Composant, opération et types Photosysystèmes

Les Photosysystèmes Ce sont des unités fonctionnelles du processus photosynthétique. Ils sont définis par leurs formes particulières d'association et d'organisation.

Deux types de photosystèmes sont connus, appelés photosystèmes I et II en raison de l'ordre dans lequel ils ont été découverts. Photosystème I présente des quantités très élevées de chlorophylle pour par rapport à la quantité de chlorophylle b, Tandis que Photosystem II a des quantités très similaires de pigments photosynthétiques.

Diagramme du photosystème I. Pris et édité à partir de: Pisum [domaine public].

Les photosystèmes sont situés dans les membranes tilacoïdes des organismes photosynthétiques tels que les plantes et les algues. Ils peuvent également être trouvés dans les cyanobactéries.

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Chloroplastes

Les chloroplastes sont des organites sphériques ou allongés d'environ 5 µm de diamètre qui contiennent des pigments photosynthétiques. À l'intérieur, la photosynthèse dans les cellules végétales se produit.

Ils sont entourés de deux membranes externes et à l'intérieur, ils contiennent des structures sous forme de sac, également entourées de deux membranes, appelées tilacoides.

Les tilacoïdes sont empilés en formant un ensemble appelé Grana, tandis que le liquide entourant les tilacoides est appelé stroma. De plus, les tilacoïdes sont entourés d'une membrane appelée lumière qui délimite l'espace intratilacoïde.

La conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique pendant la photosynthèse se produit à l'intérieur des membranes tilacoïdes. D'un autre côté, la production et le stockage des glucides du produit de la photosynthèse se produisent chez les stopers.

Pigments photosynthétiques

Ce sont des protéines capables d'absorber l'énergie lumineuse pour l'utiliser pendant le processus photosynthétique, ils sont totalement ou partiellement unis à la membrane Tilacoïde. Le pigment directement impliqué dans les réactions lumineuses de la photosynthèse est la chlorophylle.

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Dans les plantes, il existe deux principaux types de chlorophylle, appelés chlorophylles pour et b. Cependant, d'autres types de chlorophylle comme le c et la d, Ces derniers ne présentent que dans certaines algues rouges.

Il y a d'autres pigments photosynthétiques tels que les carotènes et les xanthofilas qui composent ensemble les caroténoïdes. Ces pigments sont des isaprénoïdes généralement composés de quarante atomes de carbone. Les carotènes sont des caroteinoïdes non oxygénés, tandis que les xantofilas sont des pigments oxygénés.

Dans les plantes seulement la chlorophylle pour Il est directement impliqué dans les réactions lumineuses. Les pigments restants n'absorbent pas directement l'énergie lumineuse, mais agissent comme des accessoires de pigments lors de la transmission de l'énergie capturée de la lumière à la chlorophylle pour. De cette façon, plus d'énergie est capturée que la chlorophylle ne pourrait capturer pour Par lui-même.

Photosynthèse

La photosynthèse est un processus biologique qui permet aux plantes, aux algues et à certaines bactéries de tirer parti de l'énergie de la lumière du soleil. Grâce à ce processus, les plantes utilisent l'énergie lumineuse pour transformer le dioxyde de carbone atmosphérique et l'eau obtenues du sol, du glucose et de l'oxygène.

La lumière provoque une série complexe de réactions d'oxydation et de réduction qui permettent la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique nécessaire pour terminer le processus de photosynthèse. Les photosystèmes sont les unités fonctionnelles de ce processus.

Composants du photosystème

Complexe d'antenne

Il est composé d'un grand nombre de pigments, dont des centaines de molécules de chlorophylle pour et des quantités encore plus élevées de pigments accessoires, ainsi que des ficobilines. Le complexe d'antenne permet à une grande quantité d'énergie d'être absorbée.

Il fonctionne comme un entonnoir ou une antenne (d'où son nom) qui capture l'énergie du soleil et la transforme en énergie chimique, qui est transférée au centre de réaction.

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Grâce au transfert d'énergie, la molécule de chlorophylle pour du centre de réaction, il reçoit beaucoup plus d'énergie lumineuse qu'il n'en avait acquis par lui-même. De plus, si la molécule de chlorophylle reçoit trop d'éclairage pourrait être photoxide et que la plante mourrait.

Centre de réaction

C'est un complexe formé par des molécules de chlorophylle pour, une molécule connue sous le nom de récepteur principal d'électrons et de nombreuses sous-unités protéiques qui les entourent.

Fonctionnement

Généralement la molécule de chlorophylle pour Présent dans le centre de réaction, et cela commence les réactions lumineuses de la photosynthèse, ne reçoit pas directement les photons. Pigments accessoires, ainsi que certaines molécules de chlorophylle pour présent dans le complexe d'antenne reçoit de l'énergie lumineuse, mais ne l'utilisez pas directement.

Cette énergie absorbée par le complexe d'antenne est transférée à la chlorophylle pour du centre de réaction. Chaque fois qu'une molécule de chlorophylle est activée pour, Cela libère un électron énergisé qui est ensuite absorbé par le récepteur d'électrons primaire.

En conséquence, l'accepteur principal est réduit, tandis que la chlorophylle pour Récupérer son électron grâce à l'eau, qui agit comme le libérateur final des électrons et de l'oxygène est obtenu comme sous-produit.

Gars

Photosystème I

Il est situé sur la surface extérieure de la membrane tilacoïde et a peu de chlorophylle b, En plus de la chlorophylle pour et caroténoïdes.

Chlorophylle pour Depuis le centre de réaction, il absorbe mieux les longueurs d'onde de 700 nanomètres (nm), il est donc appelé p700 (pigment 700).

Dans PhotosySystème I, un groupe de protéines du groupe de ferrodoxine - Sulfure de fer - agir comme accepteurs d'électrons finaux.

Photosystème II

Il agit d'abord dans le processus de transformation de la lumière en photosynthèse, mais a été découvert après le premier photosystème. Il est situé sur la surface interne de la membrane tilacoïde et a plus de chlorophylle b Ce photosystème I. Il contient également de la chlorophylle pour, Ficobilines et xantofilas.

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Dans ce cas, la chlorophylle pour du centre de réaction absorbe mieux la longueur d'onde de 680 nm (p680) et non celle de 700 nm comme dans le cas précédent. L'accepteur d'électrons final dans ce photosystème est une quinone.

Diagramme du photosystème II. Pris et édité à partir de: l'œuvre originale a été de Kaid. [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)].

Relation entre les photosystèmes I et II

Le processus photosynthétique fait les deux photosystèmes. Le premier photosystème à agir est l'II, qui absorbe la lumière et pour que les électrons de la chlorophylle du centre de réaction soient excités et les principaux accepteurs des électrons les capturent.

Les électrons excités par la lumière se rendent au PhotosySystème I à travers une chaîne de transport d'électrons située dans la membrane Tilacoïde. Ce déplacement provoque une chute d'énergie qui permet le transport d'ions hydrogène (H +) à travers la membrane, vers la lumière des Tilacoides.

Le transport des ions hydrogène fournit un différentiel d'énergie entre l'espace de la lumière des tilacoïdes et le stroma chloroplastique, qui sert à générer de l'ATP.

Chlorophylle du centre de réaction du photosystème I reçoit l'électron qui vient du photosystème II. L'électron peut continuer dans un transport d'électrons cycliques autour du photosystème I, ou être utilisé pour former NADPH, qui est ensuite transporté vers le cycle Calvin.

Les références

1. M.W. Nabors (2004). Introduction à la botanique. Pearson Education, Inc.
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3. Photosystème I, dans Wikipedia. Récupéré de.Wikipédia.org.
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6. ET.M. Yahia, un. Carrillo-López, G.M. Barrière, h. Suzán-Azpiri & M.Q. Bolaños (2019). Chapitre 3 - Photosynthèse. Physiologie post-récolte et biochimie des fruits et légumes.