Comprendre la photosynthèse: définition

La photosynthèse est un processus chimique utilisé par les plantes pour produire de l'énergie chimique à partir de l'énergie solaire. Grâce à cette énergie solaire, les plantes convertissent l'eau du sol et le dioxyde de carbone de l'air en glucose, un nutriment essentiel qui leur fournit de l'énergie et permet la fabrication de cellulose.

La photosynthèse est le processus chimique le plus important sur Terre, à travers lequel des substances organiques sont synthétisées à partir de l'énergie de la lumière solaire.

Dans la nature, il existe des organismes qui se nourrissent d'autres êtres vivants et sont appelés hétérotrophes. Certains sont également capables de synthétiser leurs propres aliments sans utiliser de matière organique provenant d’autres êtres vivants. Ces organismes s'appellent des autotrophes. Dans cette catégorie se trouvent les plantes vertes, qui effectuent le processus de la photosynthèse.

Toutes les plantes, les algues et les cyanobactéries qui effectuent la photosynthèse sont considérées comme des organismes photoautotrophes.

De plus, toutes les plantes, les algues et les cyanobactéries qui effectuent la photosynthèse sont considérées comme des organismes photoautotrophes. La source d’énergie de ces substances est la lumière du soleil et sa principale source d’hydrogène est l’eau, qui produit comme déchet, dans la plupart des cas, l’oxygène vital pour la vie sur Terre.

Photosynthèse Vidéo

La photosynthèse, la forme de base de la nutrition du règne Plantae , a lieu dans les chloroplastes où se trouvent des protéines spécialisées appelées "centres de réaction photosynthétiques" qui absorbent la lumière du soleil et possèdent un pigment appelé chlorophylle. Ceci est impliqué dans le processus de photosynthèse et donne la couleur verte caractéristique aux plantes.

L'énergie lumineuse est utilisée pour libérer les électrons de certaines substances impliquées dans le processus, telles que l'hydrogène provenant d'une molécule d'eau (H2O) pour la synthèse du glucose, en laissant l'oxygène rejeté comme déchet. de gaz Avant de le convertir en glucose, l'hydrogène est utilisé pour créer deux composés intermédiaires utilisés pour stocker de l'énergie tels que le NADPH (Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) et l'ATP (Adénosine Triphosphate).

L'énergie capturée par les plantes pour réaliser la photosynthèse sur toute la planète équivaut à environ 130 térawatts (10 × 12 watts).

La photosynthèse

L'équation du processus de la photosynthèse est la suivante:

DIOXYDE DE CARBONE + EAU + PHOTONS → GLUCOSE + OXYGENE

→ qui se traduit par:

6CO2 + 6H2O → C6H1206 + 6O2

Chaque année, les organismes qui effectuent la photosynthèse convertissent 100 000 millions de tonnes de carbone en biomasse. De là, nous pouvons observer la contribution vitale des plantes, consommer du dioxyde de carbone et délivrer commodément de l'oxygène.

La production de glucose, un type de sucre, est nécessaire à la fois à la nutrition et à la respiration des plantes. Elle peut être utilisée pour devenir de l'amidon, produire de la cellulose qui renforce et protège la paroi cellulaire et se décompose pendant la respiration.

La vitesse de la photosynthèse n'est pas toujours la même, car la température, l'intensité de la lumière et la concentration en dioxyde de carbone peuvent modifier la vitesse.

Les étapes de la photosynthèse

Comme tout processus, la photosynthèse se compose d'étapes distinctes, qui sont fondamentalement deux:

Phase lumineuse

Pendant la phase dépendante de la lumière, la plante capte l’énergie solaire via la chlorophylle dans les cellules des feuilles et fabrique une molécule appelée adénosine triphosphate ou adénosine triphosphate (ATP), qui stocke de l’énergie.

Pour ce faire, chaque molécule de chlorophylle absorbe un photon de lumière et perd ainsi un électron. Cet électron passe dans la chaîne de transport d'électrons produite par le NADPH et l'ATP. La molécule de chlorophylle récupère l'électron perdu lorsqu'une molécule d'eau absorbée par le sol est divisée en un processus appelé photolyse qui libère une molécule d'oxygène dans l'atmosphère en tant que déchets du processus.

La photosynthèse comprend deux étapes distinctes: la phase claire et la phase sombre.

Phase sombre.

L'énergie obtenue par la plante au cours de la phase lumineuse est utilisée pour synthétiser le glucose à partir d'eau et de dioxyde de carbone capté dans l'atmosphère terrestre. On l'appelle la phase sombre car contrairement à la précédente, elle n'a pas besoin de la lumière du soleil.

L’enzyme RuBisCO capte le dioxyde de carbone de l’atmosphère et, dans un autre processus appelé cycle de Calvin, utilise le NADPH et l’ATP créés dans la phase légère et libère trois sucres carbonés qui peuvent ensuite être convertis en saccharose ou en amidon. Six molécules de dioxyde de carbone sont utilisées pour générer une molécule de glucose.

Le cycle Calvin, également appelé cycle Calvin-Benson, comprend trois étapes:

Étape 1. Fixation du carbone, le ribulose diphosphate est utilisé pour former du PGA (acide 3-phosphoglycérique).

Étape 2. Le PGA est réduit en sucre en utilisant le NADPH et l'ATP de la phase légère.

Stade 3. Le diphosphate de ribulose est régénéré.

Les plantes convertissent la lumière du soleil en énergie chimique avec une efficacité de 3-6%.

Parties de la cellule végétale impliquées dans la photosynthèse.

Chloroplastes

Ces organites sont exclusifs aux plantes et aux algues. La fonction principale des chloroplastes est d'effectuer la photosynthèse, car ils contiennent de la chlorophylle et d'autres enzymes nécessaires à la réalisation du processus.

La chlorophylle absorbe l'énergie de la lumière solaire, la convertit et la stocke dans des molécules de NADPH et d'ATP, libérant ainsi l'oxygène de l'eau. Par la suite, ils utilisent ces molécules fournissant de l’énergie pour fabriquer des molécules organiques à partir de dioxyde de carbone dans le cadre d’un processus appelé le cycle de Calvin.

Une cellule végétale typique contient entre 10 et 100 chloroplastes.

La membrane cellulaire.

Permet l'entrée et la sortie dans la cellule d'eau, de gaz et de molécules.

Vacuola

Les cellules végétales contiennent une grande vacuole centrale remplie d’eau et recouverte d’une membrane appelée tonoplaste. Sa fonction est de contrôler le mouvement des molécules entre le cytosol et la sève.

Membrane cellulaire.

Il est fait de cellulose qui protège le contenu de la cellule et lui donne force et rigidité. De plus, il contient des conduits de communication avec des cellules adjacentes.

Cytoplasme

Il contient les enzymes et les protéines dont la cellule a besoin pour effectuer la photosynthèse.

Noyau cellulaire.

C'est un site qui abrite l'ADN des enzymes et des protéines utilisées lors de la photosynthèse.

Importance de la photosynthèse pour les êtres vivants

La photosynthèse est le processus chimique le plus important sur Terre et est absolument essentielle à la survie des êtres vivants . Les animaux, y compris les humains, vivent parce que les plantes existent et elles vivent grâce à la photosynthèse.

Comme les plantes peuvent être nourries grâce à ce processus, d'autres organismes en obtiennent la nourriture: racines, tiges, écorce, feuilles, fleurs et fruits. D'autre part, le processus libère l'un des produits les plus importants pour la respiration: l'oxygène.

Récemment, la présence d'usines a été reconsidérée pour leur capacité à réduire les gaz nocifs que les industries et les voitures rejettent dans l'atmosphère. C'est pourquoi les forêts feuillues sont une sorte de "poumons" pour la Terre.

Histoire de la photosynthèse

Le Suisse Jean Senebier a montré que les plantes consommaient du dioxyde de carbone et libéraient de l'oxygène si elles recevaient la lumière du soleil.

Au dix-septième siècle, l'anglais Stephen Hales a avancé l'idée que les plantes utilisaient l'air de leur environnement comme source de nourriture. Cependant, jusqu'au dix-huitième siècle, un autre Anglais, Joseph Priestley, a découvert que les légumes produisaient de l'oxygène d'une certaine manière.

C'est vers 1778 que Jan Ingenhousz découvrit que les plantes dégageaient un gaz susceptible d'empoisonner les humains, mais qu'avec la lumière du soleil, elles libéraient de l'oxygène bénéfique pour la santé. L'ajout de cette photosynthèse n'a été effectué que sur les feuilles.

En 1796, le suisse Jean Senebier, a montré que les plantes consomment du dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène si elles reçoivent la lumière du soleil. Bientôt, Nicolás Theodore de Saussure a montré qu'ils avaient également besoin d'eau en plus du CO2, définissant ainsi le schéma de base de la photosynthèse.

De là, un groupe diversifié de scientifiques a apporté de nouvelles découvertes à un phénomène qui doit encore résoudre plusieurs problèmes.

Photosynthèse infographique

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