vie et lumière

Photosynthèse : Description et Glossaire

Déroulement détaillé de la photosynthèse au niveau moléculaire et atomique

Phase	Lieu	Réactifs	Produits	Mécanisme moléculaire et atomique
Phase lumineuse (photochimique)	Thylakoïdes	H₂O, NADP⁺, ADP, Pi, lumière (photons)	O₂, NADPH, ATP	- La lumière est captée par la chlorophylle et autres pigments (caroténoïdes). - L’énergie lumineuse excite les électrons de la chlorophylle du photosystème II, qui sont transférés à une chaîne de transporteurs d’électrons. - L’eau est oxydée : 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻. - Les électrons permettent la réduction du NADP⁺ en NADPH. - Le passage des protons (H⁺) à travers l’ATP synthase permet la synthèse d’ATP à partir d’ADP et Pi. - Bilan atomique : 4 H, 2 O (eau) → 4 H⁺, 4 e⁻, 1 O₂.
Phase sombre (cycle de Calvin)	Stroma du chloroplaste	CO₂, NADPH, ATP	C₆H₁₂O₆ (glucose), NADP⁺, ADP, Pi, H₂O	- Le CO₂ (1 C, 2 O) est fixé sur le ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP, 5 C) par la Rubisco, formant deux molécules de 3-phosphoglycérate (APG, 3 C chacune). - L’APG est réduit en triose-phosphate (G3P) grâce à l’ATP (énergie) et au NADPH (pouvoir réducteur). - 6 cycles permettent de former une molécule de glucose (C₆H₁₂O₆). - Bilan atomique : 6 CO₂ (6 C, 12 O) + 12 H (NADPH) → C₆H₁₂O₆ (6 C, 12 H, 6 O) + 6 O (libérés dans H₂O).
Libération d’oxygène	Thylakoïdes	H₂O	O₂	- L’oxygène provient de la dissociation de l’eau lors de la phase lumineuse : 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻. - Les atomes d’oxygène de l’eau deviennent le dioxygène libéré.

Équation globale de la photosynthèse

6 CO₂ + 12 H₂O + lumière → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O

Molécules impliquées : CO₂, H₂O, glucose, O₂, ATP, NADPH
Atomes impliqués : 6 C, 12 H, 18 O (réactifs) → 6 C, 12 H, 18 O (produits, répartis entre glucose, O₂ et H₂O)

Résumé des étapes clés

Phase lumineuse : Conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique (ATP, NADPH), oxydation de l’eau, libération d’O₂.
Phase sombre (cycle de Calvin) : Fixation du CO₂, réduction du carbone grâce à l’ATP et au NADPH, synthèse de glucose.
Libération d’oxygène : L’oxygène provient de l’eau et non du CO₂.

Chaque atome est ainsi transféré et réorganisé à chaque étape, assurant la conservation de la matière et la transformation de l’énergie solaire en énergie chimique utilisable par la plante et, indirectement, par toute la biosphère.

Glossaire des abréviations

Abréviation	Signification
ATP	Adénosine Triphosphate : molécule énergétique universelle des cellules.
ADP	Adénosine Diphosphate : molécule résultant de la perte d’un phosphate par l’ATP.
Pi	Phosphate inorganique (groupe phosphate libre, PO₄³⁻).
NADP⁺	Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate (forme oxydée) : accepteur d’électrons.
NADPH	Nicotinamide Adénine Dinucléotide Phosphate (forme réduite) : transporteur d’électrons et d’hydrogène.
H₂O	Eau.
O₂	Dioxygène (oxygène moléculaire).
CO₂	Dioxyde de carbone.
RuBP	Ribulose-1,5-bisphosphate : sucre à 5 carbones, accepteur du CO₂ dans le cycle de Calvin.
APG (ou 3-PGA)	3-Phosphoglycérate : premier composé stable formé lors de la fixation du CO₂.
G3P	Glycéraldéhyde-3-phosphate : triose-phosphate, intermédiaire du cycle de Calvin.
C₆H₁₂O₆	Glucose.
e⁻	Électron.
H⁺	Proton (ion hydrogène).
Rubisco	Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase : enzyme clé de la fixation du CO₂.