La photosynthèse

Vous l'avez compris, la photorespiration et la photosynthèse sont deux processus antagonistes du point de vue du dioxyde de carbone. Le premier phénomène produit du dioxyde de carbone et donc réduit la biomasse tandis que la photosynthèse permet l'acquisition de carbone, ce qui augmente la biomasse. La photorespiration est d'autant plus présente que les plantes se trouvent dans un climat chaud et sec. Lorsque l'on mesure l'activité photosynthétique des plantes au travers de la capacité à fixer le carbone en fonction de la quantité de dioxyde de carbone disponible, il est aisé d'observer deux types de comportement (Figure 50) : celui des plantes en C3 (courbe bleue) et celui des plantes en C4 (courbe rouge).

Questions :

• Interprétez ces deux courbes et indiquez les différences de capacité de fixation maximale en fonction des concentrations en CO₂.

• Qu'en déduisez-vous quant aux particularités de fonctionnement des plantes en C3 et en C4 ?

Réponses :

- Chez les plantes en C3, la capacité à fixer le CO₂ augmente linéairement avec la quantité de CO₂ présente et ce jusqu'à ce que la capacité de la RuBisCO soit saturée (courbe bleue). A la concentration en CO₂ présente dans l'atmosphère (trait interrompu vertical), la capacité maximale de fixation du CO₂ est loin d'être atteinte. Chez les plantes en C4, la capacité de fixation maximale pour une concentration en CO₂ est bien inférieure à celle contenue dans l'atmosphère (courbe rouge).

- Le premier comportement est typique des plantes en C3 c'est-à-dire que l'activité photosynthétique augmente au fur et à mesure que la quantité de CO₂ disponible augmente jusqu'à ce que la capacité de la RuBisCO soit saturée (courbe bleue dans la figure 50). A la concentration en CO₂ présente dans l'atmosphère (ligne verticale en traits interrompus dans la figure 50), la capacité maximale de fixation du CO₂ est loin d'être atteinte. Un certain nombre de plantes présentent un autre comportement. La capacité de fixation maximale pour une concentration en CO₂ bien inférieure à celle contenue dans l'atmosphère (courbe rouge dans la figure 50). Ceci signifie que chez ces plantes, la photorespiration est beaucoup moins efficace, même lorsque la concentration en CO₂ reste faible. Ce groupe de plantes est appelé le groupe des plantes en C4. Vous allez comprendre rapidement pourquoi cette dénomination a été choisie et comment ces plantes fonctionnent. Pour cela, examinons la structure de leurs feuilles.