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Les humains et la plupart des autres animaux ont besoin de certaines choses pour survivre. L'oxygène est l'un d'entre eux et le glucose glucidique en est un autre. Heureusement pour eux, les plantes (et certaines bactéries et algues) produisent ces deux phénomènes à la suite d'un processus complexe appelé photosynthèse.
La formule
La formule associée au processus de la photosynthèse est
6h2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
Cette formule vous indique que six molécules d'eau plus six molécules de dioxyde de carbone produiront une molécule de glucose plus six molécules d'oxygène. L'ensemble de ce processus passe par deux étapes distinctes avant d'être terminé. La première étape est un processus dépendant de la lumière et la seconde étape est un processus indépendant de la lumière.
Lumière dépendante
Dans le processus dépendant de la lumière, les électrons des chloroplastes (organites spéciaux utilisés pour effectuer la photosynthèse) sont excités dans un état d'énergie plus élevé lorsqu'ils sont bombardés de lumière. Ces électrons excités provoquent une série de réactions produisant de l'adénosine triphosphate (ATP) et du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH). L'ATP et le NADPH sont ensuite utilisés pour créer des liaisons carbone dans le processus indépendant de la lumière. Les molécules d'eau présentes dans le processus dépendant de la lumière sont scindées. Leurs molécules d'oxygène sont libérées dans l'atmosphère.
Indépendante
Rappelez-vous la division des molécules d'eau dans le processus dépendant de la lumière qui a libéré des molécules d'oxygène dans l'atmosphère. Puisque l'eau est H20, il reste encore un atome d'hydrogène. Cet atome d'hydrogène est utilisé dans le processus indépendant de la lumière lorsque les plantes prélèvent du dioxyde de carbone de l'atmosphère. Le dioxyde de carbone et l'hydrogène se lient l'un à l'autre par un processus appelé fixation du carbone, qui forme un glucide non spécifique.
Photophosphorylation
La photophosphorylation est le processus par lequel l'énergie lumineuse produit le NADPH. Des pigments spéciaux trouvés dans les cellules de la plante, appelés chlorophylle, rendent ce processus possible. Les deux principaux types de chlorophylle sont la chlorophylle A et la chlorophylle B. En termes simples, les électrons des molécules d'eau présentes dans la chlorophylle B sont excités par la présence de lumière. La chlorophylle B prend l’un de ces électrons excités séparant H2O molécule en H+ et O-2. O-2 est converti en O2 et libéré dans l'atmosphère. L'électron excité est attaché à un récepteur d'électrons primaire et, à travers une série de réactions complexes, forme NADPH. NADPH est le vecteur d'énergie utilisé dans la fixation du carbone.
Le cycle de Calvin
Les plantes produisent du glucose selon un processus appelé cycle de Calvin. Le dioxyde de carbone capturé dans le processus indépendant de la lumière est traité dans ce cycle. Une molécule de glucose est produite sur six molécules de dioxyde de carbone capturées et mises dans le cycle. Le produit chimique qui capte le dioxyde de carbone utilisé dans le cycle de Calvin est le ribulose biphosphate.