Photosynthèse

À quoi sert la photosynthèse ?

Les plantes, les algues et de nombreux micro-organismes utilisent la lumière comme source d’énergie pour construire de la matière organique. Chez les plantes, ce processus se déroule principalement dans les chloroplastes des cellules des feuilles.

L’équation qu’on apprend à l’école

Le bilan global est souvent résumé par : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂, avec apport d’énergie lumineuse. Cette équation est très utile pour retenir les réactifs et les produits principaux, mais elle condense en une ligne un grand nombre de réactions intermédiaires.

Le rôle de la chlorophylle

La chlorophylle et d’autres pigments absorbent certaines longueurs d’onde de la lumière. Cette énergie déclenche des transferts d’électrons qui permettent de produire des molécules énergétiques utilisées ensuite pour la fixation du carbone.

D’où vient le dioxygène libéré ?

Une idée importante et parfois surprenante : le dioxygène O₂ libéré par la photosynthèse oxygénique provient de l’eau, pas directement du dioxyde de carbone. Les réactions photochimiques extraient des électrons de l’eau et libèrent du dioxygène comme produit.

Fixer le carbone

Le CO₂ atmosphérique ou dissous apporte le carbone. Dans les plantes, le cycle de Calvin utilise l’ATP et le pouvoir réducteur produits lors des réactions photochimiques pour incorporer ce carbone dans des molécules organiques. L’enzyme Rubisco intervient au début de cette fixation.

La photosynthèse fabrique-t-elle « la nourriture de la plante » ?

Cette phrase scolaire est pratique, mais simplifiée. Les produits carbonés issus de la photosynthèse servent à former des sucres, de l’amidon, de la cellulose, des lipides, des acides aminés et de nombreuses autres molécules. La plante utilise aussi des éléments minéraux absorbés dans le sol, notamment l’azote, le phosphore ou le magnésium.

Pourquoi les feuilles paraissent-elles vertes ?

La chlorophylle absorbe particulièrement bien la lumière dans certaines régions du bleu et du rouge et moins dans le vert. Une partie de la lumière verte est donc réfléchie ou transmise, ce qui contribue à la couleur caractéristique de nombreuses feuilles.

Les plantes respirent-elles aussi ?

Oui. Une plante effectue aussi une respiration cellulaire. La photosynthèse et la respiration ne sont pas simplement deux réactions qui s’annulent à tout instant. Elles utilisent des voies biochimiques et des organites différents et répondent à des besoins distincts.

Pourquoi la photosynthèse est-elle essentielle à l’échelle de la planète ?

Elle constitue l’entrée principale d’énergie dans une grande partie des écosystèmes et fixe d’immenses quantités de carbone. Sur terre comme dans les océans, plantes et phytoplancton produisent de la matière organique qui alimente les réseaux alimentaires. La photosynthèse oxygénique a également joué un rôle majeur dans l’enrichissement de l’atmosphère en dioxygène.

Quels facteurs peuvent limiter la photosynthèse ?

L’intensité lumineuse, la concentration en CO₂, la température, l’eau disponible et les nutriments peuvent limiter le processus. Augmenter un seul facteur n’améliore pas indéfiniment la photosynthèse : un autre facteur finit souvent par devenir limitant.

L’essentiel

La photosynthèse transforme l’énergie lumineuse en énergie chimique. Chez les plantes, elle utilise notamment l’eau et le CO₂ pour construire de la matière organique et libère du dioxygène. La chlorophylle capte la lumière, l’eau fournit des électrons et le carbone du CO₂ est incorporé dans les molécules organiques.