PHOTOSYNTHÈSE

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Les mécanismes primaires

L'unité photosynthétique : antenne et centre

On doit à deux chercheurs américains (R. Emerson et W. Arnold) la notion d'unité photosynthétique qui a joué un rôle fondamental dans la manière dont se comprend la relation structure-fonction dans l'appareil photosynthétique. Leurs travaux dans les années 1930-1940 ont révélé que, sous l'effet d'éclairs brefs et saturants (quelques microsecondes, quelques 10—2 joule/cm2), l'acte photochimique élémentaire n'impliquait pas moins de 600 molécules de chlorophylle. Par ailleurs, on savait qu'au contraire, en faible lumière, l'absorption de tout photon se traduit par un acte photochimique élémentaire, avec un rendement quantique proche de l'unité. Le concept d'unité photosynthétique devait résoudre ce paradoxe. La chlorophylle remplit deux rôles essentiels : comme convertisseur photochimique dans les centres et comme collecteur de lumière dans les antennes. En fait, à chaque chlorophylle centre sont associées quelques centaines de molécules de chlorophylle antenne, en sorte que tout photon absorbé par l'une d'entre elles est transmis presque sans perte par transfert de résonance au centre où s'effectue la conversion. Cette disposition est compatible avec un excellent rendement en faible lumière. En revanche, au cours d'un éclair bref et saturant, chaque centre est activé, mais ne peut fonctionner qu'une fois, car le temps total de conversion – nécessaire pour qu'un centre, après avoir été excité, soit de nouveau capable d'être activé – est beaucoup plus long (environ 10—4 s) que la durée d'un éclair. Tout se passe donc comme si une petite fraction seulement de la chlorophylle (1/600) était active dans ces conditions. L'inverse de ce rapport définit précisément la « taille » de l'unité photosynthétique.

Par analogie avec la photochimie non biologique, on pouvait s'attendre à ce que l'acte de conversion implique un phénomène d'oxydoréduction. Un ensemble de résultats expérimentaux, p [...]


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Chloroplastes et photosynthèse

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Réactions photochimiques et sombres

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Algue verte : spectres d'absorption et d'action

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Ensemble des fonctions élémentaires

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Écrit par :

  • : directeur de recherche honoraire au C.N.R.S., correspondant de l'Académie des sciences de Paris
  • : professeur honoraire de biologie cellulaire, université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : professeur honoraire à l'université de Paris-Sud, correspondant de l'Académie des sciences

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Pour citer l’article

Jean LAVOREL, Paul MAZLIAK, Alexis MOYSE, « PHOTOSYNTHÈSE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 juillet 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/photosynthese/