Par David Chandler Mis à jour le 24 mars 2022
Pendant la phase légère de la photosynthèse, l'eau est divisée pour libérer des atomes d'oxygène libres qui s'associent pour former de l'oxygène gazeux.
Les réactions lumineuses récoltent l’énergie solaire et la convertissent en énergie chimique pour les réactions sombres. La lumière du soleil excite les électrons de la chlorophylle, qui voyagent à travers une chaîne de transport d'électrons, créant un gradient de protons à travers la membrane thylakoïde. L'ATP synthase exploite ce gradient pour produire de l'ATP, tandis que le NADP⁺ est réduit en NADPH. Ces molécules alimentent la synthèse des glucides dans le cycle de Calvin.
La photophosphorylation peut se produire selon deux modes. Dans la photophosphorylation cyclique, l'électron retourne au photosystème après avoir dynamisé la chaîne, produisant de l'ATP sans former de NADPH. Dans la photophosphorylation non cyclique (linéaire), l'électron est finalement transféré au NADP⁺, générant du NADPH et nécessitant un nouvel électron de l'eau. Ce renouvellement entraîne le dégagement d'oxygène.
Chez les organismes photosynthétiques eucaryotes, l’ensemble du processus se déroule à l’intérieur des chloroplastes. Ces organites contiennent des membranes thylakoïdes qui forment des empilements appelés grana. Les membranes thylakoïdes abritent les photosystèmes et établissent le gradient de protons nécessaire à la synthèse de l'ATP. Alors que tous les organismes photosynthétiques possèdent des membranes thylakoïdes, seuls les eucaryotes les encapsulent dans des chloroplastes.
Les photosystèmes sont des complexes pigment-protéine intégrés dans la membrane thylakoïde. La chlorophylle a se trouve au cœur de chaque photosystème et capte l'énergie lumineuse, dynamisant les électrons. La chlorophylle héberge également un complexe de division de l'eau qui reconstitue l'électron perdu en oxydant l'eau, libérant ainsi de l'oxygène comme sous-produit.
Lorsque le complexe de division de l’eau oxyde l’eau, il divise une molécule de H₂O en deux protons et un électron. Deux de ces électrons se combinent et les atomes d’oxygène libérés par deux molécules d’eau forment une molécule d’O₂. Quatre électrons doivent donc être transférés pour générer une seule molécule O₂. Les protons résultants contribuent au gradient de protons à travers la membrane thylakoïde, tandis que l'ATP et le NADPH sont produits pour le cycle de Calvin.
