mardi 17 novembre 2015

Quels sont les intermédiaires entre phases photochimique et phase de synthèse chimique ?

Quels sont les intermédiaires entre phases photochimique et phase de synthèse chimique ?

Des expériences ont montré que des chloroplastes isolés et éclairés fabriquaient une molécule riche en énergie, l’ATP (adénosine triphosphate), à partir d’ADP et de phosphate inorganique (Pi). Découverte en 1929, la molécule d’ATP a été mise en évidence dans toutes les cellules animales, végétales et bactériennes : c’est une molécule universelle. L’ATP est un ribonucléotide formé : – d’adénosine, composée de ribose et d’adénine, – de trois groupements phosphate.

A7 : Modélisation de l'ATP et de l'ADP / Rastop

  • Comptez les atomes de la molécule
  • recopiez la formule globale
  • dessinez la molécule en plan
L'ATP est une molécule instable dont les liaisons entre les deux derniers groupements phosphate sont des liaisons covalentes faibles. La synthèse de l’ATP par phosphorylation de d’ADP, c’est-à-dire création d’une liaison entre deux groupements phosphate, est catalysée par l’enzyme ATP synthase ou synthétase et nécessite de l’énergie. Quand la source d’énergie est la lumière, on parle de photophosphorylation. Dans le contexte de la photosynthèse, la réaction chimique produisant de l’ATP peut s’écrire :
ADP + Pi + ENERGIE → ATP
L’hydrolyse d’une molécule d’ATP, catalysée par l’enzyme ATPase, avec production d’une molécule d’adénosine diphosphate (ADP) et d’une molécule de phosphate inorganique (Pi), produit une grande quantité d’énergie : c’est pourquoi on parle de composé phosphorylé riche en énergie. Cette hydrolyse est une réaction exergonique, c’est-à-dire s’accompagnant d’une perte d’énergie.
ATP + H2O → ADP + Pi + énergie

A8 : Mécanismes moléculaires de la photosynthèse

© photosynthese meca mol.odg
D\TSS photosynthèse meca mol.odp
Les pigments photosynthétiques sont insérés dans la membrane des thylakoïdes où ils jouent des rôles différents :
L’énergie des photons permet de générer de la chlorophylle a oxydée qui, par cette oxydation, acquiert un fort pouvoir oxydant. Elle peut ainsi oxyder la molécule d’eau.
L’oxydation de la molécule d’eau libère des protons dans le lumen et des électrons qui sont ensuite transportés par une chaîne de transport d’électrons membranaires jusqu’à un accepteur final d’électrons, le composé R réduit en RH2.
Au transfert des électrons est associée une libération de protons dans le lumen. Or la membrane thylakoïdale est imperméable aux protons. Il en résulte une concentration en protons différente de part et d’autre de cette membrane qui se matérialise par une différence de pH et une différence de charge électrique. Le lumen est plus acide et comporte plus de charges positives que le stroma
L’inégale répartition des protons de part et d’autre de la membrane des thylakoïdes constitue une source d’énergie qui permettra la synthèse d’ATP au niveau de l’ATPsynth(ét)ase (complexe protéique inclus dans la membrane des thylakoïdes).
Au cours de la phase photochimique sont fabriquées :
– de l’ATP, molécule riche en énergie potentielle,
– des molécules de composés réduits RH2.
Ces molécules font le lien entre les deux phases et vont être utilisées pendant la phase chimique de la photosynthèse.

Bilan : Energie et photosynthèse1

- La cellule chlorophyllienne des végétaux verts effectue la photosynthèse grâce à l'énergie lumineuse. Le chloroplaste est l'organite clé de cette fonction. La phase photochimique produit des composés réduits RH2 et de l'ATP. La phase chimique produit du glucose à partir de CO2 en utilisant les produits de la phase photochimique.

1[Les mécanismes moléculaires de la chaîne photosynthétique et la conversion chimio-osmotique ne sont pas au programme. Seuls les bilans devront être mémorisés. La réduction dans le chloroplaste d'autres substances minérales que le CO2 n'est pas au programme.] 

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