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Un exemple concret
Une plante d'intérieur placée près d'une fenêtre fabrique plus de matière organique qu'une plante dans un coin sombre : la lumière est indispensable à la photosynthèse.
Le piège à éviter
Les plantes respirent aussi, jour et nuit : elles consomment du dioxygène. Le jour, la photosynthèse produit plus de dioxygène que la respiration n'en consomme.
Pour aller plus loin
La photosynthèse se déroule en deux grandes phases dans le chloroplaste. La phase photochimique a lieu dans les membranes des thylacoïdes : les pigments, surtout les chlorophylles et les caroténoïdes, captent la lumière, l'eau est oxydée et libère du dioxygène, et de l'énergie chimique est stockée dans des molécules (ATP et composés réduits). Ensuite, dans le stroma, un cycle de réactions appelé cycle de Calvin utilise cette énergie pour fixer le dioxyde de carbone, grâce à une enzyme, la Rubisco, et fabriquer des sucres, puis de l'amidon ou de la cellulose.
L'origine du dioxygène a été démontrée par marquage isotopique : en 1941, Ruben et Kamen ont utilisé de l'eau contenant de l'oxygène 18 et retrouvé ce marqueur dans le dioxygène libéré. Le bilan donne un calcul instructif : 6 CO2 correspondent à 264 g (6 × 44), 6 H2O à 108 g (6 × 18) ; ces 372 g produisent 180 g de glucose et 192 g de dioxygène (6 × 32), soit 372 g de produits, ce qui illustre la conservation de la matière. Le spectre d'action, mesuré dès 1882 par Engelmann avec des bactéries sensibles à l'oxygène, montre que la lumière rouge et la lumière bleue sont les plus efficaces, les feuilles réfléchissant le vert.
La photosynthèse est la base des chaînes alimentaires : elle convertit l'énergie lumineuse en énergie chimique utilisable par les autres êtres vivants. Les cyanobactéries, qui la pratiquent depuis plus de 2 milliards d'années, ont libéré du dioxygène et transformé l'atmosphère lors de la Grande oxydation. Dans le programme de spécialité SVT, elle est étudiée pour comprendre la conversion d'énergie à l'échelle de la cellule et le rôle des végétaux dans le cycle du carbone et le climat.
Ne pas confondre
- Respiration cellulaire : Elle dégrade la matière organique avec du dioxygène pour libérer de l'énergie utilisable par la cellule, dans les mitochondries ; la photosynthèse fait l'inverse en stockant l'énergie lumineuse.
- Chimiosynthèse : Certains micro-organismes fabriquent de la matière organique avec l'énergie de réactions chimiques et non avec la lumière, par exemple près de sources hydrothermales.
- Fermentation : C'est une dégradation partielle de la matière organique sans dioxygène, qui libère peu d'énergie ; elle n'a aucun rapport avec la production de glucose.
Dans ta copie
Pour expliquer comment un végétal fabrique sa matière organique, il faut relier plusieurs éléments. Grâce à la chlorophylle, la feuille absorbe l'énergie lumineuse, qui permet d'oxyder l'eau et de produire du dioxygène. L'énergie ainsi stockée sert ensuite à fixer le dioxyde de carbone de l'air pour fabriquer des glucides. Ainsi, la photosynthèse transforme l'énergie lumineuse en énergie chimique et alimente toute la chaîne alimentaire. Elle joue aussi un rôle majeur dans le cycle du carbone, car elle prélève du CO2 dans l'atmosphère.
À retenir
- La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes, grâce à la lumière et à la chlorophylle.
- Le dioxygène libéré provient de l'eau, pas du dioxyde de carbone.
- Elle comporte une phase photochimique et un cycle de fixation du CO2.
- Elle est à la base des chaînes alimentaires et du cycle du carbone.
Teste-toi
SVT · question corrigée
Quel gaz les végétaux rejettent-ils lors de la photosynthèse ?
Voir la réponse
Réponse B. La photosynthèse consomme du CO2 et rejette du dioxygène (O2).
SVT · question corrigée
D'où provient le dioxygène libéré lors de la photosynthèse ?
Voir la réponse
Réponse D. Des expériences avec de l'eau marquée à l'oxygène 18 ont montré que le dioxygène libéré vient de l'eau. L'oxygène du CO2 se retrouve dans les sucres et dans l'eau produite.
Questions fréquentes
Pourquoi les feuilles sont-elles vertes ?
Les pigments chlorophylliens absorbent surtout le rouge et le bleu et renvoient en grande partie le vert, que l'on voit. En automne, la chlorophylle disparaît et laisse apparaître d'autres pigments, jaunes ou orangés.
Les algues font-elles de la photosynthèse ?
Oui, les algues, comme les végétaux terrestres, contiennent des chloroplastes. Le phytoplancton marin assure même une grande part de la production de dioxygène de la planète.
Notions liées
Pour réviser tout le chapitre, va sur la page SVT, ou retrouve toutes les définitions dans le lexique du bac. Dans l'application, les quiz reprennent ces notions sur le programme de ta série.