photons lumineux), la réduction du NAP⁺ en NADPH grâce à la NADP réductase et la synthèse d’ATP à partir de l’ADP + Pi catalysée par l’ATP synthétase.

Sa réalisation nécessite obligatoirement la présence des chlorophylles dont on distingue plusieurs types de chlorophylles mais les plus importantes sont les chlorophylles a et b. Chacune de ces chlorophylles possèdent deux (2) photosystèmes (I et II) qui jouent le rôle d’antennes collectrices de photons.

a) Absorption de la lumière par les pigments photosynthétiques

La lumière est captée sous forme de photons qui ont un potentiel énergétique selon leur longueur d’onde. L’énergie transportée par un photon est inversement proportionnelle à la longueur d’onde.

L’absorption de cette énergie aura 2 conséquences : un transport d’électrons et une libération de protons.

Les pigments n’absorbent que certaines longueurs d’onde : la chlorophylle absorbe la lumière rouge et la bleue mais pas la verte, ce qui lui donne sa couleur. Cela permet de dire que les radiations actives pour la photosynthèse sont le bleu et le rouge ; l’énergie d’un photon bleu est de 430 nm et celle d’un photon rouge  est de 640 nm.

b) La photolyse de l’eau.

C’est la décomposition de l’eau par les photons lumineux permettant de produire de l’oxygène et des protons H⁺ avec libération des électrons, d’où la réaction :

4H₂O + Energie lumineuse                                          4H⁺ + O₂ + 4e^-

c) La réduction de la coenzyme NADP et la synthèse d’ATP

La réaction de décomposition de la molécule d’eau est couplée par une réduction de la NADP⁺, c’est-à-dire que les hydrogènes et électrons résultant de la photolyse de l’eau sont captés par la NADP pour former la NADPH₂ selon la réaction ci-dessous :

Il y a ensuite la synthèse d’ATP à partir de l’ADP et le Pi. Cette synthèse est rendue possible grâce à une enzyme appelée ATP synthétase ; l’équation s’écrit comme suit :

Les molécules d’ATP et de NADPH₂ ainsi formées sont réservées pour être utilisée lors du cycle de Calvin. L’ATP fournit l’énergie et les groupements phosphates tandis que le NADPH₂ agit comme agent réducteur (c’est un donneur d’électrons).

NB : La phase claire est aussi appelée phase photochimique car elle consomme l’énergie des photons et produit de l’énergie chimique sous forme d’ATP.