Comment les plantes fixent-elles le carbone du CO, 3. 4. Image de couverture. Biotechnol., 49:100-107. Parmi les nombreuses recherches en cours, on ignore aujourd’hui lesquelles d’entre elles se révèleront profitables et seront susceptibles d’une application agricole ou industrielle à grande échelle. Vivant et facteurs du milieu » 48: 1-25. Fabriquer de la biomasse à partir du CO, 1.2. Photosynthetic CO2-fixation pathways. Elle apparaît il y a plus de 3,7 milliards d’années chez des bactéries sulfato-réductrices. présente quelques pistes possibles. L’enzyme qui assure la fixation du carbone du CO2 sur le RuBP est une carboxylase*, la RuBP carboxylase, dénommée par la suite RubisCO (voir plus loin). La photosynthèse est le processus utilisé par les plantes et quelques micro-organismes pour transformer la lumière du soleil, le dioxyde de carbone et l'eau en deux produits; les glucides qu'ils utilisent pour stocker l'énergie et l'oxygène qu'ils libèrent dans l'environnement. Le spectre de la lu… Ces structures permettent aux cyanobactéries de vivre dans des milieux aquatiques pauvres en CO2 dissous mais riches en ions bicarbonate HCO3–. 6.1. Activité 2 TP3 : la photolyse de l’eau et la régénération de l’ATP. C’est ainsi que fut rapportée par Joseph Priestley (Lire Focus Quelques pionniers de la photosynthèse) l’expérience qui lui permit de découvrir l’oxygène et d’entrevoir un aspect fondamental du métabolisme* des végétaux verts : la photosynthèse. Les carboxysomes sont des micro-compartiments localisés à l’intérieur de la cellule bactérienne. pour une même production de biomasse, elles utilisent au moins un tiers de moins d’eau du fait de leur structure foliaire en manchon. Le cycle du carbone, Académie d'Agriculture de France - Office national des forêts, Un cycle du carbone perturbé par les activités humaines, La biosphère, un acteur géologique majeur. Essays Biochem. Ainsi, les 5 % d’espèces végétales C4 sur la planète fixent 30 % du CO2 mondial. [11] Hagemann M., Kern R., Maurino V.G., Hanson D.T., Weber A.P.M., Sage R.F. Elle libère du O2. Actuellement ces deux types de photosynthèse coexistent : CO2 + 2 H2S → (CH2O) + H2O + 2 S (Photosynthèse anoxygénique), CO2 + 2 H2O → (CH2O) + H2O + O2 (Photosynthèse oxygénique). Vivant » Le formule de photosynthèse Il explique comment les plantes absorbent l'énergie du soleil et l'utilisent pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en molécules nécessaires à leur croissance, c'est-à-dire dans les aliments.. Ici, les éléments qui interviennent initialement sont le dioxyde de carbone et l'eau, qui sont ensuite convertis en glucose et en oxygène. Les plantes peuvent également s’acclimater à des changements de température de longue durée. Ce mécanisme -qui sépare physiquement la capture du dioxyde de carbone atmosphérique et son utilisation par la RubisCO– a toutefois un cout énergétique supplémentaire en ATP par rapport au mécanisme C3 de photosynthèse. Cependant, la photosynthèse a dû adapter ces mécanismes pour survivre aux différents changements environnementaux qui se sont succédé à l’échelle des temps géologiques. [Source : © Photo Frédéric Dubois, Université de Picardie / Schéma Roger Prat, in Morot-Gaudry, Dunod, 2009].Certaines plantes, comme le maïs, ont développé également un mécanisme efficace de concentration du CO2. 1- La matière organique est exportée et transformée Depuis plusieurs milliards d’années, ce processus se réalise lors des étapes biochimiques de la photosynthèse grâce à des organismes utilisant l’énergie récupérée par la chlorophylle à partir de la lumière solaire. La photorespiration est donc un mécanisme catabolique : elle consomme de l’oxygène et libère du CO2, conduisant à une perte des substrats photosynthétiques. C’est l’effet Warburg : les fortes tensions d’oxygène inhibent sous éclairement la prise de carbone. L’accumulation –dans l’atmosphère- du dioxygène (O2) produit lors des étapes photochimiques de la photosynthèse (Lire Lumière sur la photosynthèse) a été un de ces évènements majeurs. RuBP (molécule en C5) + O2 → PGA (molécule en C3) + P-glycolate (molécule en C2) (réaction d’oxygénation). [3] Ce composé présente une structure chimique favorable à l’ajout d’un carbone (ou carboxylation). Les premiers produits de ce cycle étant des molécules à trois carbones, les plantes utilisant ce cycle ont été dénommées plantes à photosynthèse de type C3. (2016)synthesis along longitudinal leaf gradients in Bienertia sinuspersici and Suaeda aralocaspica (Chenopodiaceae). [Source : © Jean-François Morot-Gaudry].Les produits de la photosynthèse, les assimilats, sont transportés et distribués dans toute la plante par le système conducteur qui conduit la sève élaborée, le phloème, qui est parallèle au système qui assure la conduction de la sève brute, le xylème (Figure 5). II – Du CO2 à la matière organique II – Le devenir des produits de la photosynthèse Mots -clés : chloroplaste, pigments chlorophylliens, chlorophylle, photolyse de l’eau, réduction du CO 2, sève brute et sève élaborée, diversité chimique dans la plante. [7] Otto Heinrich Warburg (1883-1970), médecin, physiologiste et biochimiste allemand. La photosynthèse est un processus biochimique permettant aux plantes vertes (chlorophyllienne) de capter l’énergie lumineuse, transformer le CO2 en carbone organique et de restituer de l’oxygène à l’atmosphère. Le dioxygène produit au cours de la photosynthèse provient donc de leau comme déjà démontré précédemment.. [10] Tolbert N.E. Les organismes photosynthétiques sont de ce fait photoautotrophes*. Pour y parvenir, les végétaux utilisent une toute petite partie (environ 1 à 2%) de l’énergie solaire qui arrive sur notre planète. A., Kay, L. D., Harris, A. XXI. Les premiers organismes photosynthétiques sont probablement apparus très tôt au cours de l’évolution et devaient sans doute utiliser des réducteurs tels que l’hydrogène H2 et le sulfure d’hydrogène H2S au lieu de l’eau. Am. Dans tous les cas la température à laquelle on observe le maximum d’activité photosynthétique suit la température de croissance. L'oxygène produit lors de la photosynthèse provient de l'eau car c'est la molécule dans laquelle une liaison est rompue par la lumière du soleil pour séparer la charge permettant la synthèse de molécules à pouvoir réducteur et potentiel de transfert d'énergie. & Morot-Gaudry F., 20171, La Photosynthèse, Quae, ISBN 978-2-7592-2667 2 (3e édition), Brack A & Mathis P., 2000, La chimie du vivant, de la protéine à la photosynthèse, Collection Quatre à Quatre, Editions du Pommier, ISBN 2-746-50077-9. Dans les années 1920, Otto Warburg [7] observe que si on abaisse de 20 à 2% la teneur en dioxygène O2 de l’air (contenant actuellement 0,0408% de CO2)[8], la vitesse d’assimilation nette du CO2 est multipliée par un facteur de 1,5 à 2. II/ Le devenir des produits de la photosynthèse. Am. - La plante a besoin du CO2 de l’air, de l’eau et les minéraux du sol. Au cours de ces réactions dépendantes de la lumière, une partie de l’énergie lumineuse sert à exciter des électrons d’une substance donneuse, le plus souvent de l’eau, électrons qui servent à leur tour à produire du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate réduit (NADPH) ainsi que de l’adénosine triphosphate (ATP). Représentation des étapes d’incorporation et de réduction du carbone photosynthétique conduisant à la formation d’acide phosphoglycérique PGA et de trioses-phosphates, premiers intermédiaires photosynthétiques, et à la régénération de l’accepteur de CO2, le ribulose-1,5-bisphophate. D’autres organismes photosynthétiques ont élaboré des stratégies plus originales que celle des plantes C3 pour réduire efficacement les effets néfastes de l’oxygène sur la RubisCO : concentrer le CO2 près de l’enzyme. Le chemin du carbone dans la photosynthèse. 4.2. Le % O18 retrouvé dans le O2 émis correspond exactement au % O18 de l’eau et non au % O18 des hydrogénocarbonates (c'est-à-dire du CO2 dissous dans l’eau). Texte bilan : Le jour, lorsque les plantes reçoivent de la lumière, elles utilisent l'eau (H 2O) et le dioxyde de carbone (CO 2) prélevés dans leur milieu pour fabriquer de la matière organique (sucre : amidon) et du dioxygène (O 2).La plante n'ayant pas besoin de ce dioxygène, il est rejeté hors du végétal. Ces informations laissent à penser qu’au cours des décennies à venir les plantes vont acquérir des mécanismes adaptés à leur nouvel environnement. Dilemme de la RubisCO : la compétition O, 4.4. 32: 349-383. Cet article est focalisé essentiellement sur la description : Jean Sénebier (lire Focus Quelques pionniers de la photosynthèse) a été le premier scientifique à avoir affirmé dès 1782 « que le gaz carbonique CO2 est fixé à la lumière par les organismes photosynthétiques et représente une nourriture pour la plante ». Lorsque de l'eau est marquée par le 18 O (H 2 18 O), le dioxygène produit par la photosynthèse devient marqué. [9] Lorimer G.H. Nomme les deux principaux produits de la photosynthèse et indique à quel moment (quelle phase) ils sont formés. Au cours de ce processus, du CO2 est certes libéré mais les réactions impliquées ne ressemblent en rien à celles du métabolisme respiratoire mitochondrial classique. Figure 9. On peut enregistrer la concentration de O2 et de glucose dans une enceinte fermée où vivent des élodées (algues vertes). Il a été tout d’abord supposé, au début du 19e siècle, par J.B. Boussingault et F. Bayer, que les glucides pouvaient résulter de l’union du carbone avec les éléments de l’eau, d’où le premier nom d’hydrates de carbone attribué aux glucides. (1970). Ainsi, les cyanobactéries possèdent dans leurs cellules des micro-compartiments, les carboxysomes, formés d’une coque protéique polyédrique, contenant des enzymes impliquées dans la fixation du carbone (Figure 8). Le transport à longue distance de la sève élaborée nécessite que les assimilats (saccharose, acides aminés principalement) synthétisés dans les organes sources, les feuilles, soient chargés dans le complexe conducteur par un mécanisme de chargement actif et sélectif, puis déchargés en continu dans les organes receveurs : grains, graines, fruits, racines et tiges tubérisées, etc. [16] Koteyeva N.K., Voznesenskaya E.V., BerryJ.O., Asaph B., Cousins A.B. PG, phosphoglycolate ; PGA, 3-phosphoglycérate ; RuBP, ribulose-1-5 bisphosphate. PGA, acide phosphoglycérique ; RuBP, ribulose bisphosphate ; PEP, phosphoénolpyruvate ; HCO3–, bicarbonate. Cette phase fait l’objet d’un article spécifique de cette encyclopédie (Lire Lumière sur la Photosynthèse). Ceci prouve que le CO 2 ne permet pas la production d’O 2 O2 + CO2 ( glucose + O2. Z., Wilson, A. T. & Calvin, M. (1954) The path of carbon in photosynthesis. A cause de son rôle central dans l’autotrophie, on considère que la présence sur Terre de chaque humain a nécessité la formation de 5 kg de RubisCO. Figure 5. CO2 et O2 sont alors en compétition au niveau des sites catalytiques de la RubisCO et se retrouvent impliqués dans deux activités antagonistes au sein de la même molécule : En présence d’une concentration élevée de CO2, la RubisCO fonctionne uniquement comme carboxylase aboutissant à la synthèse de deux molécules de PGA (molécules en C3), à l’origine des sucres phosphorylés formés par le cycle de Benson-Bassham-Calvin. The carboxylation and oxygenation of ribulose 1,5-bisphosphate: The primary events in photosynthesis and photorespiration. Ce mécanisme permet de créer un réservoir interne de dioxyde de carbone concentré dans l’environnement proche de leur RubisCO, recréant ainsi l’atmosphère primitive des périodes géologiques anciennes. Récemment, une équipe de chercheurs a mis au point un système de photosynthèse … Bot. & Woodger F.J. (2006). Après l’apparition, il y a environ 2,5 milliards d’années, de la photosynthèse oxygénique source d’oxygène, la concentration en O2 dans l’atmosphère est restée pendant une longue période très faible en raison de la forte capacité des minéraux à piéger l’oxygène sous forme d’oxyde de fer (Fe2O3). Le NADPH peut servir à la réduction du nitrate, à l’ami nation réductrice qui permet l’élaboration des acides aminés ou à la biosynthèse des lipides. Comment les plantes fixent-elles le carbone du CO2 ? The environmental plasticity and ecological genomics of the cyanobacterial CO2 concentrating mechanism. 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 +6 O2. L’oxygène, une catastrophe pour la photosynthèse ? [4] La biologie est fondée sur la chimie du carbone, en raison de son potentiel électrochimique, c’est-à-dire la partie de la chimie qui étudie les transformations réciproques de l’énergie chimique et de l’énergie électrique. Cette phase dans l’histoire de la Terre est clairement marquée dans des couches géologiques rouges riches en ce composé ferrique (Lire La biosphère, acteur géologique majeur). The cyclic regeneration of carbon dioxide acceptor. Les plantes et certaines bactéries, par la photosynthèse, transforment une partie de la lumière solaire en énergie chimique stable et fixent simultanément le carbone du dioxyde de carbone CO. Suite à l’augmentation de la teneur en oxygène de la planète (dans l’atmosphère et les océans), la RuBP carboxylase a fixé également l’oxygène, manifestant ainsi non seulement une fonction carboxylase mais également oxygénase d’où son nom RubisCO. Accueil » Pour six molécules de trioses phosphates synthétisées, une seule est destinée à la synthèse de glucides, d’acides aminés, de lipides, etc. Toutefois, aucun résultat expérimental n’est venu confirmer ces hypothèses. Les plantes C4 : séparer physiquement fixation du CO, Schéma Roger Prat, in Morot-Gaudry, Dunod, 2009, 5.3. Plant Physiol. J. Les changements rapides de la température des feuilles suivent habituellement les variations de l’ensoleillement. Durant le jour, la terre reçoit la lumière émise par le soleil. Il est couramment utilisé pour marquer des molécules en « tomographie par émission de positons ». Champ de maïs, plante C4. L’acclimatation à de nouvelles conditions thermiques peut provoquer néanmoins chez certaines plantes une baisse de la photosynthèse. 1 - Production d'O2 et utilisation de CO2 On utilisera une plante aquatique, l'Elodée du Canada, et comme source de CO2, de l'hydrogénocarbonate (bicarbonate) de sodium. Nous remercions les Editions Dunod et QUAE pour nous avoir autorisés à reproduire des figures pour cet article. des mécanismes biochimiques de la photosynthèse responsables de la fixation du carbone du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère ; de leur évolution au cours des changements de l’environnement ; l’impact de l’apparition d’oxygène dans l’atmosphère au cours des différentes périodes géologiques. LO de la molécule deau, qui nest pas nécessaire, est rejeté sous forme de dioxygène. S’élevant à des concentrations proches de 21% de la concentration gazeuse de l’atmosphère, la teneur en dioxygène est devenue un handicap sérieux pour les espèces photosynthétiques. [12] Erb T.J. & Zarzycki J. La majorité des plantes se sont débarrassées de ce composé toxique en le métabolisant via un chemin complexe, le cycle du 2P-glycolate -ou voie de Tolbert-, qui implique la coopération de trois organites cellulaires, le chloroplaste, le peroxysome* et la mitochondrie*. La plupart des formules représentant les glucides peuvent en effet s’inscrire comme s’ils étaient le résultat de la polymérisation de cette molécule fondamentale renfermant du carbone et de l’eau : (CH2O)n. Par la suite, plusieurs autres composés ont été évoqués comme premiers produits de la photosynthèse. La photosynthèse est à l’origine de la plus grande partie des molécules de la chaine alimentaire des êtres vivants et de la majorité de la biomasse organique de notre Planète. par endosymbioses successives. A l’échelle du globe c’est une puissance avoisinant 130-140 térawatts (1 terawatt = 1012 watts), qui est utilisée, ce qui équivaut à environ six fois la consommation énergétique de l’humanité. New Phytol. Les articles de l’Encyclopédie de l'environnement sont mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons BY-NC-SA qui autorise la reproduction sous réserve de : citer la source, ne pas en faire une utilisation commerciale, partager des conditions initiales à l’identique, reproduire à chaque réutilisation ou distribution la mention de cette licence Creative Commons BY-NC-SA. 2. Elle est d’autant plus importante que la température et l’éclairement sont élevés et que la teneur en CO, Au fur et à mesure de l’augmentation de la teneur en oxygène dans l’atmosphère, le rapport CO. Ces conditions nouvelles ont induit une forte pression d’oxygène sur le fonctionnement de la RubisCO chez les microorganismes et les algues, antérieurement à la colonisation des continents. Dans les milieux caractérisés par des températures basses, comme le milieu alpin, les plantes ont développé des mécanismes qui leur permettent de faire face à ces variations de températures (Lire Comment les plantes supportent les stress alpins ?). Chez les plantes en C3, la capacité à fixer le CO2 augmente linéairement avec la quantité de CO2 présente et ce jusqu'à ce que la capacité de la RuBisCO soit saturée (courbe bleue). Toutefois, grâce au déroulement de la voie du glycolate, une grande partie du carbone issu de la photorespiration est finalement récupérée, limitant ainsi les pertes de carbone photosynthétique (Figure 7). La photosynthèse est réalisée par des organismes autotrophes au carbone, grâce à des pigments particuliers, et peut être découpée en deux groupe… La production d’oxygène au cours des temps géologiques. Julien NEMERY, Maître de Conférences à l’Institut National Polytechnique de Grenoble, chercheur à l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE ; CNRS, IRD, UGA, Grenoble-INP). (2018) A short history of RubisCO: the rise and fall (?) Cela favorise l’activité carboxylase de la RubisCO aux dépends de l’activité oxygénase. III. Dans le chloroplaste du mésophylle, l’oxalo-acétate est transformé en un autre composé en C4, le malate, et migre dans les cellules de la gaine. Le déroulement de la photosynthèse B. Circulation des sèves brutes et élaborées dans la plante. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al., 2002, Molecular Biology of the Cell. Enzyme la plus importante quantitativement de la biosphère, la RubisCO constitue ainsi la principale réserve d’azote organique des feuilles [6]. Les premières réactions photosynthétiques sont apparues il y a plus de trois milliards d’années quand l’atmosphère était quasiment dépourvue de dioxygène O2 mais composée essentiellement d’eau (H2O), de dioxyde de carbone CO2 (10 à 15%), de dioxyde d’azote (N2), et d’hydrogène sulfuré (H2S). L’équation simplifiée de la photosynthèse peut s’écrire simplement comme suit : CO2 + H2O + énergie de la lumière → molécules carbonées riches en énergie + O2. La photosynthèse, source de biomasse et d’oxygène. A droite anatomie C3 et C4 d’une coupe de feuille de maïs, plante C4. Ann. Fabriquer de la biomasse à partir du CO2 de l’air. Curr. Document 2 : Schéma de la structure du chloroplaste 3- La photolyse de l’eau et la phase photochimique En 1940, Ruben et Kamen montrent que le marquage de l’oxygène (18O) de l’eau (H 2 O) se retrouve dans le dioxygène produit par la photosynthèse. Schéma simplifié représentant les principales réactions de la photosynthèse, les produits (métabolites) qui en sont issus et les organites cellulaires riches en systèmes lamellaires : les chloroplastes, lieu de la photosynthèse. [Source : © Jean-François Morot-Gaudry]La machinerie photosynthétique des bactéries photosynthétiques est localisée dans leurs membranes cellulaires. TP 5 Production de métabolites secondaires. De plus : Figure 11. En revanche, les réactions biochimiques à l’origine de la fixation de CO2 et d’O2 et de la synthèse des sucres, de même que les échanges de molécules entre compartiments cellulaires et organes en dépendent fortement. Sous fort éclairement et températures élevées, les plantes de photosynthèse C4 qui ne manifestent quasiment pas d’activité photorespiratoire sont plus efficaces pour assimiler le carbone du CO2 atmosphérique que les plantes C3, à condition que l’eau et les minéraux ne soient pas limitants. Schéma représentant la juxtaposition -dans deux types de cellules- des cycles C4 (cellules du mésophylle) et C3 (cellules de la gaine) chez les plantes à métabolisme de type C4 (à gauche). J. Exp. Annu. Il est estimé qu’à 25°C, dans les conditions d’environnement normales, c’est-à-dire 21% d’oxygène et 0,0408% de CO2, le rapport entre vitesse de carboxylation et d’oxygénation est voisin de 2,5, c’est-à-dire que l’émission de CO2 photorespiratoire correspond à peu près à une perte de 20% de l’assimilation photosynthétique de CO2. Les végétaux, organismes photoautotrophes, sont capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour réaliser la synthèse de molécules organiques, à partir de composés minéraux. Au cours de la photosynthèse, les plantes combinent l'eau, H2O et le dioxyde de carbone, le CO2, avec la lumière du soleil pour produire du sucre, C6H12O6. La RubisCO, enzyme complexe de poids moléculaire élevé (550 kDa) [5], est localisée dans le stroma des chloroplastes où elle représente 30 à 50% des protéines solubles. Avec l’apparition des ancêtres des cyanobactéries, H2O est devenu le substrat quasiment inépuisable d’oxydation et le pourvoyeur d’électrons et de protons avec libération d’oxygène dans l’atmosphère. J. Exp. [2] Benson, A.A. (1951) Identification of ribulose in 14CO2 photosynthesis products. Interne à la feuille, ce mécanisme implique deux tissus différents (Figure 9) : Les cellules du mésophylle, contiennent des carboxylases spécifiques, les phosphoénol-pyruvate-carboxylases ou PEP-carboxylases, qui catalysent la formation d’un composé à quatre carbones (d’où le nom de photosynthèse ou de plantes de type C4), l’oxalo-acétate [14] : PEP (molécule en C3) + Bicarbonate (molécule en C1) → Oxalo-acétate (molécule en C4). Les organismes photosynthétiques sont de ce fait photoautotrophes*. RuBP (molécule en C5) + CO2 (molécule en C1) → 2 PGA (molécule en C3) (réaction de carboxylation). L’ensemble de ces réactions est regroupé sous le terme de photosynthèse. Published online 2016 Oct 26. doi: 10.1042/EBC20160016, Morot-Gaudry J.F., Moreau F., Prat R., Maurel C. & Sentenac H. (2017) Biologie végétale : Nutrition et métabolisme - 3e édition, Dunod. « Le 16 août 1771, je mis un plant de menthe dans une quantité d’air où une chandelle avait cessé de brûler et je trouvai que, le 27 du même mois, une autre chandelle pouvait y brûler parfaitement bien ». Figure 10. 21: 141-162 ; https://inee.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-echantillons-dherbiers-revelent-les-origines-de-la-photosynthese-du-mais. & Edwards G.E. Chez les plantes grasses (cactées, ananas, etc.) Les cyanobactéries sont apparues plus tard, et l’excès d’oxygène alors libéré dans l’environnement aurait contribué à la « Grande Oxydation » il y a environ 2,4 milliards d’années, rendant possible l’évolution des êtres vivants vers des formes de vie plus complexes. Si l’hypothèse de l’acide formique s’est maintenue très longtemps dans les ouvrages comme premier produit de la photosynthèse, elle ne le doit qu’à sa désarmante simplicité. Les sucres produits par photosynthèse sont ensuite distribués dans toute la plante. La photosynthèse est donc une oxydoréduction entre le dioxyde de carbone qui se réduit et l’eau qui s’oxyde. Comment le carbone du dioxyde de carbone -le CO2– présent dans l’atmosphère est-il intégré dans la matière organique constitutive du vivant, la biomasse ? Oxygène : phase lumineuse Glucose : phase synthétique Dans la réaction de la photosynthèse, on utilise des molécules de CO2 et de H2O. Cette réaction aboutit à la formation d’un composé à six carbones peu stable, métabolisé immédiatement en deux molécules à trois carbones (C3), l’acide phosphoglycérique, le PGA en anglais [4] (Figure 3). [15] Christin P.A. La photosynthèse des plantes a augmenté de 30% au cours du XX e siècle. Bot. Ceux-ci sont extraits du…, Jacques JOYARD, Directeur de recherche honoraire au CNRS, Laboratoire de Physiologie cellulaire et végétale, Université Grenoble Alpes, La biosphère, c’est-à-dire le milieu terrestre et les organismes vivants qui s’y sont développés, façonne…, Pierre THOMAS, Professeur, Ecole normale supérieure de Lyon, Laboratoire de Géologie de Lyon, Sans phosphore, la vie n’est pas possible. Les plantes C4 : séparer physiquement fixation du CO2 et RubisCO, Les capacités photosynthétiques des plantes peuvent-elles être améliorées? Si vous continuez à utiliser ce site, nous supposerons que vous en êtes satisfait. Figure 4. La voie du glycolate incluant trois organites cellulaires différents : chloroplastes, peroxysomes et mitochondries. La photorespiration : un processus adaptatif majeur, 5.1. Les cinq autres molécules de trioses phosphates sont utilisées pour régénérer le RuBP, l’accepteur de CO2 (Figure 4). Concentrer le CO2 au voisinage de la RubisCO, 5.1. Cette réduction enzymatique nécessite une molécule de NADPH et une molécule d’ATP par molécule de PGA réduite. Des glucides, par exemple des oses tels que le glucose, sont synthétisés à partir du dioxyde de carbone CO2 et de l’eau H2O avec libération d’oxygène O2 comme sous-produit de l’oxydation de l’eau. En revanche, en présence d’une forte concentration en O2 et d’une faible concentration en CO2, la RubisCO donne naissance à une molécule de PGA (molécule en C3) et à une molécule à deux atomes de carbone, le phosphoglycolate (ou P-glycolate). Cela signifie que l’O2 rejeté lors de photosynthèse provient de H2O, il s’agit de l’oxydation de … l’un entourant les vaisseaux conducteurs, le tissu le plus externe, le mésophylle. 4.2. Lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine de 1931 « pour sa découverte de la nature et du mode d’action de l’enzyme respiratoire. [Source : Lars Plougmann / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)]L’activité photosynthétique des plantes C3 et C4 différent en fonction de la température.
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