Quels sont les produits de la photosynthèse ?

La photosynthèse est le processus biologique qui comprend un ensemble de réactions chimiques chez les plantes par lesquelles elles captent l’énergie solaire et la convertissent en énergie chimique, en sucres qui alimentent ensuite d’autres processus biologiques essentiels à la vie. L’énergie solaire est captée dans une réaction qui combine essentiellement du dioxyde de carbone (CO ₂ ) et de l’eau (H ₂ O) pour produire du glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) et de l’oxygène (O ₂ ). Schématiquement, la réaction peut être résumée comme suit : dioxyde de carbone + eau + lumière solaire, produit du glucose + de l’oxygène. L’équation de base de la photosynthèse est la suivante.

6 CO ₂ + 6 H ₂ O + énergie solaire → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂

Dans une plante, le dioxyde de carbone pénètre dans l’air par diffusion à travers les stomates des feuilles. L’eau est incorporée du sol à travers les racines et est transportée vers les feuilles à travers le xylème, remontant par capillarité. L’énergie solaire est absorbée par la chlorophylle des feuilles. Les réactions de photosynthèse se produisent dans les chloroplastes des plantes. Chez les bactéries photosynthétiques, le processus de photosynthèse a lieu là où la chlorophylle ou un pigment apparenté se trouve dans la membrane plasmique. L’oxygène produit par la photosynthèse est libéré dans l’air par les stomates.

Les plantes utilisent en fait très peu de glucose. Les molécules de glucose sont combinées par synthèse de déshydratation pour former la cellulose, qui est utilisée par la plante comme matériau de structure. La synthèse de déshydratation est également utilisée pour convertir le glucose en amidon, des composés que les plantes utilisent pour stocker l’énergie.

produits intermédiaires de la photosynthèse

La formulation de base de l’équation chimique de la photosynthèse résume une série de processus et de réactions chimiques. Ces réactions se produisent dans deux types de processus ; les réactions qui nécessitent la lumière du soleil et les réactions qui peuvent se produire dans l’obscurité, ne dépendent pas de l’apport d’énergie lumineuse et sont contrôlées par des enzymes.

Les réactions qui absorbent la lumière solaire utilisent cette énergie pour entraîner le transfert d’électrons dans les réactions chimiques ; ce sont des réactions endoergiques et la source d’énergie est la lumière du soleil. La plupart des organismes photosynthétiques captent la lumière visible, bien que certains utilisent la lumière infrarouge. Les produits de ces réactions sont l’adénosine triphosphate (ATP ; C ₁₀ H ₁₆ N ₅ O ₁₃ P ₃ ) et le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP ; C ₂₁ H ₂₉ N ₇ O ₁₇ P ₃). Dans les cellules végétales, des réactions dépendantes de la lumière du soleil se produisent dans la membrane thylakoïde du chloroplaste. La formulation générale des réactions photosynthétiques dépendant de la lumière est

2 H ₂ O + 2 NADP ⁺   + 3 ADP + 3 P + lumière → 2 NADPH + 2 H ⁺  + 3 ATP + O ₂

où ADP est l’adénosine diphosphate; C10H15N5010P2 _{. _} _ _{_} _ _{_} _ _{_} _ _ Ces réactions capturent essentiellement l’énergie solaire pour la conversion de l’ADP en ATP.

Dans les réactions chimiques sans la participation de la lumière solaire, l’ATP et le NADPH réduisent le dioxyde de carbone qui se transforme en glucose. Chez les plantes, les algues et les cyanobactéries, ces réactions sont appelées le cycle de Calvin. Les bactéries peuvent utiliser différentes réactions, y compris le cycle de Krebs inverse. La formulation générale des réactions photosynthétiques non dépendantes de la lumière chez les plantes (cycle de Calvin) est

3 CO ₂   + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H ⁺   → C ₃ H ₆ O ₃ + 9 ADP + 9 P + 6 NADP ⁺  + 3 H ₂ O

De cette façon, le carbone du dioxyde de carbone est converti en glucides par le cycle de Calvin.

Facteurs qui affectent la photosynthèse

Comme dans toute réaction chimique, la disponibilité des réactifs détermine le nombre de produits qui peuvent être formés. Limiter la disponibilité du dioxyde de carbone ou de l’eau ralentit la production de glucose et d’oxygène. De plus, la vitesse des réactions est affectée par la température et la disponibilité des minéraux qui peuvent être nécessaires dans les réactions intermédiaires, comme les sources de phosphore (P) et d’azote (N).

La santé générale de la plante, ou de tout autre organisme photosynthétique, joue également un rôle fondamental dans les processus de photosynthèse. Le taux de réactions métaboliques est déterminé en partie par la maturité de l’organisme et affecte également s’il fleurit ou porte des fruits.

Sources

• Bidlack, JE ; Stern, KR ; Jansky, S. (2003). Introduction à la biologie végétale  . New York : McGraw Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, RE (2014). Mécanismes moléculaires de la photosynthèse  (2e éd.). John Wiley et fils. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece JB et al. (2013). Campbell Biologie  . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.