PHOTOSYNTHÈSE

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Photosynthèse en C4

La plupart des végétaux supérieurs des régions tempérées — notamment tous les arbres — ne possèdent qu'un seul type de chloroplaste (type granaire) et ne réalisent la fixation photosynthétique du gaz carbonique que par la carboxylation du ribulose que catalyse la ribulose-diphosphate-carboxylase :

Le produit de la fixation est un corps en C3 (molécule à 3 atomes de carbone). Ce type métabolique, le plus général et le premier découvert, porte le nom de photosynthèse en C3. Se déroulant entièrement à l'intérieur des chloroplastes des plantes en C3, le cycle intrachloroplastique de régénération du ribulose qui est l'accepteur de CO2 porte le nom de cycle de Calvin, du nom de l'auteur américain qui l'a découvert.

Or de nombreuses graminées tropicales (canne à sucre, maïs, mil, sorgho), et des plantes poussant dans des conditions désertiques ou sur des sols salés, présentent un autre type de fixation du gaz carbonique : l'enzyme cytoplasmique phosphoénolpyruvate-carboxylase catalyse une réaction où l'accepteur de CO2 est le phosphoénolpyruvate (PEP) :

Le produit de la fixation est un acide organique en C4 (souvent immédiatement converti en malate ou en aspartate). On parle donc de photosynthèse en C4 (formation de molécules à 4 atomes de carbone). Ce système de carboxylation a un rendement très supérieur au précédent.

Les plantes en C4 présentent généralement deux types de chloroplastes. Les nervures secondaires des feuilles sont entourées d'une gaine périvasculaire de cellules à grands chloroplastes allongés, sans grana. Le parenchyme foliaire comporte de larges espaces aérifères traversant un mésophylle dont les cellules possèdent des chloroplastes granaires. Au dimorphisme chloroplastique correspond une division spatiale des principales réactions de la photosynthèse.

Les chloroplastes du mésophylle (granaires) fixent l'énergie lumineuse et accumulent les produits des réactions « claires » : ATP et NADPH2. Dans les chloroplastes, le pyruvate venant du cytoplasme est transformé en phosphoénolpyruvate (PEP) par [...]

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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 12 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/photosynthese/