- Qu'est-ce que la photosynthèse ?
- Types de photosynthèse
- Caractéristiques de la photosynthèse
- Équation de la photosynthèse
- Phases de la photosynthèse
- Importance de la photosynthèse
Nous expliquons ce qu'est la photosynthèse, ses caractéristiques, son équation et ses phases. Aussi, pourquoi il est important pour les écosystèmes du monde.
Qu'est-ce que la photosynthèse ?
La photosynthèse est le processus biochimique par lequel les plantes, les algues et bactéries conversion photosynthétique matière inorganique (dioxyde de carbone et eau) dans materielle organique (sucres), en profitant de énergie venant de la lumière solaire. C'est le mécanisme principal de nutrition de tous les organismes autotrophes qui ont de la chlorophylle, qui est le pigment essentiel pour le processus photosynthétique.
La photosynthèse constitue l'un des mécanismes biochimiques les plus importants de la planète puisqu'elle implique la fabrication de nutriments organiques qui stockent les énergie lumineuse provenir de soleil dans différents molécules utile (glucides). En fait, le nom de ce processus vient des voix grecques photo, "lumière et la synthèse, "Composition".
Après la photosynthèse, les molécules organiques synthétisées peuvent être utilisées comme source de énergie chimique pour soutenir les processus vitaux, tels que la respiration cellulaire et d'autres réactions qui font partie de la métabolisme des êtres vivants.
Pour réaliser la photosynthèse, il faut la présence de chlorophylle, un pigment sensible à la lumière solaire, qui donne aux plantes et aux algues leur coloration verte caractéristique. Ce pigment se trouve dans les chloroplastes, des organites cellulaires de différentes tailles qui sont typiques de la cellules végétales, en particulier les cellules foliaires (des feuilles). Les chloroplastes contiennent un ensemble de protéine Oui enzymes qui permettent le développement de réactions complexes qui font partie du processus photosynthétique.
Le processus de photosynthèse est essentiel pour la écosystème et pour le vie tels que nous les connaissons, puisqu'il permet la création et la circulation de la matière organique et la fixation de la matière inorganique. De plus, lors de la photosynthèse oxygénée, l'oxygène dont la plupart des êtres vivants ont besoin pour leur production est produit. respiration.
Types de photosynthèse
On distingue deux types de photosynthèse, selon les substances utilisées par l'organisme pour réaliser la réaction :
- La photosynthèse oxygénique. Elle se caractérise par l'utilisation de L'eau (H2O) pour la réduction de dioxyde de carbone (CO2) consommé. Dans ce type de photosynthèse, non seulement des sucres utiles sont produits pour le corps, mais l'oxygène (O2) est également obtenu en tant que produit de la réaction. Les plantes, les algues et les cyanobactéries effectuent la photosynthèse oxygénée.
- Photosynthèse anoxygénique. Le corps n'utilise pas d'eau pour réduire le dioxyde de carbone (CO2), mais utilise plutôt la lumière du soleil pour décomposer les molécules de sulfure d'hydrogène (H2S) ou d'hydrogène gazeux (H2). Ce type de photosynthèse ne produit pas d'oxygène (O2) et libère à la place du soufre en tant que produit de la réaction. La photosynthèse anoxygénique est réalisée par les bactéries soufrées dites vertes et violettes, qui contiennent des pigments photosynthétiques regroupés sous le nom de bactériochlorophylles, différentes de la chlorophylle des plantes.
Caractéristiques de la photosynthèse
Chez les plantes et les algues, la photosynthèse a lieu dans des organites appelés chloroplastes.
D'une manière générale, la photosynthèse se caractérise par les éléments suivants :
- Il s'agit d'un processus biochimique consistant à tirer parti de la lumière du soleil pour obtenir des composés organiques, c'est-à-dire la synthèse de nutriments à partir d'éléments inorganiques tels que l'eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2).
- Elle peut être réalisée par divers organismes autotrophes, tant qu'ils ont des pigments photosynthétiques (le plus important est la chlorophylle). C'est le processus de nutrition des plantes (tant terrestres qu'aquatiques), des algues, phytoplancton, bactéries photosynthétiques. Quelques quelques les animaux sont capables de photosynthèse, y compris la limace de mer Elysia chlorotica et la salamandre maculée Ambystoma maculatum (ce dernier le fait grâce au symbiose avec une algue).
- Chez les plantes et les algues, la photosynthèse a lieu dans des organites spécialisés appelés chloroplastes, dans lesquels se trouve la chlorophylle. Les bactéries photosynthétiques possèdent également de la chlorophylle (ou d'autres pigments analogues), mais elles n'ont pas de chloroplastes.
- Il existe deux types de photosynthèse, selon la substance utilisée pour fixer le carbone à partir du dioxyde de carbone (CO2). La photosynthèse oxygénique utilise de l'eau (H2O) et produit de l'oxygène (O2), qui est libéré dans le milieu environnant. La photosynthèse anoxygénique utilise du sulfure d'hydrogène (H2S) ou de l'hydrogène gazeux (H2) et ne produit pas d'oxygène mais libère du soufre.
- Depuis la Grèce antique, la relation entre la lumière du soleil et les plantes était déjà postulée. Cependant, les progrès dans l'étude et la compréhension de la photosynthèse ont commencé à prendre de l'importance grâce aux contributions d'un ensemble successif de scientifiques des XVIIIe, XIXe et XXe siècles. Par exemple, le premier à démontrer la génération d'oxygène dans les plantes fut le pasteur anglais Joseph Priestley (1732-1804) et le premier à formuler l'équation de base de la photosynthèse fut le botaniste allemand Ferdinand Sachs (1832-1897). Plus tard, le biochimique L'Américain Melvin Calvin (1911-1997), a apporté une autre contribution énorme, en clarifiant le cycle de Calvin (une des phases de la photosynthèse), qui lui a valu le prix Nobel de Chimie en 1961.
Équation de la photosynthèse
L'équation générale de la photosynthèse oxygénée est la suivante :
La façon correcte de formuler chimiquement cette équation, c'est-à-dire l'équation équilibrée de cette réaction, est la suivante :
Phases de la photosynthèse
La photosynthèse en tant que processus chimique se déroule en deux étapes différentes : la phase claire (ou claire) et la phase sombre, ainsi appelée car seule la première est directement impliquée en présence de la lumière solaire (ce qui ne signifie pas que la seconde se produit nécessairement dans l'obscurité ).
- Stade lumineux ou photochimique. Au cours de cette phase, des réactions dépendantes de la lumière ont lieu à l'intérieur de la plante, c'est-à-dire que la plante capture les énergie solaire au moyen de la chlorophylle et l'utilise pour produire de l'ATP et du NADPH. Tout commence lorsque la molécule de chlorophylle entre en contact avec le rayonnement solaire et électrons de ses enveloppes externes sont excitées, ce qui génère une chaîne de transport d'électrons (similaire à la électricité), qui est utilisé pour la synthèse de ATP (adénosine triphosphate) et NADPH (nicotine adénine dinucléotide phosphate). La décomposition d'une molécule d'eau dans un processus appelé « photolyse » permet à une molécule de chlorophylle de regagner l'électron qu'elle a perdu lors de son excitation (l'excitation de plusieurs molécules de chlorophylle est nécessaire pour réaliser la phase lumineuse). À la suite de la photolyse de deux molécules d'eau, une molécule d'oxygène est produite qui est libérée dans le atmosphère comme sous-produit de cette phase de photosynthèse.
- Scène sombre ou synthétique. Au cours de cette phase, qui se déroule dans la matrice ou stroma des chloroplastes, la plante utilise du dioxyde de carbone et profite des molécules générées lors de l'étape précédente (énergie chimique) pour synthétiser substances substances organiques à travers un circuit de réactions chimiques très complexes connues sous le nom de Cycle Calvin-Benson. Au cours de ce cycle, et grâce à l'intervention de différentes enzymes, préalablement formées ATP et NADPH, le glucose est synthétisé à partir du dioxyde de carbone que la plante prélève dans l'atmosphère. L'incorporation de dioxyde de carbone dans composés organique est connu comme la fixation du carbone.
Importance de la photosynthèse
La photosynthèse est un processus vital et central dans la biosphère pour de multiples raisons. La première et la plus évidente est qu'elle produit de l'oxygène (O2), un gaz essentiel à la respiration à la fois dans l'eau et dans l'eau. air. Sans plantes, la plupart des êtres vivants (y compris les être humain) ils ne pouvaient tout simplement pas survivre.
D'autre part, en l'absorbant du milieu environnant, les plantes fixent le dioxyde de carbone (CO2), le transformant en matière organique. Ce gaz, que nous expirons lorsque nous respirons, est potentiellement toxique s'il n'est pas maintenu dans certaines limites.
Parce que les plantes utilisent le dioxyde de carbone pour fabriquer leurs propres aliments, la diminution de la vie végétale sur la planète affecte l'augmentation de ce gaz dans l'atmosphère, où il fonctionne comme un agent de réchauffement global. Par exemple, le CO2 agit comme un gaz de effet de serre, évitant les excès Chauffer qui atteint le Terre rayonne hors de l'atmosphère. On estime que chaque année les organismes photosynthétiques fixent sous forme de substances organiques environ 100 000 millions de tonnes de carbone.