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Le processus de photosynthèse E aphotosynthèsefaces de la membrane photosynthétiqueses molécules qui diffèrent selon lesest le processus L biologique par lequel l’énergieorganismes (caroténoïdes, phycobilines,est utilisé par une protéine membranaire, solaire est utilisée par des cellules vivan-phycocyanines…). Ces pigments photo-l’ATP-synthase, pour synthétiser de tes pour leurs besoins énergétiques. Cerécepteurs sont fixés sur desprotéinestriphosphate (, l’adénosineATP), dont phénomène très complexe est réaliséelles-mêmes incluses pour la plupartl’hydrolyseultérieure libérera de façon par les plantes mais aussi par les alguesdans la membrane photosynthétique. Cescontrôlée l’énergie chimique ainsi et par de nombreusesbactériesstockée. Au total, l’énergie des photonsprotéines et leurs pigments sont asso-. Parmi ces dernières, lescyanobactéries(voir ciéssolaires est convertie en deux formesen vastes ensembles regroupant + encadré 1, p. 88) mettent en œuvre leenviron 300 chlorophylles, et appelésd’énergie chimique, dans le NADPréduit même type de photosynthèse que lesphotosystèmes(. Chaque photosystèmeNADPH) et dans l’ATP. plantes et les algues, qui les rend capa-est organisé autour d’une zone centrale,Les organismes photosynthétiques bles d’oxyderlel’eau et de dégager decentre réactionnelcapables de dégager de l’oxygène pos-, dont le cœur est l’oxygène. Ces organismes photosyn-une paire spécialisée de moléculessèdent deux types bien distincts de thétiques sontautotrophesphotosystèmes, appelés I et II. Associés: ils synthé-de chlorophylle. Seule cette paire est tisent leur matière organique à partir dechimiquement réactive. Elle reçoit, sousdans la même membrane photosyn-substances minérales qu’ils puisent dansforme d’excitation électronique, l’éner-thétique, ils couplent énergétiquement le sol ou dans le milieu aquatique (eaugie desphotonssolaires captés parleurs deux réactions photochimiques et sels minéraux). Une formulation sym-l’ensemble des pigments du photo-sur la chaîne de transferts d’électrons bolique de cette photosynthèse dite oxy-système. Ces derniers ont donc une fonc-qui va de l’oxydation de l’eau en oxygène génée est la suivante: tiond’antenne collectriceà la synthèse de NADPH et d’ATP. Ils tra-et une fonction n[CO2(gaz carbonique) + H2O (eau)]de transfert d’énergie électronique. Ainsivaillent ainsi énergétiquement en série + énergie solairew(CH2O)nla paire “spéciale” de chloro-(glucide) excitée,(figure). +nO2(oxygène). phyllesest capable de transférer unLe photosystème II,PSII, a un donneur L’ensemble des étapes de la photosyn-électronà une succession de sites accep-primaire d’électrons nomméP680 thèse se déroule dans leschloroplasteset donneurs d’électrons présents(cette paire de chlorophylles absorbant, teurs organites internes aux cellules végéta-dans le centre réactionnel. Elle est doncla lumière à 680nm). Le départ photo-les. Les chloroplastes, de même que lesnommée “donneur primaireinduit d’un électron laisse le P680 por-” d’électrons. cyanobactéries, contiennent des mem-Les transferts d’électrons sont préci-teur d’une charge positive, donc dans + branes spécialisées dans lesquelles sesément organisés au sein de la mem-un état oxydé. Pour ramener le P680 trouvent toutes les structures molé-brane photosynthétique pour aboutir,à son état neutre et permettre un nou-culaires nécessaires aux premières éta-d’une part, à laréductionchimique veaucycle photochimique, va s’opérer pes de la photosynthèse. Ces membranesd’un composé, le nicotinamide adénineau niveau de PSII une étape majeure + sont organisées en structures ferméesdinucléotide phosphate (NADP), par unede la photosynthèse, laphotolyse de (sortes de vésicules aplaties nomméesenzyme, la NADP-réductase (aussi appe-l’eau: + thylakoïdesdans les chloroplastes).léeFNR2 H), et, d’autre part, au stockage2O (eau)wO2(protons)(oxygène) + 4 H +-LalumièresolairevisibleestabsorbéedeprotonsHdans l’espace intérieur des(électrons).+ 4 e par des molécules colorées: principa-thylakoïdes. Le potentiel d’énergie chi-Les électrons issus de la photolyse de lement deschlorophylles, lepigmentmique résultant de cette différence del’eau sont transférés jusqu’au P680, et de universel de la photosynthèse, et diver-concentrations des protons entre les deuxl’oxygène gazeux est libéré. Les électrons
PSII
2 H2O
PQ
+ 4 H+ O2
cytb6f
Pc
Fd
ADP + Pi + NADP NADPH
FNR
PSI
+ 3 H ATP-synthase
Figure. Les étapes membranaires du processus de photosynthèse se déroulant chez les plantes vertes, les algues et les cyanobactéries.
ATP
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