Les photosystèmes ce sont des unités fonctionnelles du processus photosynthétique. Ils sont définis par leurs formes d'association et d'organisation particulière des pigments photosynthétiques et des complexes protéiques capables d'absorber et de transformer l'énergie lumineuse, dans un processus qui implique le transfert d'électrons..
Deux types de photosystèmes sont connus, appelés photosystèmes I et II en raison de l'ordre dans lequel ils ont été découverts. Le photosystème I contient de très grandes quantités de chlorophylle à par rapport à la quantité de chlorophylle b, tandis que le photosystème II contient des quantités très similaires de pigments photosynthétiques.
Les photosystèmes sont situés dans les membranes thylacoïdes d'organismes photosynthétiques tels que les plantes et les algues. Ils peuvent également être trouvés dans les cyanobactéries.
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Les chloroplastes sont des organites sphériques ou allongés d'environ 5 µm de diamètre qui contiennent des pigments photosynthétiques. À l'intérieur, la photosynthèse se produit dans les cellules végétales.
Ils sont entourés de deux membranes externes et à l'intérieur, ils contiennent des structures en forme de sac, également entourées de deux membranes, appelées thylakoïdes..
Les thylakoïdes sont empilés formant un ensemble appelé grana, tandis que le fluide qui entoure les thylakoïdes s'appelle le stroma. De plus, les thylacoïdes sont entourés d'une membrane appelée lumière qui délimite l'espace intrathylacoïde..
La conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique pendant la photosynthèse se produit dans les membranes des thylakoïdes. D'autre part, la production et le stockage des glucides à la suite de la photosynthèse se produisent dans les stromas..
Ce sont des protéines capables d'absorber l'énergie lumineuse pour l'utiliser lors du processus photosynthétique, elles sont totalement ou partiellement liées à la membrane thylacoïdienne. Le pigment directement impliqué dans les réactions lumineuses de la photosynthèse est la chlorophylle.
Dans les plantes, il existe deux principaux types de chlorophylle, appelés chlorophylles à Oui b. Cependant, dans certaines algues, d'autres types de chlorophylle peuvent être présents, tels que c et la ré, cette dernière présente uniquement dans certaines algues rouges.
Il existe d'autres pigments photosynthétiques tels que les carotènes et les xanthophylles qui composent ensemble les caroténoïdes. Ces pigments sont des isoprénoïdes composés généralement de quarante atomes de carbone. Les carotènes sont des carotéinoïdes non oxygénés, tandis que les xanthophylles sont des pigments oxygénés..
Dans les plantes seulement la chlorophylle à il est directement impliqué dans les réactions légères. Les pigments restants n'absorbent pas directement l'énergie lumineuse, mais agissent comme des pigments accessoires en transmettant l'énergie captée de la lumière à la chlorophylle. à. De cette façon, plus d'énergie est capturée que la chlorophylle ne pourrait en capter. à Par lui-même.
La photosynthèse est un processus biologique qui permet aux plantes, aux algues et à certaines bactéries d'exploiter l'énergie de la lumière du soleil. Grâce à ce processus, les plantes utilisent l'énergie lumineuse pour transformer le dioxyde de carbone atmosphérique et l'eau provenant du sol, en glucose et en oxygène..
La lumière provoque une série complexe de réactions d'oxydation et de réduction qui permettent la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique nécessaire pour compléter le processus de photosynthèse. Les photosystèmes sont les unités fonctionnelles de ce processus.
Il est composé d'un grand nombre de pigments, dont des centaines de molécules de chlorophylle à et des quantités encore plus importantes de pigments accessoires, ainsi que de phycobilines. L'antenne complexe permet d'absorber une grande quantité d'énergie.
Il fonctionne comme un entonnoir ou une antenne (d'où son nom) qui capte l'énergie du soleil et la transforme en énergie chimique, qui est transférée au centre de réaction..
Grâce au transfert d'énergie, la molécule de chlorophylle à il reçoit beaucoup plus d'énergie lumineuse du centre de réaction qu'il n'en aurait acquis par lui-même. De plus, si la molécule de chlorophylle reçoit trop de lumière, elle pourrait s'oxyder et la plante mourrait..
C'est un complexe formé de molécules de chlorophylle à, une molécule connue sous le nom de récepteur d'électrons primaire et de nombreuses sous-unités protéiques qui l'entourent.
Habituellement, la molécule de chlorophylle à présent dans le centre de réaction, et qui initie les réactions lumineuses de la photosynthèse, il ne reçoit pas directement les photons. Pigments accessoires, ainsi que certaines molécules de chlorophylle à présent dans le complexe d'antennes reçoivent l'énergie lumineuse, mais ne l'utilisez pas directement.
Cette énergie absorbée par le complexe d'antennes est transférée à la chlorophylle à du centre de réaction. Chaque fois qu'une molécule de chlorophylle est activée à, il libère un électron excité qui est ensuite absorbé par le récepteur d'électrons primaire.
En conséquence, l'accepteur principal est réduit, tandis que la chlorophylle à récupère son électron grâce à l'eau, qui agit comme le libérateur d'électrons final et l'oxygène est obtenu comme sous-produit.
Il se trouve sur la surface externe de la membrane thylacoïdienne et contient peu de chlorophylle b, plus de la chlorophylle à et caroténoïdes.
Chlorophylle à du centre de réaction absorbe mieux les longueurs d'onde de 700 nanomètres (nm), c'est pourquoi il est appelé P700 (pigment 700).
Dans le photosystème I, un groupe de protéines du groupe des ferrodoxines - le sulfure de fer - joue le rôle d'accepteurs d'électrons finaux..
Il agit d'abord dans le processus de transformation de la lumière en photosynthèse, mais il a été découvert après le premier photosystème. Il se trouve sur la surface interne de la membrane thylacoïde et contient une plus grande quantité de chlorophylle b que le photosystème I. Contient également de la chlorophylle à, phycobilines et xanthophylles.
Dans ce cas, la chlorophylle à du centre de réaction absorbe mieux la longueur d'onde de 680 nm (P680) et non celle de 700 nm comme dans le cas précédent. L'accepteur d'électrons final dans ce photosystème est une quinone.
Le processus photosynthétique nécessite les deux photosystèmes. Le premier photosystème à agir est le II, qui absorbe la lumière et ainsi les électrons de la chlorophylle du centre de réaction sont excités et les accepteurs d'électrons primaires les capturent..
Les électrons excités par la lumière se déplacent vers le photosystème I à travers une chaîne de transport d'électrons située dans la membrane thylacoïdienne. Ce déplacement provoque une baisse d'énergie qui permet le transport des ions hydrogène (H +) à travers la membrane, vers la lumière des thylakoïdes..
Le transport des ions hydrogène fournit un différentiel d'énergie entre l'espace lumineux des thylakoïdes et le stroma chloroplastique, qui sert à générer de l'ATP.
La chlorophylle au centre de réaction du photosystème I reçoit l'électron provenant du photosystème II. L'électron peut continuer dans un transport cyclique d'électrons autour du photosystème I, ou être utilisé pour former du NADPH, qui est ensuite transporté vers le cycle de Calvin..
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