La photosynthèse

La photosynthèse chez les végétaux

Grâce à l'énergie lumineuse, les cellules chlorophylliennes produisent du dioxygène à partir de l'eau et des molécules organiques à partir de dioxyde de carbone. L'équation globale de la photosynthèse s'écrit donc :

6 CO₂ + 6 H₂O ---------------> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6H₂O

La photosynthèse se déroule, au sein du chloroplaste, en deux phases couplées mais distinctes :

• la phase photochimique, nécessitant de la lumière, se déroule dans la membrane des thylacoïdes ; grâce à la collecte de photons par les pigments photosynthétiques, une chaîne d'oxydoréduction permet :

  • L'oxydation de l'eau en O₂ et protons.

  • La production de composés intermédiaires RH₂.

  • La synthèse d'ATP.

On parle de couplage photo chimique. La phase photochimique est de nature biophysique et repose sur des mécanismes rapides (temps de réalisation inférieur à 10^-5 s). Elle n'est que très peu influencée par la température.

• La phase thermochimique : elle se déroule dans le stroma ; elle permet l'incorporation du CO₂ dans des molécules organiques grâce à une enzyme clef : la ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (RuBisCO), de l'ATP (Adénosine Triphosphate) et des composés réduits RH₂. Cette phase ne nécessite pas directement la présence de lumière mais elle utilise les produits formés lors de la phase photochimique : RH₂ et ATP. Pour cette raison, on dit que les deux phases de la photosynthèse sont couplées.

  La phase chimique est de nature enzymatique. Elle repose sur des réactions nettement plus lentes (temps de réalisation inférieur à 10^-1 s) que la phase photochimique. Comme la majorité des réactions biochimiques, elle est fortement influencées par la température.

La photosynthèse chez d'autres organismes

Si la photosynthèse est bien connue chez les arbres, les plantes vertes, les algues et les cyanobactéries très répandues dans les océans, il a été récemment découvert que certains animaux sont doués de photosynthèse. L'exemple le mieux connu est celui de la limace de mer.

Elysia chlorotica, une limace de mer de la côte Atlantique des Etats-Unis, présente un métabolisme particulier. Elle se nourrit presque exclusivement de Vaucheria littorea, une algue verte filamenteuse. Après digestion partielle de l'algue, elle en garde les chloroplastes, qui restent fonctionnels. C'est un exemple d'endosymbiose tout à fait particulier. Ainsi, la limace de mer peut vivre, sans aucun autre apport de nourriture, pendant 11 mois. Ce métabolisme particulier est lié au fait qu'Elysia chlorotica incorpore certains gènes de Vaucheria litorea. Ainsi ce mollusque acquiert la capacité de fabriquer sa propre matière organique, grâce à la photosynthèse.