Quels sont les produits de la photosynthèse?

La photosynthèse est le nom donné à l'ensemble des réactions chimiques effectuées par les plantes pour convertir l'énergie du soleil en énergie chimique sous forme de sucre. Plus précisément, les plantes utilisent l'énergie du soleil pour faire réagir le dioxyde de carbone et l'eau pour produire du sucre (glucose) et de l'oxygène. De nombreuses réactions se produisent, mais la réaction chimique globale de la photosynthèse est:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Dioxyde de carbone + eau + lumière donne du glucose + de l'oxygène

Dans une plante, le dioxyde de carbone pénètre par les stomates foliaires par diffusion. L'eau est absorbée par les racines et transportée vers les feuilles à travers le xylème. L'énergie solaire est absorbée par la chlorophylle dans les feuilles. Les réactions de photosynthèse se produisent dans les chloroplastes des plantes. Dans les bactéries photosynthétiques, le processus a lieu lorsque la chlorophylle ou un pigment apparenté est intégré dans la membrane plasmique. L'oxygène et l'eau produits par la photosynthèse sortent par les stomates.

Points clés à retenir

• Dans la photosynthèse, l'énergie de la lumière est utilisée pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en glucose et en oxygène.
• Pour 6 molécules de dioxyde de carbone et 6 molécules d'eau, 1 molécule de glucose et 6 molécules d'oxygène sont produites.

En fait, les plantes réservent très peu de glucose pour une utilisation immédiate. Les molécules de glucose sont combinées par synthèse de déshydratation pour former de la cellulose, qui est utilisée comme matériau structurel. La synthèse de déshydratation est également utilisée pour convertir le glucose en amidon, que les plantes utilisent pour stocker l'énergie.

Produits intermédiaires de la photosynthèse

L'équation chimique globale est un résumé d'une série de réactions chimiques. Ces réactions se produisent en deux étapes. Les réactions lumineuses nécessitent de la lumière (comme vous pouvez l'imaginer), tandis que les réactions sombres sont contrôlées par des enzymes. Ils ne nécessitent pas d'obscurité pour se produire - ils ne dépendent tout simplement pas de la lumière.

Les réactions lumineuses absorbent la lumière et exploitent l'énergie pour transférer les électrons en poudre. La plupart des organismes photosynthétiques captent la lumière visible, bien que certains utilisent la lumière infrarouge. Les produits de ces réactions sont l'adénosine triphosphate (ATP) et le phosphate de nicotinamide adénine dinucléotide (NADPH). Dans les cellules végétales, les réactions dépendantes de la lumière se produisent dans la membrane chloroplastique thylakoïde. La réaction globale pour les réactions dépendantes de la lumière est:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_je + lumière → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

Au stade sombre, l'ATP et le NADPH réduisent finalement le dioxyde de carbone et d'autres molécules. Le dioxyde de carbone de l'air est «fixé» sous une forme biologiquement utilisable, le glucose. Chez les plantes, les algues et les cyanobactéries, les réactions sombres sont appelées le cycle de Calvin. Les bactéries peuvent utiliser différentes réactions, y compris un cycle de Krebs inversé. La réaction globale pour la réaction indépendante de la lumière d'une plante (cycle de Calvin) est:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆O₃-phosphate + 9 ADP + 8 P_je + 6 NADP⁺ + 3 H₂O

Pendant la fixation du carbone, le produit à trois carbones du cycle de Calvin est converti en produit glucidique final.

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Facteurs affectant le taux de photosynthèse

Comme toute réaction chimique, la disponibilité des réactifs détermine la quantité de produits pouvant être fabriqués. Limiter la disponibilité de dioxyde de carbone ou d'eau ralentit la production de glucose et d'oxygène. De plus, la vitesse des réactions est affectée par la température et la disponibilité des minéraux qui peuvent être nécessaires dans les réactions intermédiaires.

La santé globale de la plante (ou d'un autre organisme photosynthétique) joue également un rôle. Le taux de réactions métaboliques est déterminé en partie par la maturité de l'organisme et sa floraison ou ses fruits.

Quel est ne pas un produit de la photosynthèse?

Si vous êtes interrogé sur la photosynthèse lors d'un test, il peut vous être demandé d'identifier les produits de la réaction. C'est assez facile, non? Une autre forme de question consiste à demander ne pas un produit de la photosynthèse. Malheureusement, ce ne sera pas une question ouverte, à laquelle vous pourriez facilement répondre avec "fer" ou "une voiture" ou "votre maman". Habituellement, c'est une question à choix multiples, énumérant les molécules qui sont des réactifs ou des produits de la photosynthèse. La réponse est tout choix sauf le glucose ou l'oxygène. La question peut également être formulée pour répondre à ne pas un produit des réactions lumineuses ou des réactions sombres. Donc, c'est une bonne idée de connaître l'ensemble des réactifs et des produits pour l'équation générale de la photosynthèse, les réactions lumineuses et les réactions sombres.

Sources

• Bidlack, J.E .; Stern, K.R .; Jansky, S. (2003). Introduction à la biologie végétale. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Mécanismes moléculaires de la photosynthèse (2e éd.). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). Campbell Biology. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.