Le terme « photosynthèse » signifie littéralement : synthèse réalisée à l'aide de l'énergie lumineuse. Bien que, en ce sens, différentes réactions synthétiques puissent avoir lieu indépendamment des êtres vivants, il est d'usage de ne désigner par ce mot que la capacité des végétaux chlorophylliens à assimiler le dioxyde de carbone ou gaz carbonique, à la lumière, avec formation de substances organiques. On l'appelait autrefois assimilation chlorophyllienne.
Plus précisément, la photosynthèse comprend l'utilisation de l'énergie lumineuse pour la réduction du dioxyde de carbone par l'eau, donneur d'hydrogène (ou d'électrons + protons), avec synthèse de glucides et libération d'oxygène. Cette réaction est réalisée dans des organites intracellulaires spécialisés, les chloroplastes, porteurs de pigments photorécepteurs, tels que les chlorophylles, les caroténoïdes.
La réduction du dioxyde de carbone par l'eau (ou, chez les bactéries chlorophylliennes, par d'autres substances telles que l'acide sulfhydrique, l'hydrogène ou bien un composé organique, un acétate par exemple) nécessite un apport d'énergie assez élevé. L'originalité du mécanisme est d'utiliser des photons et de les convertir en énergie chimique qui se retrouve dans l'énergie de liaison des atomes de carbone et d'hydrogène dans les glucides formés. Huit photons au moins sont nécessaires pour permettre la réduction d'une molécule de dioxyde de carbone par l'eau.
Deux types de réactions participent à cette réduction. Les unes, purement photochimiques, se déroulent entre les photons absorbés et les molécules de pigments. Les autres, réactions sombres, concernent la biochimie du carbone ; elles se présentent schématiquement comme l'inverse du mécanisme respiratoire consommateur de glucides et d'oxygène avec formation de dioxyde de carbone et d'eau. La liaison entre ces deux types de réactions est réalisée par des transporteurs d'électrons (+ protons) appartenant aux nucléotides-phosphates, et par l'adénosine-triphosphate, ou ATP, que l'on retrouve dans toutes les réactions bioénergétiques (cf. tableau).
1. Les étapes de la découverte
Le d […]
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