La formule de photosynthèse transformant la lumière du soleil en énergie

Certains organismes ont besoin de créer l'énergie dont ils ont besoin pour survivre. Ces organismes sont capables d'absorber l'énergie de la lumière du soleil et de l'utiliser pour produire du sucre et d'autres composés organiques tels que des lipides et des protéines. Les sucres sont ensuite utilisés pour fournir de l'énergie à l'organisme. Ce processus, appelé photosynthèse, est utilisé par les organismes photosynthétiques, notamment les plantes, les algues et les cyanobactéries.

Équation de photosynthèse

Dans la photosynthèse, l'énergie solaire est convertie en énergie chimique. L'énergie chimique est stockée sous forme de glucose (sucre). Le dioxyde de carbone, l'eau et la lumière du soleil sont utilisés pour produire du glucose, de l'oxygène et de l'eau. L'équation chimique de ce processus est:

6CO₂ + 12H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Six molécules de dioxyde de carbone (6CO₂) et douze molécules d'eau (12H₂O) sont consommés dans le processus, tandis que le glucose (C₆H₁₂O₆), six molécules d'oxygène (6O₂), et six molécules d'eau (6H₂O) sont produits.

Cette équation peut être simplifiée comme suit: 6CO₂ + 6H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Photosynthèse chez les plantes

Chez les plantes, la photosynthèse se produit principalement à l'intérieur des feuilles. Étant donné que la photosynthèse nécessite du dioxyde de carbone, de l'eau et la lumière du soleil, toutes ces substances doivent être obtenues ou transportées vers les feuilles. Le dioxyde de carbone est obtenu à travers de minuscules pores des feuilles des plantes appelés stomates. L'oxygène est également libéré par les stomates. L'eau est obtenue par la plante par les racines et livrée aux feuilles par les systèmes tissulaires des plantes vasculaires. La lumière du soleil est absorbée par la chlorophylle, un pigment vert situé dans les structures cellulaires des plantes appelées chloroplastes. Les chloroplastes sont les sites de la photosynthèse. Les chloroplastes contiennent plusieurs structures, chacune ayant des fonctions spécifiques:

• Membranes extérieure et intérieure- revêtements de protection qui maintiennent les structures chloroplastiques enfermées.
• Stroma-fluide dense dans le chloroplaste. Le site de conversion du dioxyde de carbone en sucre.
• Thylakoid-structures de membrane en forme de sac aplati. Le site de conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.
• Grana-empilements densément stratifiés de sacs thylakoïdes. Sites de conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique.
• Chlorophylle-un pigment vert dans le chloroplaste. Absorbe l'énergie lumineuse.

Les étapes de la photosynthèse

La photosynthèse se déroule en deux étapes. Ces étapes sont appelées réactions lumineuses et réactions sombres. Les réactions lumineuses ont lieu en présence de lumière. Les réactions sombres ne nécessitent pas de lumière directe, mais des réactions sombres dans la plupart des plantes se produisent pendant la journée.

Les réactions lumineuses se produisent principalement dans les piles thylacoïdes du grana. Ici, la lumière du soleil est convertie en énergie chimique sous forme d'ATP (molécule contenant de l'énergie libre) et de NADPH (molécule porteuse d'électrons de haute énergie). La chlorophylle absorbe l'énergie lumineuse et démarre une chaîne d'étapes qui aboutissent à la production d'ATP, de NADPH et d'oxygène (par la séparation de l'eau). L'oxygène est libéré par les stomates. L'ATP et le NADPH sont utilisés dans les réactions sombres pour produire du sucre.

Réactions sombres se produire dans le stroma. Le dioxyde de carbone est converti en sucre à l'aide d'ATP et de NADPH. Ce processus est connu sous le nom de fixation du carbone ou cycle de Calvin. Le cycle de Calvin comporte trois étapes principales: la fixation, la réduction et la régénération du carbone. Dans la fixation du carbone, le dioxyde de carbone est combiné avec un sucre à 5 carbones [ribulose1,5-biphosphate (RuBP)] créant un sucre à 6 carbones. Au stade de la réduction, l'ATP et le NADPH produits au stade de la réaction légère sont utilisés pour convertir le sucre à 6 carbones en deux molécules d'un glucide à 3 carbones, le glycéraldéhyde 3-phosphate. Le glycéraldéhyde 3-phosphate est utilisé pour fabriquer du glucose et du fructose. Ces deux molécules (glucose et fructose) se combinent pour produire du saccharose ou du sucre. Au stade de la régénération, certaines molécules de glycéraldéhyde 3-phosphate sont combinées avec l'ATP et sont reconverties en le sucre RuBP à 5 carbones. Une fois le cycle terminé, RuBP est disponible pour être combiné avec du dioxyde de carbone pour recommencer le cycle.

Résumé de la photosynthèse

En résumé, la photosynthèse est un processus dans lequel l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique et utilisée pour produire des composés organiques. Chez les plantes, la photosynthèse se produit généralement dans les chloroplastes situés dans les feuilles des plantes. La photosynthèse se compose de deux étapes, les réactions lumineuses et les réactions sombres. Les réactions lumineuses convertissent la lumière en énergie (ATP et NADHP) et les réactions sombres utilisent l'énergie et le dioxyde de carbone pour produire du sucre. Pour un examen de la photosynthèse, répondez au quiz sur la photosynthèse.