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PHOTOSYNTHESE : Notions générales (Photochimie et métabolisme PS (120 à…
PHOTOSYNTHESE : Notions générales
Pouvoir oxydant = pool de molécules engagés dans des réactions d'oxydation ( catabolique ), dégradation des molécules
Pouvoir réducteur = pool de molécules engagé dans des réactions de réductions ( anabolysme ). Consomme du pouvoir réducteur
Spectre solaire
Lumière de type PAR ( Photosynthetic Active Radiation ) absorbée par les pigments PS
50% de la lumière est utilisée pour la PS
Photochimie et métabolisme PS
120 à 150 milliards de tonnes de CO2 fixé par an dont 40% par phytoplancton
Photosynthèse = photochimie associée au métabolisme photosynthètique.
Photochimie dans les chloroplastes
Couplage PC et métabolisme PS
Localisation tissulaire
Epiderme : protection de l'organe des agressions ext. Pas PS
Cuticule : Gestion de l'eau car couche lipidique qui limite les pertes. Protection contre l'ext. Limite la diffusion de gaz à travers l'épiderme
Stomates : Face inferieure et supérieure de la feuille ( majoritairement inf. ). Les gaz s'accumulent dans la feuille dans les méats ( = lacunes ) -> contrôlent les gaz
Mésophylle
Parenchyme palissadique : au dessus du lacuneux, très peu d'espace inter-cellulaire et beaucoup de chloroplastes. Tissu PS majeur des feuilles, sur la face supérieure exposée à la lumière
Tissu parenchyme lacuneux : cellules ovales agencées de façon anarchiques laissant entre elles du vide = méats. Côté inferieur des feuilles
Produits de PS
Saccharose
A partir des feuilles= organe source vers les organes cibles = puits
Jeune feuilles
Faible teneur en chl, faible intensité PS
Ratio élevé d'activité puits/sources : besoin important en carbone pour la croissance
Utilisation pour alimenter le métabolisme de croissance en glucide pour synthèse de composés pariétaux ( cellulose, hémicellulose… )
Stockage vacuolaire, réduction du potentiel hydrique foliaire : attractivité pour eau et sels minéraux importés des racines via le xylème
Utilisation importante pour alimenter le métabolisme respiratoire très intense dans les jeunes organes en croissance ( besoin élevé en ATP )
Développement des feuilles
Enrichissement en chl, accroissement PS qui devient la principale source d'ATP
Réduction progressive des besoins en glucide dont les intensités diminuent aussi
Accroissement progressif du ratio d'activité puit/source
Maintien son stockage vacuolaire
Augmentation progressive de son exportation par phloème ( proche de cellules mesophyllienne = 0.5mm ) vers les organes à forte activité de puits
Amidon
Amylose
Amylopectine
Stockage
Court terme : à la lumière dans les chloroplastes de cellules foliaires = amidon chloroplastique ou transitoire
Stockage à long terme : organe de réserve = amyloplaste des cellules parenchymateuses = amidon amyloplastique
Adaptation
C3
Peroxysome = Site de détox de H2O2 et site de production de glycine au cours de PR. Riche en enzyme
Chloroplaste : consomme CO2 et produit O2 photosynthetique ; consomme O2 de la PR
Mitochondrie : Consomme O2 respiratoire et production CO2 respiratoire; site de sérine au cours de PR
A = PS + R + PR
PS > PR + R = bilan positif
Conditions non favorable = bilan négatif
S'échappe de la feuille que l'excès de gaz ; Recyclage partiel de CO2 respiratoire et photorespiratoire par PS
C4 = graminés, céréales
Origine tropicale, habituée au stress hydrique
Pas de PR donc A = PS + R ( donc A C4 > A C3 )
Espèce rare : 3% mais efficace dans la PS : 30% de la fixation de C sur Terre
CAM ( Crassulacean Acid Metabolism )
Adaptée à la sécheresse = Xérophytes
Adaptée aux conditions salines extrêmes = Halophytes
Période stomates ouverts courte donc échange gazeux limité donc faible PS car peu de diff de CO2
Mesure CO2
Analyse IRGA = analyse des gaz en IR avec spectro ( 4.2 μm )
1) Pour A : Sur l'ensemble d'une feuille on circule de l'air. A la lumière on connait l'air entrant on mesure le sortant (ppm).
2) Pour R et PR : Refaire dans l'obscurité. Augmentation en CO2( pic photorespiratoire ) puis chute et stabilisation pour laisser place à la R seule. Dégagement de CO2 par la mitochondrie, mécanisme lent expliquant le pic.
PS = A-PR-R
Mesure O2 : Electrode à oxygène Clark. Disque d'époxy: anode circulaire en argent et cathode en platine sur le dôme du disque, reliés par un film électrolytes KCl. Membrane de protection en Téflon perméable à l'O2. L'oxygène qui diffuse à travers la membrane est réduit au niveau d l'électrode de platine. Intensité du courant inversement prop à [CO2]