La photosynthèse se découpe en deux groupes de réactions (1/3)

Chapitre précédent : influence des facteurs du milieu

Plusieurs types d'expériences ont montré que la photosynthèse pouvait être découpée en deux groupes de réactions de significations différentes mais couplées entre elles et nécessitant des intermédiaires.

I - Expérience de Ruben et Kamen : origine de l'oxygène

Ruben et Kamen ont recherché l'origine de l'oxygène produit lors de la photosynthèse. Ils ont utilisé un isotope lourd de l'oxygène (18O) à la place de l'oxygène habituel (16O) et ils ont marqué ainsi diverses molécule (H2O, CO2). Lorsque de l'eau est marquée par le 18O (H218O), le dioxygène produit par la photosynthèse devient marqué. Ils en déduisent que c'est l'eau (H2O) qui est à l'origine du dioxygène produit. Pour former une molécule de dioxygène, il faut donc 2 molécules d'eau.

Ces résultats montrent que l'on peut décomposer la réaction photosynthétique en deux groupes de réactions :

Ces deux réactions (OXYDATION de l'eau et REDUCTION du dioxyde de carbone) sont couplées dans un ensemble complexe de réactions d'OXYDO-REDUCTION faisant intervenir des transporteurs de protons (H+) et d'électrons (e-).

 

Si l'on considère ces deux réactions comme un transfert d'électrons entre deux couples RedOx, on peut écrire :

On constate que la réaction n'est pas possible spontanément car le transfert des électrons ne peut se faire sans apport d'énergie que dans le sens des potentiels d'oxydo-réduction (E'0) croissants. Cette réaction est en fait rendue possible grâce à l’énergie de la lumière.

Entre la réaction d'oxydation de l'eau et celle de réduction du carbone, il existe de nombreux intermédiaires (transport des électrons et des H+) que cette expérience ne permet pas de mettre en évidence.

->  Expériences d'Emerson et Arnold

->  Expériences de Hill