Quel est le nom du processus par lequel les plantes convertissent l'énergie lumineuse en énergie chimique, produisant de l'oxygène et du glucose ?

La photosynthèse est le processus biologique par lequel les plantes utilisent l’énergie lumineuse pour fabriquer de la matière organique à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Elle convertit ainsi une énergie rayonnante en énergie chimique stockée dans des molécules carbonées. Dans les parties vertes des plantes, cette activité se déroule principalement dans les chloroplastes, des organites contenant notamment la chlorophylle. L’oxygène libéré au cours du processus contribue à l’atmosphère respirée par de nombreux êtres vivants.

La phase dépendante de la lumière

La première étape se déroule dans les membranes des thylakoïdes, à l’intérieur des chloroplastes. La chlorophylle et d’autres pigments absorbent des photons, ce qui excite des électrons et met en mouvement une chaîne de réactions. L’énergie ainsi captée permet notamment de dissocier des molécules d’eau : cette photolyse fournit des électrons et des protons, tandis que des molécules d’oxygène sont formées puis rejetées. L’oxygène produit par la photosynthèse provient donc de l’eau, et non du dioxyde de carbone. Cette phase génère aussi de l’ATP et du NADPH, deux molécules qui transportent l’énergie et le pouvoir réducteur nécessaires à la suite du processus.

La fixation du dioxyde de carbone

La seconde grande étape correspond au cycle de Calvin, qui se déroule dans le stroma des chloroplastes. Elle n’utilise pas directement les photons, mais elle dépend des molécules énergétiques fabriquées pendant la phase lumineuse. Une enzyme, la Rubisco, permet l’incorporation du dioxyde de carbone dans des composés organiques. Le cycle produit d’abord des molécules à trois atomes de carbone, notamment du glycéraldéhyde-3-phosphate. Ces composés servent ensuite à fabriquer des sucres, dont le glucose, ainsi que du saccharose, de l’amidon et d’autres substances nécessaires à la croissance de la plante. L’équation souvent présentée pour résumer la photosynthèse est : dioxyde de carbone + eau + énergie lumineuse → glucose + oxygène ; il s’agit d’un bilan simplifié de réactions beaucoup plus nombreuses.

Un processus essentiel aux écosystèmes

En stockant une partie de l’énergie solaire dans la matière organique, la photosynthèse fournit la base de nombreux réseaux alimentaires. Les plantes utilisent les sucres produits pour leur métabolisme, la construction de leurs tissus et la mise en réserve d’énergie. Les animaux et les champignons dépendent indirectement de cette production de matière organique, tandis que l’oxygène libéré permet la respiration aérobie de nombreux organismes. La photosynthèse est également réalisée par les algues et les cyanobactéries, mais la contribution respective des milieux terrestres et aquatiques à la production d’oxygène varie selon les conditions et ne se résume pas à un pourcentage unique. Des adaptations comme les métabolismes C4 et CAM permettent en outre à certaines plantes de maintenir une photosynthèse efficace dans des environnements chauds, secs ou pauvres en dioxyde de carbone.