Contenu
- Cellules végétales et cellules animales
- Le rôle de la photosynthèse
- Les réactions de la photosynthèse
- Chimie de la chlorophylle
- Photoexcitation de la chlorophylle
Lorsque vous pensez à la branche scientifique impliquée dans la manière dont les plantes obtiennent leur "nourriture", vous envisagez probablement la biologie en premier. Mais en réalité, c’est la physique au service de la biologie, car c’est l’énergie lumineuse du soleil qui est passée au premier plan et continue à alimenter toute la vie sur la planète Terre. Plus précisément, il s’agit d’une cascade de transfert d’énergie mise en mouvement lorsque des photons dans les parties légères d'un chlorophylle molécule.
Le rôle des photons dans photosynthèse doit être absorbé par la chlorophylle de manière à provoquer "l'excitation", ou un état d'énergie plus élevé, des électrons d'une partie de la molécule de chlorophylle. Lorsqu'ils reviennent à leur niveau d'énergie habituel, l'énergie qu'ils libèrent alimente la première partie de la photosynthèse. Ainsi, sans chlorophylle, la photosynthèse ne pourrait pas se produire.
Cellules végétales et cellules animales
Les plantes et les animaux sont tous deux eucaryotes. En tant que telles, leurs cellules ont bien plus que le strict minimum que toutes les cellules doivent avoir (membrane cellulaire, ribosomes, cytoplasme et ADN). Leurs cellules sont riches en membrane organites, qui remplissent des fonctions spécialisées dans la cellule. L’un d’eux est exclusif aux plantes et est appelé le chloroplaste. C'est dans ces organites oblongs que se produit la photosynthèse.
À l'intérieur des chloroplastes se trouvent des structures appelées thylakoïdes, qui possèdent leur propre membrane. La molécule appelée chlorophylle se trouve à l’intérieur des thylakoïdes, dans l’attente d’instructions sous la forme d’un éclair littéral.
En savoir plus sur les similitudes et les différences entre les cellules végétales et animales.
Le rôle de la photosynthèse
Tous les êtres vivants ont besoin d'une source de carbone pour le carburant. Les animaux peuvent obtenir le leur simplement en mangeant et en attendant que leurs enzymes digestives et cellulaires transforment la matière en molécules de glucose. Mais les plantes doivent absorber du carbone par leurs feuilles, sous forme de dioxyde de carbone gazeux (CO2) dans l'atmosphère.
Le rôle de la photosynthèse est de trier les plantes jusqu’au même point, du point de vue métabolique, que les animaux ont immédiatement généré du glucose à partir de leur nourriture. Chez les animaux, cela signifie qu’il faut réduire la taille de diverses molécules contenant du carbone avant même qu’elles n’atteignent les cellules, mais chez les plantes, cela signifie de fabriquer des molécules contenant du carbone. plus grande et dans les cellules.
Les réactions de la photosynthèse
Dans le premier ensemble de réactions, appelé le réactions légères Parce qu’elles ont besoin de lumière directe, des enzymes appelées Photosystem I et Photosystem II situées dans la membrane thylacoïdienne sont utilisées pour convertir l’énergie lumineuse en vue de la synthèse des molécules ATP et NADPH, dans un système de transport d’électrons.
En savoir plus sur la chaîne de transport d'électrons.
Dans le soi-disant réactions sombres, qui ne nécessitent ni ne sont perturbés par la lumière, l’énergie récupérée dans l’ATP et le NADPH (puisque rien ne peut "stocker" la lumière directement) est utilisée pour construire du glucose à partir de dioxyde de carbone et d’autres sources de carbone dans la plante.
Chimie de la chlorophylle
En plus de la chlorophylle, les plantes contiennent de nombreux pigments, tels que la phycoerthryine et les caroténoïdes. La chlorophylle a toutefois un porphyrine la structure du cycle, semblable à celle de la molécule d'hémoglobine chez l'homme. Le cycle porphyrine de la chlorophylle contient l'élément magnésium, cependant, où le fer apparaît dans l'hémoglobine.
La chlorophylle absorbe la lumière dans la partie verte de la partie visible du spectre lumineux, qui s'étend au total entre 350 et 800 milliards de mètres.
Photoexcitation de la chlorophylle
En un sens, les récepteurs de lumière des plantes absorbent les photons et les utilisent pour donner un coup de pouce aux électrons somnolant dans un état de veille excité, les poussant à monter des escaliers. Finalement, les électrons voisins dans les "maisons" chlorophylliennes à proximité commencent également à courir. Alors qu'ils se réinstallent dans leurs siestes, leur descente précipitée permet au sucre d'être construit grâce à un mécanisme complexe qui piège l'énergie de leurs pas.
Lorsque l’énergie est transférée d’une molécule de chlorophylle à une molécule adjacente, on parle de transfert d’énergie de résonance. exciton transfert.