Chapitre 7

• Les plastes sont des organites à 2 membranes typiques des végétaux et de certains protistes, les protophytes.
• Les plastes sont absents chez les autres règnes.
• Les chromoplastes sont généralement de forme globulaire, on peut y trouver des pigments caroténoïdes (pigments lipidiques) mais pas de chlorophylle.
• Les plastes peuvent avoir différents rôles : coloration de certain tissus (chromoplastes), photosynthèse (chloroplastes), stockage (leucoplastes).

  
• L’évolution d’une cellule ancestrale vers un eucaryote moderne capable de photosynthèse nécessite la présence de plastes.

  
• Les chloroplastes : ce sont les plastes responsables de la photosynthèse.

  1. Membrane externe
  2. Espace intermembranaire
  3. Membrane interne
  4. Stroma
  5. Lumen du thylacoïde
  6. Membrane du thylacoïde
  7. Granum (empilement de thylacoïdes)
  8. Thylacoïde
  9. Amidon
  10. Ribosome
  11. ADN chloroplastique
  12. Plastoglobule (gouttelette lipidique)

  
• La photosynthèse est l'ensemble des réactions chimiques dans certaines cellules qui utilise l'énergie lumineuse pour former des glucides à partir d'eau et de gaz carbonique et rejette de l'oxygène comme déchet.
• La photosynthèse se passe au niveau des chloroplastes grâce à la chlorophylle et est essentielle à la vie sur Terre.
• La photosynthèse est une suite de réactions faisant partie de l'anabolisme qui nécessite donc de l'énergie (ATP) et du pouvoir réducteur (NADPH).
• L'équation globale de la photosynthèse est : 6CO2+12H2O → C6H12O6+6O2+6H20.
• La chlorophylle est une molécule amphipatique, elle possède une partie hydrophile et une partie hydrophobe.
• Il en existe différents types de chlorophylles, ce qui définit le spectre d'absorption du composé.
• La chaine hydrophobe à pour fonction de permettre l'ancrage de la membrane thylacoïde, qui est hydrophobe.
• Les serres éclairées par des lumières rouges et bleues le sont pour une raison : on le les éclaire pas avec de la lumière verte car les plantes ne réagissent pas avec celle là.
• Les lumières rouges et bleues sont utilisées pour éclairer les serres car les plantes ne réagissent pas avec de la lumière verte.
• Chaque photosystème comprend un complexe collecteur (antenne de capture de l’énergie lumineuse) et un centre réactionnel associant enzymes de transport des électrons et chlorophylle.
• Quand un rayonnement tape sur un photosystème, on excite les électrons qui vont passer sur une orbitale supérieure.
• La photosynthèse se déroule en 2 phases : claire (dépendant de la lumière) et sombre (indépendante de la lumière).
• Dans la phase claire de la photosynthèse, il y a conversion d’énergie lumineuse en énergie chimique et obtention d’électrons à partir d’eau.
• La phase claire de la photosynthèse fournit l’énergie (ATP) et le pouvoir réducteur (NADPH).
• La phase claire de la photosynthèse se déroule dans la membrane du thylacoïde.
• Dans la phase sombre de la photosynthèse, il y a utilisation de l’énergie et du pouvoir réducteur produits par la phase claire ainsi que du gaz carbonique pour produire de la matière organique.
• La phase sombre de la photosynthèse se déroule dans le stroma du chloroplaste et dans le cytosol (simultanément à la phase claire durant le jour).
• La phase sombre de la photosynthèse nécessite de la phase claire pour fonctionner.
• Les photosystèmes sont localisés dans les membranes thylacoïdes et distribués en 2 types d’ensembles plurimoléculaires, le photosystème I (PS I) et le photosystème II (PS II).

  
• Une paire de chlorophylles du centre réactionnel absorbe 2 photons, ce qui excite 2 électrons.
• Les électrons sont transférés à la plastoquinone (PQ).
• La perte d’électrons subie par le centre réactionnel donne lieu à un potentiel d’oxydation capable d’oxyder l’eau.
• Le gradient de protons servira à produire de l’ATP par chimiosmose.
• L’énergie du gradient électrochimique est convertie en ATP par la photophosphorylation : une paire de chlorophylles du centre réactionnel absorbe 2 photons, ce qui excite 2 électrons.
• Les électrons sont transmis au NADP+, le réduisant en NADPH, tandis que des électrons amenés du photosynthèse II par une chaine de transport remplacent les électrons perdus par le photosynthèse I.
• Il y a un flux d’électrons depuis l’eau jusqu’au NADPH.
• Il y a création d’une force protomotrice permettant la synthèse d’ATP.
• Le cycle de Calvin est la deuxième étape de la phase sombre de la photosynthèse : il y a conversion du carbone inorganique (CO2) en molécules organiques.
• Le carbone fixé sous forme de triose monophosphate (C3) aboutit en fin de compte à un sucre simple en C6 (hexose).
• Les électrons sont transportés vers le photosynthèse I grâce à une chaine de transporteurs : les électrons passent par le complexe b6f, qui utilise l’énergie des libérée pour pomper des protons à travers la membrane thylacoïde.

  
• La fixation du CO2 dans le stroma du chloroplaste est catalysée par la ribulose-1,5-biphosphate carboxylase (RUBISCO).
• La fixation du CO2 par le cycle de Calvin est catalysée par la ribulose-1,5-biphosphate carboxylase (RUBISCO).
• Le cycle de Calvin : la fixation du CO2 par le cycle de Calvin est catalysée par la ribulose-1,5-biphosphate carboxylase (ou RUBISCO).

  
• La fixation du CO2 dans le stroma du chloroplaste grâce au cycle de Calvin :

  • Fixation du CO2 : carboxylation du ribulose-1,5-biphosphate → formation de 3- phosphoglycérate (PGA).
  • Réduction du 3-phosphoglycérate en glycéraldéhyde 3-phosphate (sucre en C3, consommation d’ATP et de NADPH).
  • Génération de l’accepteur de CO2 (ribulose-1,5-biphosphate, consommation d’ATP).