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Le stade photochimique de la photosynthèse


Voir plus en détail la phase photochimique.

Elle est également appelée «phase claire» de la photosynthèse, car son occurrence dépend entièrement de la lumière. Comme il s'agit d'une étape qui compte avec la participation de molécules de chlorophylle, elle se produit à l'intérieur des tilacoïdes, dans les faces internes de leurs membranes desquelles les molécules de ce pigment photosynthétisant sont "ancrées".

À ce stade, la chlorophylle, lorsqu'elle est illuminée, perd des électrons, ce qui provoque des «vides» dans la molécule. Le sort des électrons perdus et la réoccupation de ces vides peuvent suivre deux mécanismes distincts, appelés photophosphorylation cyclique et photophosphorylation acyclique.

Dans le soi-disant photosystème I, la chlorophylle prédomine a. Celui-ci, une fois illuminé, perd une paire d'électrons excités (riches en énergie). Dans la molécule de chlorophylle, un "vide" d'électrons est établi. La paire d'électrons est collectée par une série de les cytochromes, substances qui acceptent des électrons supplémentaires, deviennent instables et transfèrent ces électrons vers d'autres molécules.
À mesure qu'ils traversent la chaîne du cytochrome, les électrons perdent progressivement de l'énergie, qui est utilisée dans la phosphorylation (production d'ATP en joignant un groupe de phosphate de plus à une molécule d'ADP). Parce que cette phosphorylation est rendue possible par l'énergie lumineuse captée par les électrons de la chlorophylle, elle est appelée photophosphorylation.

Après avoir traversé la chaîne du cytochrome, les électrons retournent à la molécule de chlorophylle, occupant le "vide" qu'ils avaient laissé. Alors que les électrons retournent à la chlorophylle, le processus est cyclique.

Ce mécanisme utilise deux systèmes de photosynthèse: le photosystème I et le photosystème II. Dans le photosystème I, la chlorophylle prédomine letandis que le photosystème II prédomine la chlorophylle b.
Chlorophylle le, illuminé, perd une paire d'électrons activés, recueillis par un accepteur spécial, le ferridoxine. En même temps, la chlorophylle b, excité par la lumière, perd une paire d'électrons qui, après avoir traversé une chaîne de cytochrome, occupent le "vide" laissé dans la molécule de chlorophylle a. Lors du passage de ces électrons à travers la chaîne du cytochrome, il y a libération d'énergie et production d'ATP (phosphorylation). Comme le «vide d'électrons» de la chlorophylle le n'est pas rempli par les mêmes électrons qui sont sortis de cette molécule, le mécanisme est appelé photophosphorylation acyclique.

À l'intérieur des chloroplastes, l'eau est décomposée en présence de lumière. Cette réaction est la photolyse de l'eau. (ou la réaction de Hill).

Parmi les produits de photolyse de l'eau, les électrons occuperont les «vides» laissés par la perte d'électrons de la chlorophylle. b. Protons H +, ainsi que les électrons perdus par la chlorophylle a, transformera le NADP (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) en NADPH. En même temps, de l'oxygène est libéré. C'est un aspect important de la photosynthèse: Tout l'oxygène généré dans le processus provient de la photolyse de l'eau.

Les êtres photosynthétiques utilisent l'eau comme source d'atomes d'hydrogène pour réduire le NADP. Ces atomes d'hydrogène sont ensuite utilisés pour réduire le CO2 même des glucides. L'équation générale du processus est la suivante:

La valeur non correspond généralement à six, ce qui conduit à la formation de glucose (C6H12Le6). Cependant, puisque tout l'oxygène libéré provient de l'eau, l'équation doit être corrigée pour:

Ainsi, on peut expliquer l'origine d'une quantité 2n d'atomes d'oxygène d'une quantité de 2n molécules d'eau (H2O).