La photosynthèse: que se passe-t-il?


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Décrypter scientifiquement le secret de la photosynthèse était un processus fastidieux: dès le XVIIIe siècle, l'érudit anglais Joseph Priestley avait découvert lors d'une expérience simple que des plantes vertes produisaient de l'oxygène. Il plaça le brin de menthe dans un pot à eau fermé et le connecta à un flacon en verre sous lequel il plaça une bougie. Quelques jours plus tard, il réalisa que la bougie n'était pas éteinte. Les plantes devaient donc pouvoir renouveler l’air consommé par une bougie allumée.

Mais il faudrait encore des années avant que les scientifiques réalisent que cet effet n'est pas dû à la croissance de la plante, mais l'influence de la lumière solaire est attribuée au dioxyde de carbone (CO2) et à l'eau (H2O) jouent un rôle important. Julius Robert Mayer, un médecin allemand, a découvert en 1842, enfin, que les plantes en photosynthèse transformaient l'énergie solaire en énergie chimique. Les plantes vertes et les algues vertes utilisent la lumière ou son énergie pour former une réaction chimique de dioxyde de carbone et d'eau appelée sucre simple (généralement du fructose ou du glucose) et de l'oxygène. En résumé, dans une formule chimique, ceci est: 6 H2O + 6 CO2 = 6 o2 + C6B12O6. Six molécules d'eau et six molécules de dioxyde de carbone forment six molécules d'oxygène et une molécule de sucre.

Schéma de la photosynthèse

Les plantes absorbent l'eau via les racines et le dioxyde de carbone par les feuilles pour la photosynthèse. Ils produisent des sucres à l'aide de la lumière du soleil et libèrent de l'oxygène pur sous forme de déchets.

L'oxygène en tant que déchet

Les plantes stockent donc l’énergie solaire en molécules de sucre. L'oxygène résultant dans la photosynthèse est fondamentalement juste un déchet, ils sont libérés via les stomates des feuilles dans l'environnement. Pour les animaux et les humains, cependant, cet oxygène est vital. Sans l'oxygène produit par les plantes et les algues vertes, aucune vie sur Terre n'est possible. Tout l'oxygène de notre atmosphère a été et est produit par des plantes vertes! Parce qu'ils sont les seuls à posséder de la chlorophylle, un colorant vert contenu dans les feuilles et d'autres parties des plantes et qui joue un rôle central dans laphotosynthèse. Incidemment, la chlorophylle est également contenue dans les feuilles rouges, mais le colorant vert se superpose ici à d'autres colorants. En automne, la chlorophylle est dégradée dans les plantes vertes en été - d'autres pigments de feuille tels que les caroténoïdes et les anthocyanes se révèlent et donnent la couleur de l'automne.

La chlorophylle rend l'énergie solaire utilisable

La chlorophylle est une molécule appelée photorécepteur, car elle est capable de capter ou d'absorber l'énergie lumineuse. La chlorophylle est contenue dans les chloroplastes, qui sont des composants de cellules végétales. Il est très complexe et son atome central est le magnésium. On distingue les chlorophylles A et B, qui diffèrent par leur structure chimique mais complètent l’absorption de la lumière solaire.

Cellules végétales contenant de la chlorophylle

Les corps verts des feuilles, appelés chloroplastes, deviennent visibles dans les cellules de la plante au microscope. La photosynthèse a lieu en eux

Toute une chaîne de réactions chimiques complexes est créée par l'énergie lumineuse piégée, le dioxyde de carbone de l'air que les plantes absorbent à travers les stomates situés sous les feuilles et enfin l'eau, le sucre. En termes simples, les molécules d’eau sont d’abord divisées, l’hydrogène (H +) étant à chaque fois repris par une substance porteuse et transporté dans le cycle dit de Calvin. Voici la deuxième partie de la réaction, la formation de molécules de sucre en réduisant le dioxyde de carbone. Des expériences avec de l'oxygène marqué par radioactivité ont montré que l'oxygène libéré venait de l'eau.

Photosynthèse: séquence schématique dans les chloroplastes

Les chloroplastes contiennent des complexes de colorants verts, appelés grana. En eux, la lumière du soleil est utilisée pour diviser les molécules d'eau. Les protons de l'hydrogène (H +) sont transportés avec la substance porteuse NADP dans le cycle du calvaire, ainsi que la molécule ATP (adénosine triphosphate) en tant que source d'énergie. Le cycle, qui consiste en plusieurs réactions biochimiques partielles, convertit le dioxyde de carbone absorbé en sucre. L'ADP (adénosine diphosphate), qui est recyclé avec une molécule de phosphate, est "régénéré" à nouveau en vert feuille, qui est converti en ATP.

Le sucre simple hydrosoluble est transporté par la plante via d'autres voies de la plante par le biais de ses voies de transmission et sert de matériau de départ pour la formation d'autres composants de la plante, par exemple la cellulose non digestible pour nous, humains. Dans le même temps, le sucre est également une source d’énergie pour les processus métaboliques. Dans la surproduction, de nombreuses plantes produisent de l'amidon, entre autres, en reliant des molécules de sucre individuelles en longues chaînes. L'amidon est stocké par de nombreuses plantes comme réserve d'énergie dans les tubercules et les graines. Il accélère considérablement la nouvelle germination ou germination et le développement des jeunes plants, car ils n'ont pas à se fournir d'énergie pour la première fois. Le matériau de stockage est également une source de nourriture importante pour nous, humains, par exemple sous forme de fécule de pomme de terre ou de farine de blé. Ainsi, les plantes créent les conditions de la vie animale et humaine sur la terre avec leur photosynthèse: oxygène et nourriture.

Carte Vidéo: Photosynthèse et respiration | FuseSchool + Unisciel.

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