La photosynthèse est le processus par lequel les plantes convertissent le dioxyde de carbone en composés riches en énergie comme le glucose, libérant de l'oxygène comme sous-produit. Ce processus se produit au sein des chloroplastes, des organites spécialisés présents dans les cellules végétales. Voici une explication étape par étape de la photosynthèse :

1. Absorption de la lumière :Les chloroplastes contiennent un pigment vert appelé chlorophylle. Lorsque la lumière du soleil frappe les molécules de chlorophylle, l’énergie lumineuse est absorbée, excitant les électrons qu’elles contiennent.

2. Réactions dépendantes de la lumière :Ces réactions ont lieu dans les membranes thylakoïdes des chloroplastes et sont entraînées par l'énergie lumineuse absorbée.

- Photosystème II :Les électrons excités circulent le long d'une chaîne de transport d'électrons, générant des molécules d'ATP (adénosine triphosphate) et de NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate), qui sont des molécules porteuses d'énergie.

- Photosystème I :Une énergie lumineuse supplémentaire est capturée et les électrons du photosystème II sont davantage alimentés. Cette énergie pompe les ions hydrogène (H+) à travers la membrane thylakoïde, créant un gradient.

3. Cycle de Calvin (réactions indépendantes de la lumière) :Cet ensemble de réactions se produit dans le stroma des chloroplastes. Il ne nécessite pas directement d’énergie lumineuse mais utilise l’ATP et le NADPH produits lors des réactions dépendantes de la lumière.

- Fixation carbone :Le dioxyde de carbone (CO2) de l'atmosphère se diffuse dans le chloroplaste et est capturé par une molécule appelée ribulose 1,5-bisphosphate (RuBP). Cette réaction est facilitée par une enzyme appelée ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase (Rubisco). Le composé à 6 carbones résultant est instable et se divise en deux molécules de 3-phosphoglycérate (3-PGA).

- Réduction :L'ATP et le NADPH produits lors des réactions dépendantes de la lumière sont utilisés pour convertir les molécules de 3-PGA en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Certaines molécules G3P quittent le cycle de Calvin pour être utilisées dans la synthèse d'autres composés organiques comme le glucose, les acides aminés et les lipides.

- Régénération du RuBP :La plupart des molécules G3P sont utilisées pour régénérer le RuBP, maintenant ainsi le cycle. Cette régénération nécessite de l'ATP.

L'ATP et le NADPH produits dans les réactions dépendantes de la lumière fournissent l'énergie et le pouvoir réducteur nécessaires au cycle de Calvin pour convertir le dioxyde de carbone en sucres (G3P) et éventuellement en d'autres composés riches en énergie.