1) II transfers d'e- et LHCII

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2 phases de la photosynthèse

Phase claire de la photosynthèse

• Localisation : thylacoïdes des chloroplastes

• Utilise : lumière, H₂O, NADP⁺, ADP + Pi

• Réactions :

  • Oxydation de l’eau → libération d’O₂

  • Production d’ATP (photophosphorylation)

  • Réduction de NADP⁺ en NADPH

• Résultats : ATP + NADPH + O₂ (déchet)

phase sombre de la photosynthèse

• Localisation : stroma du chloroplaste

• Utilise : CO₂, ATP, NADPH

• Réactions :

  • Cycle de Calvin-Benson-Bassham

  • reduction du CO₂ via la RuBisCO

  • Formation de trioses phosphates → sucres

principe général de la chaîne de transfert d’électrons photosynthétiques

→ Dans la membrane des thylacoïdes du chloroplaste

→ La lumière excite des électrons qui sont transférés à travers une série de complexes protéiques
→ Ce transfert permet de :

• pomper des protons (H⁺) dans le lumen

• produire de l’ATP et du NADPH

Chaine de transfert d’électrons

énergie d’un e- formule

phénomène d’excitation d’un e-

• Lorsqu'un photon est absorbé par un atome, il peut transférer son énergie à un électron.

• L'électron passe alors d'un état de base (orbite de faible énergie) à un état excité (orbite de haute énergie).

• L'énergie absorbée est égale à la différence entre les niveaux d'énergie

Pigments impliqués dans les réactions lumineuses (4)

• chlorophylle a et b → absorption de la lumière

• caroténoïdes = B-carotène et Xanthophylles

  → photoprotection

absorption de la chlorophylle

• chlorophylles a et b:

  • Dans le bleu (~400-500 nm) : énergie élevée.

  • Dans le rouge (~600-700 nm) : énergie modérée.

  • presque pas dans le vert → couleur verte des plantes.

• capacité d'absorption sélective permet une capture optimale de l'énergie lumineuse pour alimenter les réactions de la photosynthès

excitation des e- dans la photosythèse

Lorsqu'un photon est absorbé par les pigments chlorophylliens, son énergie est transférée à un électron. Cela permet de l'exciter, c'est-à-dire de le faire passer à un état de plus haute énergie.

• Dans le Photosystème II (PSII), les photons frappent les molécules de chlorophylle, provoquant l'excitation des électrons.

• Ces électrons sont ensuite transmis le long de la chaîne de transport d'électrons (cytochrome b6f, plastocyanine, etc.).

• L'énergie fournie par les photons permet l'oxydation de l'eau (photolyse), libérant de l'oxygène (O₂), des protons (H⁺) et des électrons (e⁻).

• Les électrons excités sont finalement utilisés pour réduire le NADP⁺ en NADPH au niveau du Photosystème I (PSI).

Chlorophylle a et b

• Chlorophylle a : le pigment principal qui capte l'énergie lumineuse.

• Chlorophylle b : un pigment accessoire qui élargit le spectre d'absorption.

comment l’énergie lumineuse est elle captée par les thylakoïdes ?

• Par les complexes d'antennes LHCII = structures des thylakoïdes qui captent l'énergie lumineuse.

• Ils composés de :

  • Chlorophylles (a et b) et caroténoides

    → nb longueurs d’ondes captées + transmises

transmission de l’énergie lumineuse dans les thylakoïdes

• LHCII absorbent l'énergie lumineuse (photons)

• Cette énergie se propage de molécule en molécule jusqu'au centre réactionnel (Photosystème I ou II).

• Un photosystème (PSI ou PSII) contient environ 250 chlorophylles pour capter un maximum d'énergie.

4 voix possibles pour les e- quand un photo est capté

• relaxation

• fluorescence

• transfert d’énergie

• séparation des charges

Relaxation

Relaxation (chaleur non-radiative)

• L'énergie est dissipée sous forme de chaleur.

• Aucun transfert utile pour la photosynthèse.

fluorescence

• L'énergie est réémise sous forme de lumière (photon décalé vers le rouge).

• C'est une perte d'énergie pour le processus photosynthétique.

Transfert de Förster

• L'énergie est transférée d'un pigment de chlorophylle à un autre sans perte, jusqu'au centre réactionnel.

Séparation de charges

• Lorsqu'un pigment dans le centre réactionnel (par exemple, P680 dans le PSII) est excité, un électron est libéré.

• Cet électron est transféré à un accepteur proche (phéophytine dans le cas du PSII).

• C'est cette étape qui lance le cycle de transfert d'électrons photosynthétique.

permet de convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique sous forme de gradients électrochimiques.

comment l’énergie arrive au PTSII résumé

• Les pigments sont organisés en antennes collectrices (LHCII) autour des centres réactionnels.

• l’antenne capte les photons ce qui crée de l’énergie

• L'énergie est transférée de molécule en molécule via la résonance de Förster.

• elle arrive au PSII, ce qui provoque l'excitation d'un électron.

• l’e- excité traverse toute la chaîne de transport (Cytochrome b6f → Plastocyanine → PSI).→ crée gradient de proton permettant de produire de l’ATP

pouvoir réducteur du NADPH définition

• Le NADPH est une molécule qui stocke de l'énergie sous forme chimique, spécifiquement un pouvoir réducteur.

• Pouvoir réducteur signifie que le NADPH peut donner des électrons à d'autres molécules lors de réactions biochimiques.

• Dans le cycle de Calvin (phase sombre de la photosynthèse), le NADPH va réduire le CO₂ pour le transformer en matière organique (glucose, amidon).

Carbone réduit / oxydé

• un atome de carbone peut être réduit ou oxydé en fonction de son état électronique :

  • CO₂ (dioxyde de carbone) est sous sa forme la plus oxydée (très peu d'électrons).

  • GAP (Glycéraldéhyde-3-phosphate) est une forme réduite de carbone, riche en électrons.

Cycle de Calvin :

• Le carbone sous forme de CO₂ est capturé et réduit dans le cycle de Calvin pour former des glucides.

• Le pouvoir réducteur (NADPH) et l'énergie (ATP) produits pendant la phase photochimique sont utilisés pour transformer le carbone oxydé (CO₂) en carbone réduit (GAP).