Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
4.Photosynth : fixat° Carbone et adaptat° au climat - Coggle Diagram
4.Photosynth : fixat° Carbone et adaptat° au climat
Historique sur compréhens° réact° fixat° C
1937 : dégagemt O2 sans présence CO2 (ms en présence oxydant)
besoin d'1 accepteur e- seulemt pr dégagemt O2
product° O2 découplée CO2
1940 : marquage eau avc isotope lourd O (O18)
dégagemt O2 à partir H2O et non pas CO2
1959 (Calvin, Benson, Bassham) : utilisat° C14 pr suivre assimilat° CO2
"pulse-chase" = collecter rapidemt
carbone du CO2 assimilé sous forme métabolites marqués au C14 (produit par fixat° du 14CO2)
1er composé carboné formé par photosynth : phosphoglycérate (3-PGA = 1er mol orga réalisée à partir fixat° CO2)
absence lum
chute progressive RuBP (ribulose biphosphate)
augmentat° progressive 3-PGA (phosphoglycérate)
1ère réact° réduct° s'effectue à quelle étape
CO2 pas réduit
produit 1er sucre = triose-phosphatz
3-PGA réduit en G3P
3-PGA + 2 H+ + 2 e- -> G 3P + H2O
cycle Calvin-Benson = cycle réductif pentose phosphate
phase fixat° C
phase de réduct°
phase régénérat° RUBP
RuBisCo : Ribulose-1,5-biphosphate carboxylase/oxygénase
a. act carboxylat° RUBIsCO
catalyse lente : fixe 3-10 mol CO2/sec
enz limitante cycle Calvin pdt journée
hexadécamère
8 grde ss unité : génome chloroplastique
8 ptte sous unité : génome nucléaire
Mg 2+ stroma/alkalinalisat° stroma
CO2 : solubilité diminue avc T°
activating : Mg2+ + CO2
b.RuBisCo activase (RCA)
active RuBisCo/réact ATP dpdante
diminie avc élévat° T°
act oxygénat° RuBisCo
discriminat° CO2 vs O2 peu marquée au niveau site actif
chlorobionte apparue ds contexte géoclim + riche en CO2
Photorespirat°
ribulose 1,5-bisphophate (C5)
b avc libérat° O2
3-PGA (C3) : oxygénat°
2-phosphoglycolate (2-PG) (C2)
photorespirat° : 2
2-PG (2
C2)
donne 1 * 3-PGA (C3)
a (carboxylat° avc libérat° CO2
plus 1 C
2
phosphoglycérate (3-PGA) (2
C3)
cycle de Calvin Benson : phase de réduct°
réduit sensiblemt efficace fixat° CO2
cycle phosphorespiratoire récupère 3
3-PGA (9C) à partir 2
RuBP (10 C)
90 % C orga RUBP récupéré
carboxylat° : 4 * 3-PGA (12 C) ) à partir 2 RuBP (10 C)
Cycle Calvin Benson
fixat° CO2
réduct° du C
consommat° ATP
consommat° NADPH
3-PGA -> G3P
1 triose servira à synth ultérieure sucres + complexes
régénérat° RuBP
5/6 ième triose -> régénérer 3 mol RUBP
intermédiaire cycle : substrat à nbrx branches métabolisme 1re/2ndr de C vég
devenir des trioses-phosphates
1 part G3P permet synth hexose-phosphate, saccharose et amidon transitoire
hexose-phosphate intermédiaire à product0 amidon
DHAP = isomère du G3P -> transport vers cyto
glycolyse
cycle de Krebs
synth saccharose
export ds phloème vers tissus puits
amidon transitoire
accumulé au sein chloroplastes (tissus sources)
accumulat° diurne pr utilisat° nocturne
saccharose : principal produit photosynth exporté via phloème
accumulat° saccharose ds C compagnes + C phloème par transport actif
eau entre par osmose dps vaisseaux xylème
pousse sève élaborée ds tube criblés phloème
orga source = leaf cell
orga puit = amyloplaste
press° libéré par libérat° saccharose ds C compagnes des orga puits
amidon de stockage/réserve stocké ds amyloplastes présents ds orga réserves (tubercule, racine, ..)
différents types métabolismes photosynthétiques
C3
ancestrale
ubiquiste
majoritaire pr esp angiospermes et poacées
phase photosynth simultanées le jour ds 1 seul type C
photorespirat°
C4
apparu + tard et de manière répétée
monocotylédones (6 000 esp)
poaceae : 4 600 esp
dicotylédones (1 700 esp)
absent chez gymnospermes, lycophytes et bryophytes
adaptat° fréq chez Poacées et limitant impact photorespirat°
avantageux à forte T° ms + coûteux en E (30 ATP vs 3 ATP)
milieu chaud
phase photosynth : réact° simultanées 2types C = séparat° spatiale entre fixat° initiale C et cycle Calivn Benson
C mésophylle = 1ère carboxylat°
PEP, C3 -absence oxygénat°-> OAA,C 4 -> C4 (malate)
.2. C gaine périvasculaire
a. malate décarboxylase libérant CO2 ds stroma C de gaine (sature RuBisCo)
b. carboxylat° par RuBisCo et entrée ds cycle Calvin
c. régénérat° PeP ds mésophpylle consomme ATP
a à c : pyruvate
adaptat° anatomique plantes à photosynth
a. C gaine périvasculaire élargies et riches en chloroplaste (et en RuBisCo)
b. faisceau cribro-vasculaire
absence RuBisCo
CAM
désert ou forêt tropicale
pas chez poacées
phases photosynth : réact° jour et nuit ds m^ C = séparat° temporelle
nuit
carboxylat° par PEP carboxylase
jour
acidité nocture marquée de la vacuole (stockage malate, C4)
CAM = métabolisme acide crassulacéen (plantes succulente = plante grasse
= concentrat° élevée suc vacuolaire
cuticule céreuse
6 % angiospermes
pls évènemts évolutifs indpdts
métabo CAM commun à nbrx xérophytes et épiphyte
densité stomatique faible
2 * + fréq que méta C4
apparit° coïncide avc période de basse (CO2)