La photosynthèse et la chimiosynthèse

La photosynthèse

La photosynthèse est le processus par lequel certaines cellules captent l'énergie lumineuse du soleil pour la transformer en énergie chimique. Elle est effectuée par les végétaux, les algues (rouges ou vertes) et certaines bactéries. Son but est de synthétiser de la matière organique à partir de matière inorganique (CO₂, H₂O, sels minéraux) en utilisant l'énergie lumineuse et en libérant de l'oxygène moléculaire dans l'atmosphère. Dans les cellules eucaryotes, elle se produit dans les chloroplastes en deux phases :

• Phase claire (ou photochimique) : Elle se déroule dans la membrane des thylakoïdes des chloroplastes grâce à la chlorophylle. Elle capte l'énergie lumineuse du soleil et la transforme en énergie chimique sous forme de molécules riches en énergie (ATP) et en pouvoir réducteur (NADPH). La photolyse de l'eau dégage du O₂.
• Phase sombre (ou cycle de Calvin) : Elle se déroule dans le stroma des chloroplastes. Bien que cette phase ne nécessite pas directement la lumière, elle se produit généralement le jour. Elle utilise l'énergie chimique obtenue lors de la phase claire pour réduire le CO₂ et synthétiser de la matière organique. Le but du cycle de Calvin est d'utiliser le pouvoir réducteur (NADPH + H⁺) et l'énergie (ATP) pour fixer le carbone. Le bilan global de la phase sombre est : 6 CO₂ + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H⁺ → C₆H₁₂O₆ + 18 ADP + 18 P_i + 12 NADP⁺.

Chimiosynthèse

Il s'agit de la synthèse d'ATP à partir de l'énergie libérée par des réactions d'oxydation de substances inorganiques. Les organismes effectuant ces processus sont appelés chimiotrophes (tous sont des bactéries). Ces micro-organismes ferment les cycles biogéochimiques, permettant la vie sur la planète en recyclant les substances issues de la décomposition des organismes morts. Ainsi, les restes des êtres vivants sont transformés en sels minéraux (azote, soufre) qui peuvent être absorbés à nouveau par les plantes.

Nature du processus

La photosynthèse est un processus anabolique car elle consomme de l'énergie (CO₂, H₂O, photons, sels minéraux) pour synthétiser des molécules complexes (glucides). Elle est également endergonique et endothermique car elle consomme de l'énergie au lieu d'en libérer sous forme de chaleur vers l'environnement extérieur.

Alors que la phase claire rejette du O₂ dans l'atmosphère, ce dernier n'est pas utilisé par le chloroplaste pour la dégradation biologique des hydrates de carbone ; ce sont les mitochondries qui mènent à bien ce processus (la combustion biologique).