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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