Le Chloroplaste
Chloroplastes : Théâtres pour la photosynthèse
La photosynthèse, le processus de transformation de l’énergie de la lumière solaire en »nourriture », est divisée en deux ensembles de réactions de base, connus sous le nom de réactions de la lumière et du cycle de Calvin, qui utilise le dioxyde de carbone. Lorsque vous étudierez les détails des autres concepts, référez-vous fréquemment à l’équation chimique de la photosynthèse : 6CO2 + 6H2O + Énergie lumineuse → C6H12O6 + 6O2. La photosynthèse se produit dans le chloroplaste, un organite spécifique aux cellules végétales.
Si vous examinez au microscope une seule feuille de jasmin d’hiver, représentée sur la figure ci-dessous, vous verrez à l’intérieur de chaque cellule des dizaines de petits ovales verts. Il s’agit des chloroplastes, les organites qui réalisent la photosynthèse chez les plantes et les algues. Les chloroplastes ressemblent beaucoup à certains types de bactéries et contiennent même leur propre ADN circulaire et leurs ribosomes. En fait, selon la théorie de l’endosymbiose, les chloroplastes étaient autrefois des bactéries vivant indépendamment (procaryotes). Ainsi, lorsque nous disons que la photosynthèse se produit à l’intérieur des chloroplastes, nous parlons non seulement des organites à l’intérieur des plantes et des algues, mais aussi de certaines bactéries – en d’autres termes, pratiquement tous les autotrophes photosynthétiques.
Photo microscopique à haute puissance de la partie supérieure d’une feuille de jasmin d’hiver. Vu au microscope, de nombreux chloroplastes verts sont visibles.
Chaque chloroplaste contient des empilements ordonnés appelés grana (singulier, granum). Les grana sont constitués de membranes en forme de sac, appelées membranes thylakoïdes. Ces membranes contiennent des photosystèmes, qui sont des groupes de molécules comprenant la chlorophylle, un pigment vert. Les réactions lumineuses de la photosynthèse se produisent dans les membranes thylakoïdes. Le stroma est l’espace situé à l’extérieur des membranes thylakoïdes, comme le montre la figure ci-dessous. C’est là que se déroulent les réactions du cycle de Calvin. En plus des enzymes, deux types de molécules de base – les pigments et les transporteurs d’électrons – sont des acteurs clés de ce processus et se trouvent également dans les membranes thylakoïdes.
Vous pouvez faire une visite vidéo d’un chloroplaste sur le site de l’Encyclopédie Britannica : Chloroplaste:www.britannica.com/EBchecked/…in-plant-cells.
Un chloroplaste est constitué de membranes thylakoïdes entourées de stroma. Les membranes thylakoïdes contiennent des molécules du pigment vert chlorophylle.
Les molécules porteuses d’électrons sont généralement disposées en chaînes de transport d’électrons (CTE). Celles-ci acceptent et transmettent les électrons porteurs d’énergie par petites étapes (figure ci-dessous). De cette manière, elles produisent de l’ATP et du NADPH, qui stockent temporairement l’énergie chimique. Les électrons dans les chaînes de transport se comportent un peu comme une balle qui rebondit dans un escalier : un peu d’énergie est perdue à chaque rebond. Cependant, l’énergie « perdue » à chaque étape d’une chaîne de transport d’électrons accomplit un petit travail, qui aboutit finalement à la synthèse de l’ATP.
Cette figure montre les réactions lumineuses de la photosynthèse. Cette étape de la photosynthèse commence par le photosystème II (ainsi nommé car il a été découvert après le photosystème I). Trouve les deux électrons (2 e-) dans le photosystème II, puis suis-les dans la chaîne de transport d’électrons (aussi appelée chaîne de transfert d’électrons) jusqu’à la formation du NADPH. D’où viennent les ions hydrogène (H+) qui contribuent à la fabrication de l’ATP ?