La photosynthèse est le processus responsable de la transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique au niveau de la plante. Ce processus permet de synthétiser de la matière organique (sucres) à partir de la lumière provenant du soleil.

Elle se réalise au niveau d’organites cellulaires spécialisées : des chloroplastes. Une consommation de dioxyde de carbone et d’eau à lieu afin de produire du dioxygène et des molécules organiques telles que le glucose.

Deux phases

  1. La phase claire est un ensemble de réactions photochimiques, qui dépendent de la lumière, et au cours desquels les électrons sont transportés à travers les deux photosystèmes afin de produire de l’ATP (molécule riche en énergie) et du NADPH+ H+ (potentiel réducteur). La phase claire permet donc directement la transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique.
  2. La phase sombre correspond au cycle de Calvin, entièrement enzymatique et indépendante de la lumière, au cours duquel l’ATP et le NADPH+ H+ sont utilisés pour la conversion du dioxyde de carbone et de l’eau en glucides. Cette seconde partie permet l’assimilation du gaz carbonique.

Le chloroplaste est un organite semi-autonome de la cellule végétale. Il possède une membrane externe et membrane interne.

La chlorophylle est un pigment. Elle a la caractéristique d’absorbé la lumière dans le visible, mais les pics d’absorption varient suivant la chlorophylle :

  •     Chlorophylle a : à 430 (bleu) et 660 nm (rouge).
  •     Chlorophylle b : à 450 et 643 nm.

Les facteurs limitant de la photosynthèse

La photosynthèse nécessite un certain nombre d’éléments :

  • L’eau qui fournit les électrons. Elle sera rarement un facteur limitant, sauf en climat aride.
  • Le dioxyde de carbone (CO2) qui est le substrat majeur du cycle de Calvin. En effet le (CO2) est en faible quantité dans l’atmosphère et est souvent le facteur limitant.
  • La lumière qui est indispensable.

Les plantes en C3

Pour ces plantes la vitesse de fixation du CO2 augmente linéairement avec l’augmentation de l’intensité lumineuse, jusqu’à un certain seuil. Cette proportionnalité est due au fait que la lumière joue un rôle important dans la régulation de l’ouverture des stomates, indispensable à l’assimilation du CO2.

Équation de la photosynthèse : 6 CO2 + 6 H2O -> C6 H12 O6 + 6 O2 (Énergie lumineuse)