Contenu
- La photosynthèse dans le passé
- Rôle de l'eau dans la photosynthèse
- L'eau comme fournisseur d'oxygène
- L'eau comme fournisseur d'électrons
- Photolyse de l'eau
La photosynthèse est un processus biochimique important impliquant la production de sucre (glucose) à partir de la lumière du soleil, de l'eau et du dioxyde de carbone, libérant de l'oxygène. C'est une série de réactions biochimiques complexes et se produit dans les plantes, les algues, certaines bactéries et certains photoautotrophes. Presque tous les êtres vivants dépendent de ce processus. Le taux de photosynthèse est lié à la concentration de dioxyde de carbone, à la température et à l'intensité de la lumière du soleil. Ce processus génère de l'énergie à partir des photons absorbés, avec de l'eau comme agent réducteur.
La photosynthèse dans le passé
Avec l'avènement de la vie sur Terre, le processus de photosynthèse a commencé. La concentration d'oxygène étant négligeable, la première photosynthèse a eu lieu à l'aide de sulfure d'hydrogène et d'acide organique dans l'eau de mer. Cependant, le niveau de ces matériaux n'était pas suffisant pour continuer la photosynthèse pendant longtemps, il a donc subi une évolution en utilisant de l'eau au lieu des autres composés. Ce type de photosynthèse, utilisant de l'eau, a entraîné la libération d'oxygène. Par conséquent, la concentration d'oxygène dans l'atmosphère a commencé à augmenter. Ce cycle sans fin a rendu la Terre riche en oxygène, ce qui a rendu possible la présence d'écosystèmes dépendants de cet élément.
Rôle de l'eau dans la photosynthèse
À un niveau fondamental, l'eau fournit des électrons pour remplacer ceux qui sont retirés de la chlorophylle dans le photosystème II. De plus, il produit de l'oxygène et réduit le NADP en NADPH (nécessaire au cycle de Calvin) en libérant des ions H +.
L'eau comme fournisseur d'oxygène
Au cours du processus de photosynthèse, six molécules de dioxyde de carbone et six molécules d'eau réagissent en présence de la lumière du soleil pour former une molécule de glucose et six d'oxygène. Le rôle de l'eau est de libérer l'oxygène présent dans sa molécule dans l'atmosphère sous forme de gaz O2.
L'eau comme fournisseur d'électrons
L'eau a également un autre rôle important, celui de fournir des électrons. Dans le processus de photosynthèse, l'eau donne l'électron qui lie l'atome d'hydrogène (de sa propre molécule) au carbone (du dioxyde de carbone) pour former un sucre (glucose).
Photolyse de l'eau
L'eau agit comme un agent réducteur en fournissant des ions H + qui convertissent le NADP en NADPH. Le NADPH étant un agent réducteur important présent dans les chloroplastes, sa formation entraîne un déficit électronique après l'oxydation de la chlorophylle. Cette perte doit être remplacée par des électrons provenant d'un autre agent réducteur. Le photosystème enzymatique II agit dans les premières étapes du schéma Z (le schéma de la chaîne de transport d'électrons dans la photosynthèse) et, ensuite, un agent réducteur capable de donner des électrons est nécessaire pour oxyder la chlorophylle, une fonction assurée par l'eau (qui agit comme source d'électrons dans les plantes vertes et les cyanobactéries). Les ions hydrogène libérés créent un potentiel chimique (chimiosmotique) à travers la membrane mitochondriale, ce qui entraîne la synthèse d'ATP. Le photosystème II est l'enzyme principalement connue pour agir comme catalyseur dans ce processus d'oxydation de l'eau.