Comment les plantes produisent-elles de l'oxygène ?

Les plantes produisent de l’oxygène grâce à la photosynthèse, un processus qui transforme l’énergie lumineuse en énergie chimique. Dans les parties vertes de la plante, notamment les feuilles, la lumière permet d’utiliser le dioxyde de carbone présent dans l’air et l’eau absorbée par les racines pour fabriquer des sucres. L’oxygène est libéré au cours de cette réaction comme sous-produit et participe ainsi au renouvellement de l’air que respirent de nombreux êtres vivants.

Les ingrédients de la photosynthèse

La photosynthèse se déroule principalement dans les chloroplastes, des organites présents dans les cellules des tissus verts. Ils contiennent de la chlorophylle, un pigment capable d’absorber une partie de la lumière du Soleil. Les racines prélèvent l’eau dans le sol, puis celle-ci circule vers les feuilles. Le dioxyde de carbone pénètre principalement par de petits orifices appelés stomates, situés à la surface des feuilles. La plante dispose ainsi des trois éléments nécessaires au processus : de la lumière, de l’eau et du dioxyde de carbone.

La lumière déclenche la libération d’oxygène

Dans les membranes internes des chloroplastes, la lumière fournit l’énergie nécessaire aux premières réactions de la photosynthèse. Elle permet notamment de séparer les molécules d’eau en protons, électrons et oxygène. Les électrons et les protons servent à produire des molécules riches en énergie, utilisées ensuite par la cellule. L’oxygène formé, lui, est évacué hors de la feuille et rejoint l’atmosphère principalement par les stomates. Les atomes d’oxygène du gaz libéré proviennent donc essentiellement de l’eau, et non directement du dioxyde de carbone.

La fabrication des sucres

L’autre partie de la photosynthèse utilise l’énergie produite lors des réactions dépendantes de la lumière pour transformer le dioxyde de carbone en matière organique. Cette série de réactions, qui comprend le cycle de Calvin, permet à la plante de fabriquer des sucres. Ceux-ci fournissent de l’énergie et servent de matériaux pour sa croissance, la formation de nouvelles cellules et la production de différentes substances indispensables à son fonctionnement. Une équation simplifiée résume le bilan général : la lumière permet de convertir du dioxyde de carbone et de l’eau en sucres, avec de l’oxygène parmi les produits formés.

Une production variable selon les conditions

La photosynthèse ne fonctionne pas avec la même intensité en toutes circonstances. Elle dépend notamment de la lumière disponible, de la quantité d’eau, de la température et de l’accès au dioxyde de carbone. En outre, les plantes respirent en permanence : cette respiration consomme une partie de l’oxygène et libère du dioxyde de carbone, tandis que la photosynthèse nécessite de la lumière et ne peut donc pas produire d’oxygène de la même manière dans l’obscurité. Les algues et les cyanobactéries réalisent également une photosynthèse et contribuent largement à la production d’oxygène à l’échelle mondiale. Grâce à l’ensemble de ces organismes, ce mécanisme contribue au maintien de la composition de l’atmosphère terrestre.