I - LES CARACTÉRISTIQUES DES PIGMENTS ET LES DIFFÉRENTES ABSORPTIONS

D - LA PHOTOSYNTHÈSE

Introduction : Les premières formes d'origine organique incontestable sont les stromatolites (environ - 3,7 milliards d'années ->), considérés comme des constructions dues à des bactéries. Tout commence avec une colonie de cyanobactéries qui, pendant la journée, fait sa photosynthèse. Une autre colonie de cyanobactéries va ensuite s'installer sur ce feuillet minéral, et ainsi de suite, jusqu'à former une roche. La construction de ces stromatolithes, qui peut faire intervenir d'autres types de bactéries, est très lente : dans la Baie des requins, ils ne gagnent en moyenne que 0,4 mm par an. Elle revêt par ailleurs des formes sensiblement différentes selon la profondeur et les mouvements de l'eau.
Il s’agit d’une symbiose entre l’algue bleue et les cyanobactéries, c’est l’association des deux qui a permis la libération d’O2. Par ailleurs c’est l’activité photosynthétique qui est à l’origine des concrétions calcaires formant les stromatolithes.

Improprement appelés "algues bleues", car elles sont plus proches des bactéries que des algues, ces cyanobactéries produisent de l'oxygène par photosynthèse (grâce à l'énergie du soleil, ils cassent les molécules de CO2, absorbent le carbone et rejettent l'oxygène). Les plantes sont des algues sorties de l'eau.

La relation entre couleur et photosynthèse

La relation entre couleur et photosynthèse est simple : la chlorophylle. Elle est à la base de toute vie végétale, elle assure par diverses réactions chimiques, la nourriture et donc la survie de la plante. La photosynthèse est le processus bioénergétique qui permet aux plantes, aux algues et à certaines bactéries (dites photoautotrophes) de synthétiser de la matière organique en utilisant la lumière du soleil.
La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides (schéma ci-contre). La photosynthèse produit également des protides et des lipides.

Les cellules chlorophylliennes effectuent la photosynthèse

Grâce à l'énergie lumineuse les cellules chlorophyliennes produisent des molécules organiques, telles que le glucose (qui, polymérisé, consitue l'amidon) à partir de dioxyde de carbone et d'eau. L’équation chimique générale de la photosynthèse est : 6 H20 + 6 CO2 = 6 O2 + C6H1206. Il est possible de mettre en évidence une activité photosynthétique par la production de molécules organiques par la consommation de dioxyde de carbone ou encore par le rejet de dioxygène.

Les chloroplastes sont des organites dans lequels se déroule la photosynthèse

La photosynthèse se déroule dans les chloroplastes organites qui doivent leur couleur verte à la chlorophylle qu'ils renferment. Le stroma du chloroplaste est un gel contenant les enzymes nécessaires à la production des molécules organiques. Le chloroplaste renferme un important réseau de membranes internes formant des sacs clos aplatis, les thylakoïdes. C'est dans la membrane des thylakoides que sont situés les pigments chlorophylliens.

Un phénomène en deux phases

La photosynthèse se déreoule en deux phases distinctes mais couplées :
-La phase photochimique, directement dépendante de la lumière, au cours de laquelle sont produits de composés réduits RH2 et de l'ATP.
-La phase chimique au cours de laquelle RH2 et ATP, précédemment formés, sont utilisés pour la réduction du CO2 en molécules organiques.

La phase photochimique se deroule dans les thylakoïdes

La phase photochimique correspond à une oxydoréduction entre l'eau et les composés R : 2 H2O + 2 R = 2 RH2 + O2. Cette réaction est réalisée au niveau des thylakoïdes et nécessite de l'énergie chimique. C'est la chlorophylle a qui rend possible cette réaction, en convertissant l'énergie lumineuse absorbée par les pigments chlorophylliens en énergie chimique.

La phase chimique se deroule dans le stroma

Au cours de réactions constituant le cycle de Calvin, du glucose est produit par incorporation du CO2 en utilisant les produits (RH2 et ATP) de la phase photochimique. Le CO2 est d'abord fixé sur un accepteur à cinq atomes de carbone qui est régénéré en permanence.