Qu’est-ce que la photosynthèse chez les arbres ?
Qu’est-ce que la photosynthèse chez les arbres ?
La photosynthèse est un processus biologique fondamental par lequel les plantes, notamment les arbres, les algues et certaines bactéries, convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique. Celui-ci est stocké sous forme de glucose, un sucre.
Au cours de ce processus, le dioxyde de carbone (CO2) de l'air et de l'eau (H2O) principalement absorbé par le sol et transformé en substances organiques pour l'arbre. Tandis que l'oxygène (O2) est libéré comme sous-produit.
La photosynthèse est cruciale pour la vie sur Terre car elle fournit la principale source d’énergie pour presque tous les écosystèmes et régule les niveaux d’oxygène atmosphérique.
La photosynthèse est le principal moyen par lequel l'énergie solaire est convertie en énergie chimique. Que presque tous les organismes vivants utilisent ensuite.
À quel endroit de l’arbre a lieu la photosynthèse ?
La photosynthèse a lieu principalement dans les feuilles et les aiguilles des arbres.
Bien que cela puisse également se produire dans d’autres parties vertes de la plante, telles que les jeunes tiges ou les brindilles et branches vertes.
Les feuilles sont parfaitement adaptées à la photosynthèse grâce à leur grande surface et à la présence de chloroplastes dans les cellules des feuilles. Où se déroule le processus de photosynthèse.
À l’intérieur des feuilles, les chloroplastes sont principalement situés dans les cellules de la mésophylle, une couche située à l’intérieur de la feuille.
Comment fonctionne la photosynthèse ?
Comment fonctionne le processus?
Le processus de photosynthèse peut être divisé en deux phases principales : les réactions lumineuses et le cycle de Calvin (également connu sous le nom de réactions sombres, bien que celles-ci n'aient pas nécessairement lieu dans l'obscurité).
- Réactions lumineuses:
- A lieu dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes.
- L'énergie lumineuse est absorbée par la chlorophylle et d'autres pigments, conduisant à l'excitation des électrons.
- Cette énergie est utilisée pour former des molécules d'eau (H2O) en oxygène (O2), les protons (H+) et des électrons. L'oxygène est libéré comme sous-produit.
- L'énergie des électrons excités est utilisée pour produire de l'adénosine triphosphate (ATP) (un vecteur d'énergie) et pour réduire le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH) (un agent réducteur).
- Cycle de Calvin:
- A lieu dans le stroma des chloroplastes, la partie fluide entourant les thylakoïdes.
- Utilise l'ATP et le NADPH, produits lors des réactions lumineuses, pour convertir le CO2 de l'atmosphère en glucose et autres substances organiques.
- Le cycle se compose de trois phases principales : la séquestration du carbone, la réduction et la régénération du CO2molécule acceptrice.
- Le résultat final du cycle de Calvin est le glucose, qui est utilisé comme élément constitutif d’autres molécules organiques ou comme source d’énergie pour les processus cellulaires.
- Ce processus nécessite une série de réactions chimiques et d’enzymes complexes et aboutit ainsi à la production de glucose. Qui peut ensuite être utilisé comme énergie ou converti en d’autres substances organiques telles que la cellulose ou stocké sous forme d’amidon.
Quelles sont les réactions chimiques de la photosynthèse ?
La photosynthèse consiste en une série de réactions chimiques complexes qui convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique, qui est ensuite utilisée pour produire du dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère en glucose (un sucre) et en oxygène (O2) comme sous-produit. Le processus général peut être résumé par l’équation suivante :
6CO2 + 6H2O + énergie lumineuse → C6H12O6 +6O2
Celui-ci indique :
- CO2 pour le dioxyde de carbone,
- H2O pour l'eau,
- C6H12O6 pour le glucose, et
- O2 pour l'oxygène.
Réactions lumineuses
Les réactions lumineuses ont lieu dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes et peuvent être résumées par les étapes suivantes :
- Absorption de l'énergie lumineuse par la chlorophylle et d'autres pigments photosynthétiques, conduisant à l'excitation des électrons.
- Ces électrons de haute énergie sont transportés à travers une série de complexes protéiques et d’accepteurs d’électrons dans ce que l’on appelle la chaîne de transport d’électrons (ETK).
- L'énergie des électrons est utilisée pour créer un gradient de protons à travers la membrane thylakoïde, ce qui permet la synthèse d'ATP (adénosine triphosphate) via l'ATP synthase.
- Les molécules d'eau sont divisées lors de la réaction de photolyse, produisant des électrons, des protons et de l'oxygène. L'oxygène est libéré comme sous-produit.
La réaction chimique pour les réactions lumineuses peut être représentée par : 2H2O + 2NADP+ + 3ADP + 3Pi → Le2 +2NADPH +3ATP
Cycle de Calvin (réactions sombres)
Le cycle de Calvin se déroule dans le stroma des chloroplastes et implique la fixation du CO2 dans les substances organiques. Le cycle peut être divisé en trois phases : séquestration du carbone, réduction et régénération du CO2molécule acceptrice.
- La séquestration du carbone: CO2 est absorbé et combiné avec un sucre à cinq carbones, le ribulose‑1,5‑bisphosphate (RuBP), à l'aide de l'enzyme RuBisCO, ce qui donne deux molécules à trois carbones d'acide 3‑phosphoglycérique (3‑PGA).
- Réduction: Les molécules 3‑PGA sont réduites en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P) à l'aide de l'ATP et du NADPH produits lors des réactions lumineuses.
- Régénération: Certaines molécules du G3P sont utilisées pour régénérer le RuBP, permettant ainsi au cycle de se poursuivre.
La réaction générale simplifiée pour le cycle de Calvin peut être représentée par : 3CO2 + 9ATP + 6NADPH + 6H2O→C3H5O3P + 9ADP + 8Pi +6NADP+
C3H5O3P signifie glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P), un sucre à trois carbones. A noter que pour chaque tour de cycle plusieurs CO2les molécules doivent être réparées et que la synthèse complète d’une molécule de glucose nécessite plusieurs cycles, le G3P étant la pierre angulaire.
Ces équations et descriptions simplifient un processus très complexe qui est influencé par de nombreux facteurs, notamment l'intensité lumineuse, la température et la disponibilité de l'eau.
Quelle est l’importance de la photosynthèse chez les arbres ?
La photosynthèse fournit aux arbres l’énergie et la matière organique nécessaires à leur croissance, leur développement et leur réparation. La photosynthèse fournit également de l'oxygène à notre planète.
- Il s’agit de la principale voie par laquelle le carbone est capturé dans l’atmosphère, contribuant ainsi à réduire le réchauffement planétaire et le changement climatique.
- La photosynthèse est cruciale pour l'approvisionnement énergétique de l'arbre et pour la production de biomasse.
- Il s’agit également d’un processus clé du cycle du carbone, les arbres absorbant le dioxyde de carbone de l’atmosphère, contribuant ainsi à réduire le réchauffement climatique.
- L’oxygène produit au cours du processus de photosynthèse est essentiel au maintien de la vie sur Terre, notamment à la respiration des animaux et des humains.
La photosynthèse est donc un processus complexe mais extrêmement important qui constitue la base de la vie sur Terre. Y compris la croissance et le développement des arbres et la production d’oxygène nécessaire à la vie.
La photosynthèse est un processus vital pour les arbres et donc pour l’écosystème au sens large. Il contribue à améliorer la qualité de l’air et à réguler le cycle du carbone sur terre.