Par le Dr David Warmflash
Mis à jour le 30 août 2022

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Qu'est-ce que la photosynthèse ?

La photosynthèse est le processus biologique qui transforme l'énergie lumineuse en énergie chimique stockée dans les liaisons moléculaires, permettant ainsi la vie sur Terre. C'est le mécanisme qui reconstitue l'oxygène atmosphérique et alimente le métabolisme cellulaire des plantes, des algues et de nombreuses bactéries.

Oxydation et réduction de la photosynthèse

En termes chimiques, le dioxyde de carbone (CO₂) est fortement oxydé, tandis que le glucose (C₆H₁₂O₆) est réduit. Pendant la photosynthèse, les électrons dérivés de la lumière solaire réduisent le CO₂, permettant ainsi l’assemblage du glucose, une molécule riche en énergie utilisable. Les électrons qui conduisent cette réduction proviennent des réactions lumineuses, tandis que la construction proprement dite du glucose se produit dans les réactions sombres (cycle de Calvin).

Les réactions lumineuses

Les réactions lumineuses ont lieu dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes, où des pigments tels que la chlorophylle absorbent les photons du soleil. Cette excitation déclenche une série d'événements :

• Photosystème II divise les molécules d'eau, libérant de l'O₂ comme sous-produit et fournissant des électrons.
• Ces électrons voyagent à travers la chaîne de transport d'électrons , pompant des protons à travers la membrane et générant une force motrice de protons qui synthétise l'ATP via l'ATP synthase.
• À la fin de la chaîne, les électrons réduisent le NADP⁺ en NADPH, un vecteur à haute énergie qui fournit une puissance réductrice au cycle de Calvin.

En bref, les réactions lumineuses convertissent les photons solaires en deux vecteurs d'énergie clés :l'ATP et le NADPH, tout en libérant simultanément de l'oxygène dans l'atmosphère.

De la lumière au glucose :les réactions sombres

Au cours des réactions sombres, également appelées cycle de Calvin, l'ATP et le NADPH produisent au-dessus de leur puissance la fixation du CO₂ dans des molécules organiques, formant finalement du glucose. Ce cycle ne nécessite pas de lumière directement mais dépend entièrement des produits des réactions lumineuses.

Comprendre ces deux étapes interconnectées permet de clarifier comment les plantes et les organismes photosynthétiques se maintiennent et comment la biosphère terrestre reste oxygénée.