Photosynthèse
La photosynthèse est l'ensemble des réactions biophysiques et biochimiques qui permettent aux plantes vertes, qui contiennent de la chlorophylle, de synthétiser des molécules en utilisant l'énergie de la lumière du Soleil, dans les conditions naturelles. Au cours de ce processus, les feuilles vertes captent le gaz carbonique et rejettent de l'oxygène.
Déroulement[modifier | modifier le wikicode]
La première phase a lieu durant le jour. Elle consiste à transformer l'énergie lumineuse du soleil en une énergie chimique. Cette phase s'appelle la phase claire, car elle ne se produit qu'à la lumière. Par un processus photophysique, l'absorption d'un grain de lumière, l'énergie du Soleil est captée par des petites molécules colorées, appelées pigments, dont la plus connue est la chlorophylle, de couleur verte. Les chlorophylles et autres pigments agissent comme de véritables panneaux solaires mais tandis que les panneaux solaires captent l'énergie solaire et la transforment en énergie électrique, les feuilles des plantes captent l'énergie lumineuse et la transforment en énergie chimique, sous forme de molécules d'ATP et de NADPH. Cette phase dite claire est constituée en fait d'une multitude de réactions faisant intervenir de nombreuses entités aussi diverses que le photon, l'électron, la molécule d'eau, le gaz carbonique, et des assemblages de protéines, relativement grands, que l'on nomme photosystèmes. C'est lors de cette phase qu'un de ces photosystèmes brise la molécule d'eau liquide et rejette du gaz oxygène.
La seconde phase, ou phase sombre, ou cycle de Calvin, ne nécessite pas d'énergie lumineuse. Elle se produit donc de jour comme de nuit. Elle consiste à utiliser l'énergie chimique stockée sous forme de NADPH lors de la première phase pour synthétiser, à partir du gaz carbonique entré dans la feuille par des espaces appelés stomates, des molécules de glucides de petites tailles (sucres simples). Le gaz carbonique est dit « fixé », « capté » ou « emprisonné » par la plante. Les sucres créés sont soit utilisés dans d'autres réactions biochimiques, soit stockés sous forme d'amidon.
L'oxygène de l'atmosphère[modifier | modifier le wikicode]
L'oxygène de l'atmosphère (en fait il s'agit de la molécule de dioxygène) est apparu sur terre suite à l'apparition des premiers organismes capables de faire de la photosynthèse il y a environ 3 milliards d'années. L'apparition de cet oxygène en quantité élevée il y a 600 millions d'années environ a permis aux organismes qui ne possèdent pas de chlorophylle, c'est-à-dire les animaux ou les champignons, de se développer grâce à la respiration. La vie renouvelle l'oxygène de l'atmosphère tous les 4500 ans environ.
La vie avec le plancton et les plantes sur Terre par la photosynthèse à partir du CO2 gaz carbonique et de la lumière solaire crée des dépôts de matière organique par la réaction CO2->Corganique+O2 avec un O2 dégagé dans l'atmosphère pour chaque C carbone de carburant fossile sous Terre, comme du pétrole, du charbon, et du gaz de méthane. Toutes les molécule de O2 respirable ont été créées ainsi avec un C de carburant fossile laissé sous Terre et sans la vie il serait impossible de respirer. Donc sous Terre il y a au moins autant de carburant fossile charbon, pétrole et méthane fossile disponible que nécessaire pour bruler tout le O2 de l'atmosphère en CO2 dans la réaction de combustion inverse de la photosynthèse par la vie. Tant que nous n'aurons pas brulé tout le O2 en CO2, nous aurons des carburants fossiles sous Terre disponibles.
D'autres types de photosynthèses[modifier | modifier le wikicode]
La photosynthèse des plantes est dite autotrophe parce que sa source de carbone est inorganique (le CO2) et oxygénique car l'un des produits de la réaction est le dioxygène (O2). Cette photosynthèse est extrêmement fréquente – on la trouve aussi chez une multitude de micro-organismes comme des algues unicellulaires et les cyanobactéries – mais ce n'est pas la seule. En fait, il existe une grande variété de photosynthèses :
- certaines rejettent du dioxygène, d'autres pas
- certaines sont autotrophes (source de carbone inorganique comme le CO2), d'autres hétérotrophes (source de carbone organique)
- enfin, la plupart utilisent des molécules de la famille des chlorophylles, mais certaines utilisent des molécules très différentes
Quelques exemples :
- photosynthèse dite anoxygénique → la source du carbone est toujours le CO2, mais il réagit avec du sulfure d'hydrogène (H2S, un gaz notamment à l'origine de l'odeur des excréments) et non avec de l'eau : cela produit du glucose (comme la photosynthèse "classique"), du soufre et de l'eau ; exemple : certaines bactéries dites « bactéries sulfureuses » font ce genre de photosynthèse
- photosynthèse hétérotrophe ou photohétérotrophie → certaines bactéries photosynthétiques doivent utiliser une source de carbone organique, les molécules utilisées peuvent être très diverses ; exemples : les héliobactéries (genre Heliobacteria) sont des photohétérotrophes
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