La photosynthèse exposé

Expliquer le devenir de l’énergie solaire captée par les végétaux lors d’un écosystème

1. Introduction

La photosynthèse est le processus bioénergétique ou cellulaire qui permet aux végétaux (plantes, algues et certaines bactéries) de biosynthétiser leur propre matière organique en utilisant l’énergie solaire, l’eau et le dioxyde de carbone. Cette énergie solaire est cruciale pour la photosynthèse, elle favorise la croissance des plantes, maintient la biodiversité des écosystèmes et joue un rôle clé dans des cycles biogéochimiques tels que le cycle du carbone et le cycle de l’oxygène. Alors que devient cette énergie quand elle est captée par les végétaux ?

1. La photosynthèse

• Le processus de photosynthèse

La photosynthèse est un processus par lequel les plantes, les algues et certaines bactéries convertissent l'énergie solaire en énergie chimique sous forme de glucose (un sucre simple). Ce processus se produit principalement dans les feuilles des plantes, où des cellules spécialisées sont équipées de chloroplastes, des organites remplis de chlorophylle – un pigment vert capable d'absorber la lumière du soleil.

La réaction chimique de la photosynthèse peut être résumée de manière simple :

6CO2+6H2O+énergie solaire→C6H12O6+6O2

[pic 1]

En d'autres termes, les plantes utilisent le dioxyde de carbone (CO₂) de l'air, l'eau (H₂O) du sol et l'énergie solaire pour produire du glucose (C₆H₁₂O₆) et libérer de l'oxygène (O₂) dans l'atmosphère.

[pic 2]

Ce processus se produit principalement dans les feuilles des plantes, où des cellules spécialisées sont équipées de chloroplastes, des organites remplis de chlorophylle un pigment vert capable d'absorber la lumière du soleil. La photosynthèse utilise que 1 % de l’énergie solaire reçu par les végétaux. L’énergie parvenant aux feuilles se répartit de la façon suivante : une partie est absorbée et une autre est soit réfléchies ou transmisse. Cette partie de l’énergie absorbée est convertie en chaleur et permet le phénomène d’évapotranspiration (le processus biophysique de transfert d'une quantité d'eau vers l'atmosphère, par l'évaporation au niveau du sol et par la transpiration des plantes.)

• Importance de la photosynthèse

Le processus de photosynthèse produit de l'oxygène, un gaz essentiel à la respiration des organismes vivants, y compris les humains. Les forêts et les océans (grâce au phytoplancton) sont les principaux producteurs d'oxygène sur notre planète. Sans la photosynthèse, la quantité d'oxygène disponible dans l'atmosphère serait rapidement épuisée. Elle permet aux plantes de produire du glucose, qui est ensuite utilisé par les plantes pour leur croissance et leur reproduction. Les plantes constituent ainsi la base de la chaîne alimentaire, étant consommées par des herbivores, qui sont eux-mêmes consommés par des carnivores. Sans photosynthèse, il n'y aurait pas de production alimentaire pour soutenir les écosystèmes. Le glucose produit par la photosynthèse sert non seulement de carburant immédiat pour les processus cellulaires, mais peut aussi être stocké sous forme de polysaccharides comme l'amidon. Cette capacité à stocker de l'énergie permet aux plantes de survivre pendant les périodes où l'accès à la lumière solaire est limité.

• Les facteurs qui influencent la photosynthèse

Les facteurs qui influencent la photosynthèse sont :

 Lumière :

- Intensité lumineuse: La photosynthèse est directement influencée par la quantité de lumière reçue par les plantes. Une intensité lumineuse élevée favorise une photosynthèse plus rapide, mais jusqu'à un certain point. Au-delà de ce point, l'augmentation de l'intensité lumineuse n'a plus d'effet, car les autres facteurs deviennent limitants.

- Qualité de la lumière: La photosynthèse est plus efficace avec certaines longueurs d'onde de la lumière visible, notamment la lumière rouge et bleue. La lumière verte est moins efficace car elle est réfléchie par les feuilles.

Température :

- Température optimale: Chaque espèce de plante a une température optimale à laquelle la photosynthèse se déroule le plus efficacement. En général, la plage optimale se situe entre 25°C et 35°C pour la plupart des plantes. Des températures trop basses ralentissent les réactions enzymatiques, tandis que des températures trop élevées peuvent dénaturer les enzymes.

 Concentration de dioxyde de carbone (CO2) :

- Le CO2 est un substrat essentiel pour la photosynthèse. Une concentration plus élevée de CO2 peut augmenter le taux de photosynthèse, tant que d'autres facteurs ne sont pas limitants. Cependant, il existe une concentration maximale au-delà de laquelle une augmentation supplémentaire de CO2 n'a plus d'effet significatif.

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