PHOTOSYNTHÈSE

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Les types métaboliques de photosynthèse, d'après le mode de fixation initial de CO2

Les réactions enzymatiques décrites ci-dessus sont sensiblement les seules voies d'entrée du CO2 dans le métabolisme photosynthétique, pour la majorité des plantes primitivement étudiées. 90 p. 100 du carbone au moins empruntent directement la voie du phosphoglycérate, composé à 3 atomes de C, d'où le qualificatif de « type C3 » donné à ces végétaux qui comprennent presque toutes les plantes originaires des régions tempérées, toutes les fougères, mousses, algues et enfin tous les arbres quel que soit leur habitat climatique.

Mais, parmi les plantes herbacées et quelques arbustes des régions tropicales, semi-tropicales, ou encore des sols salés des régions tempérées, on trouve, dans près de vingt familles appartenant toutes aux phanérogames angiospermes, un procédé différent de fixation initial de CO2. Celui-ci a été reconnu entre 1963 et 1966. Dans le cytosol des cellules sous-épidermiques de leurs feuilles (mésophylle) la réaction suivante intervient pour la quasi-totalité du CO2 fixé. Elle est catalysée par une phosphoénolpyruvate-carboxylase :

d'où l'expression de « plantes de type C4 » qui leur a été attribuée. L'OAA, corps instable, y est immédiatement réduit en malate (MAL) ou aminé en aspartate (ASP). Ces deux derniers composés fournissent, après migration dans des cellules plus internes, le CO2 à la réaction caractéristique du type C3 :

Cette dernière a lieu dans les chloroplastes exclusivement. Ces cellules, plus internes que celles du mésophylle, entourent les vaisseaux conducteurs de sève et constituent la gaine périvasculaire (fig. 11). L'ensemble forme une structure dite en « couronne ». Puis les opérations de réduction du PGA et de transformation des glucides, avec régénération du ribulose-diphosphate, formation d'amidon et de saccharose, se poursuivent comme dans les plantes de type C3. La figure 12 schématise les 2 cycles réalisés, l'un dans les cellules du mésophylle, l'autre dans celles de la gaine périvasculaire. Ainsi l' [...]

Cycles des métabolites

Dessin : Cycles des métabolites

Dessin

Cycle des métabolites dans les cellules du mésophylle et des gaines périvasculaires des feuilles de maïs et de canne à sucre. CHL : chloroplastes ; CYT : cytosol : PCRC : cycle photosynthétique réductif de CO2 ; Pi : phosphate minéral (inorganique) ; PP : pyrophosphate ; trioses-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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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 23 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/photosynthese/