Phase lumineuse de la photosynthèse

La phase lumineuse de la photosynthèse est le processus où la lumière du soleil est nécessaire pour transformer le dioxyde de carbone en oxygène

Quelle est la phase lumineuse de la photosynthèse?

La phase Photosynthèse lumineuse Il s'agit de la première partie du processus photosynthétique qui nécessite la présence de lumière pour obtenir l'énergie chimique sous forme d'ATP et de NADPH. De la dissociation des molécules d'eau, elle générera de l'oxygène.

Des réactions biochimiques se produisent dans les tilacoïdes chloroplastes, où l'on trouve des pigments photosynthétiques excités par la lumière. Ce sont de la chlorophylle pour, Chlorophylle b et caroténoïdes.

Pour les réactions dépendantes de la lumière, plusieurs éléments sont nécessaires. Une source lumineuse dans le spectre visible est nécessaire. De même, la présence de l'eau est nécessaire.

La phase lumineuse de la photosynthèse a comme produit final la formation d'ATP (adénosine trypphosphate) et NADPH (Nicotinamide et adénine Dyucléotide phosphate).

Ces molécules sont utilisées comme source d'énergie pour la fixation du CO₂ dans la phase sombre. De plus, pendant cette phase, il est libéré ou₂, Produit de la rupture de la molécule H₂o.

Exigences

Pour que des réactions dépendantes de la lumière dans la photosynthèse peuvent se produire, il est nécessaire de comprendre les propriétés de la lumière. Il est également nécessaire de connaître la structure des pigments impliqués.

La lumière

La lumière a des propriétés d'ondes et de particules. L'énergie atteint la Terre du soleil sous la forme de vagues de différentes longueurs, connues sous le nom de spectre électromagnétique.

Environ 40% de la lumière qui atteint la planète est une lumière visible. Ceci se trouve en longueurs d'onde entre 380-760 nm. Comprend toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, chacune avec une longueur d'onde caractéristique.

Les longueurs d'onde les plus efficaces pour la photosynthèse sont celles du violet à bleu (380-470 nm) et du rouge orange rouge (650-780 nm).

La lumière a également des propriétés de particules. Ces particules sont appelées photons et sont associées à une longueur d'onde spécifique. L'énergie de chaque photon est inversement proportionnelle à sa longueur d'onde. À une longueur d'onde plus courte, une plus grande énergie.

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Lorsqu'une molécule absorbe un photon d'énergie lumineuse, l'un de ses électrons est sous tension. L'électron peut quitter l'atome et être reçu par une molécule d'accepteur. Ce processus se produit dans la phase lumineuse de la photosynthèse.

Les pigments

Dans la membrane tilacoïde (structure chloroplastique), divers pigments sont présentés avec la capacité d'absorber la lumière visible. Différents pigments absorbent différentes longueurs d'onde. Ces pigments sont la chlorophylle, les caroténoïdes et les ficobilines.

Les caroténoïdes donnent des couleurs jaune et orange présentes dans les plantes. Les ficobilines se trouvent dans les cyanobactéries et les algues rouges.

La chlorophylle est considérée comme le principal pigment photosynthétique. Cette molécule a de longs hydrocarbures hydrophobes, qui le maintient avec la membrane tilacoïde. De plus, il a un anneau de porphyrine qui contient un atome de magnésium. Dans cet anneau, l'énergie lumineuse est absorbée.

Il existe différents types de chlorophylle. Chlorophylle pour C'est le pigment qui intervient plus directement dans les réactions légères. Chlorophylle b Absorber la lumière à une longueur d'onde différente et transfère cette énergie à la chlorophylle pour.

Dans le chloroplaste, il y a environ trois fois plus de chlorophylle pour Quelle chlorophylle b.

Mécanisme

Photosysystèmes

Des molécules de chlorophylle et d'autres pigments sont organisés dans le tilacoïde en unités photosynthétiques.

Chaque unité photosynthétique est composée de molécules de chlorophylle de 200 à 300 pour, petites quantités de chlorophylle b, caroténoïdes et protéines. Une zone appelée centre de réaction est présentée, qui est le site qui utilise l'énergie lumineuse.

Les autres pigments présents sont appelés complexes d'antennes. Ils ont la fonction de capturer et de passer la lumière au centre de réaction.

Il existe deux types d'unités photosynthétiques, appelées photosystèmes. Ils diffèrent en ce que leurs centres de réaction sont associés à différentes protéines. Ils provoquent un léger déplacement dans leurs spectres d'absorption.

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Dans PhotosySystem I, chlorophylle pour associé au centre de réaction a un pic d'absorption de 700 nm (p₇₀₀). Dans le photosystème II, le pic d'absorption se produit à 680 nm (P₆₈₀).

Photolyse

Au cours de ce processus, la rupture de la molécule d'eau se produit. Participez le photostem II. Un photon de lumière affecte la molécule P₆₈₀ et entraîne un électron à un niveau d'énergie plus élevé.

Les électrons excités sont reçus par une molécule Uglyte, qui est un accepteur intermédiaire. Par la suite, ils traversent la membrane tilacoïde, où ils sont acceptés par une molécule de plastoquinone. Les électrons sont enfin donnés à p₇₀₀ du photosystème i.

Les électrons qui ont été cédés par le p₆₈₀ Ils sont remplacés par d'autres de l'eau. Une protéine contenant du manganèse (protéine z) est nécessaire pour briser la molécule d'eau.

Lorsque le H₂o est brisé, deux protons sont libérés (H⁺) et l'oxygène. Il est nécessaire que deux molécules d'eau soient divisées pour qu'une molécule d'O soit libérée₂.

Photophosphorylation

Il existe deux types de photophosphorylation, selon la direction du flux d'électrons.

Photophosphorylation non cyclique

Dans le même intervention à la fois Photosystème I et II. Il est appelé non-cyclique parce que le flux d'électrons est dans un sens.

Lorsque l'excitation des molécules de chlorophylle se produit, les électrons seront déplacés à travers une chaîne de transport d'électrons.

Il commence dans le photosystème I lorsqu'un photon de lumière est absorbé par une molécule P₇₀₀. L'électron excité est transféré sur un accepteur principal (FE-S) qui contient du fer et du sulfure.

Puis passer une molécule de ferredoxine. Par la suite, l'électron va à une molécule de convoyeur (FAD). Cela le donne à une molécule NADP⁺ qui le réduit à Nadph.

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Les électrons affectés par Photosystème II dans la photolyse remplaceront ceux attribués par le P₇₀₀. Cela se produit par une chaîne de transport formée par des pigments contenant du fer (cytochromes). De plus, les plastocyanes interviennent (protéines qui présentent du cuivre).

Au cours de ce processus, les molécules NADPH et ATP se produisent. Pour la formation de l'ATP, l'enzyme ATPSINTEET intervient.

Photophosphorylation cyclique

Cela ne se produit que dans le photosystème I. Lorsque le centre de réaction molécules p₇₀₀ Ils sont excités, les électrons sont reçus par une molécule P₄₃₀.

Par la suite, les électrons sont incorporés dans la chaîne de transport entre les deux photosystèmes. Dans le processus, les molécules ATP sont produites. Contrairement à la photophosphorylation non cyclique, NADPH n'est pas produit ou libéré ou₂.

À la fin du processus de transport d'électrons, ils reviennent au centre de réaction du photosystème I. Par conséquent, la photophosphorylation cyclique est appelée.

Produits finaux

À la fin de la phase lumineuse, l'oxygène est libéré (ou₂) à l'environnement en tant que par produit de la photolyse. Cet oxygène va à l'atmosphère et est utilisé dans la respiration des organismes aérobies.  

Un autre produit final de la phase lumineuse est NADPH, une coenzyme (partie d'une enzyme non protéique) qui participera à la fixation du CO₂ pendant le cycle Calvin (phase sombre de la photosynthèse).

L'ATP est un nucléotide utilisé pour obtenir l'énergie nécessaire requise dans les processus métaboliques des êtres vivants. Ceci est consommé dans la synthèse du glucose.

Les références

1. Salomon, E., L. Berg et D. Martín (1999). la biologie. Éditeurs interaméricains de Mgraw-Hill. 
2. Sarn, k. (1997). Biologie des plantes d'introduction. Éditeurs Brown WC. 
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