Les pigments photosynthétiques chez les eucaryotes

DEBRIEFING

1/ Délimiter le sujet

Ici, le sujet s’articule autour des eucaryotes photosynthétiques. Il ne faudra en aucun cas parler des procaryotes photosynthétiques, et organiser son exposé autour des plantes et des algues, seuls eucaryotes photosynthétiques. De même vous n’aurez pas le temps d’aborder la théorie endosymbiotique. Enfin comme pour tous les sujets traitant du métabolisme, il ne faudra en aucun dire « créer de l’énergie » car l’énergie ne peut pas être créée, elle ne peut être que convertie d’une forme à une autre.

2/ Identifier une problématique 

 

Plusieurs problématiques sont possibles. Mais elles doivent toujours induire un exposé mettant en lien structure & fonction. Les pigments photosynthétiques sont des éléments importants de conversion d’énergie d’une forme à une notre. Une problématique intéressante à mentionner à la suite de l’introduction est donc « comment les pigments interviennent et assurent le mécanisme de conversion de cette énergie lumineuse en énergie chimique ? ».  

3/ En déduire l’introduction 

Elle doit inclure une définition courte du mot important du sujet.  « Parmi les eucaryotes, végétaux et algues sont 2 organismes dotés de pigments photosynthétiques. Ces pigments sont des molécules assurant la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique sous forme d’ATP, essentielle pour le fonctionnement de ces organismes. »

CONSTRUCTION DU PLAN ET REFLEXION SUR LE CONTENU

Remarque : il s’agit de l’étape de réponse à la problématique en mettant en lien structure et fonction sans jamais les séparer en 2 parties distinctes. Le sujet est vaste. Il faudra être synthétique, aller droit au but tout en citant les éléments clefs.

I. les pigments photosynthétiques sont des molécules membranaires adaptées à l’absorption de l’énergie lumineuse

1) Diversité moléculaire et communauté chimique 

a. Diversité des pigments photosynthétiques

Il existe de nombreux pigments (caroténoïdes, xanthophylle, chlorophylle a et b). Ils se différencient par leur formule chimique et la longueur d’onde qu’ils absorbent.

b. Communauté chimique des pigments photosynthétiques

Mais ils ont pour point commun leur capacité à participer au phénomène de fluorescence (mouvements d’électrons) essentiel dans la photosynthèse. Cela est permis par le fait qu’ils possèdent des doubles liaisons conjuguées plus ou moins nombreuses, que ce soit au niveau d’un noyau ou d’une chaîne carbonée.  

2) Des molécules concentrées au niveau d’organites spécialisés 

a. Concentration dans un organite spécialisé

L’efficacité de ces pigments est optimisée par leur localisation au niveau de la membrane d’un organite spécialisé, plus précisément la membrane des thylakoïdes du chloroplaste, système permettant d’augmenter quantité de pigments et surface de captation de l’énergie lumineuse.

b. Spécificité du chloroplaste

Cet organite est localisé lui-même superficiellement pour capter au mieux l’énergie lumineuse.

II. Les pigments photosynthétiques peuvent ainsi intervenir dans la phase photochimique de la photosynthèse en captant l’énergie lumineuse et permettant les transferts d’électrons.

1) En s’organisant en photosystème captant l’énergie lumineuse

a. Antenne collectrice

Les pigments photosynthétiques se retrouvent dans une formation nommée photosystème. Ils fonctionnent ensemble comme antenne collectrice assurant le transport de l’énergie lumineuse par une phénomène de résonnance jusqu’au centre réactionnel.

b. Le centre réactionnel

Il contient la chlorophylle a où aura lieu la conversion en énergie chimique. 

2) Permettant la suite de la photosynthèse lors de la phase photochimique

La conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique n’est autre qu’un transfert d’électrons (phénomène d’oxydoréduction). L’excitation de la chlorophylle a permet d’abaisser le potentiel redox, et ainsi d’assurer un transfert spontané dans le sens des potentiels croissants jusqu’à la synthèse d’ATP.

CONCLUSION

Après avoir rappelé la problématique, on pourra conclure que c’est du fait de leur constitution chimique (succession de doubles liaisons conjuguées) et de leur organisation dans la cellule en photosystème au sein des chloroplaste, les pigments photosynthétiques assurent la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique.

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LES SCHÉMAS PERTINENTS

Il vous faudra 4 schémas essentiels sur lesquels vous appuyer au cours de 5 min d’exposé :

1/ le bilan de l’équation de la photosynthèse

2/ un pigment (retenez la formule d’un pigment, carotène ou chlorophylle par exemple)

3/ le chloroplaste

4/ le photosystème

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