Autotrophie et Photosynthèse
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Questions and Answers

Quel facteur ne régule pas le cycle de Calvin ?

  • Nutriments (correct)
  • Température
  • Lumière
  • CO2

Quel est le rôle du CABP dans le cycle de Calvin ?

  • Produire NADP+
  • Contribuer à la photosynthèse
  • Inhiber l'activation de la Rubisco (correct)
  • Activer la Ferredoxine

Quelle molécule est produite par la Rubisco après son activation ?

  • Oxygène
  • ADP (correct)
  • CABP
  • Glucose

Quel est l'effet de la thioredoxine sur la Rubisco ?

<p>Elle l'active (C)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qui se produit lorsque la nuit tombe sur le cycle de Calvin ?

<p>Le cycle de Calvin cesse (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la première matière utilisée par les cellules végétales lors de la photosynthèse?

<p>CO2 (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit résultant de l'autotrophie azotée?

<p>Cystéine (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal des cellules chlorophylliennes?

<p>Effectuer la photosynthèse (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle expérience démontre que l'amidon est produit uniquement à la lumière?

<p>Expérience 1 (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'ingrédient principal que la photosynthèse consomme pour produire de l'ATP?

<p>H2O (A)</p> Signup and view all the answers

Quel pourcentage d'oxygène est aujourd'hui produit par l'activité photosynthétique?

<p>20% (D)</p> Signup and view all the answers

Quels éléments sont nécessaires à l'autotrophie soufrée?

<p>SO4 2- et S2 - (B)</p> Signup and view all the answers

Qui est connu comme le 'Père' de la physiologie végétale?

<p>Julius von Sachs (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la première étape du processus de photosynthèse chez la chlorelle?

<p>Incorporation du CO2 (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle du Rubisco dans la fixation du carbone?

<p>Il force le CO2 à se fixer sur le RuBP (D)</p> Signup and view all the answers

Après 5 secondes d'incubation, quel produit est accumulé en plus de l'APG?

<p>C5P2 (B)</p> Signup and view all the answers

Quel produit n'est pas formé à cause du temps d'incubation lors de l'expérience?

<p>Amidon (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle molécule est impliquée dans la réaction qui produit deux molécules d'APG?

<p>Ribulose 1,5 bisphosphate (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le pourcentage de chlorophylle dans la chlorelle?

<p>4% (C)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la réaction d'association entre le CO2 et le RuBP n'est-elle pas spontanée?

<p>Elle nécessite un apport d'énergie (B)</p> Signup and view all the answers

Quelles molécules sont formées lors de l'incorporation du CO2 avec le RuBP?

<p>Deux molécules d'APG (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle d'une kinase dans le métabolisme des sucres?

<p>Ajouter un phosphate (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la première substance formée à partir de deux G3P en sortie du cycle de Calvin?

<p>Fructose F1,6P (A)</p> Signup and view all the answers

Où se produit la conversion du fructose en glucose?

<p>À l'extérieur des chloroplastes (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit final de la transformation de l'amidon pendant la nuit?

<p>Maltose (B)</p> Signup and view all the answers

Quel transporteur est utilisé pour faire sortir les trioses phosphate du chloroplaste?

<p>Un anti-porteur (C)</p> Signup and view all the answers

Comment le saccharose formé est-il distribué dans la plante?

<p>Dans les vaisseaux conducteurs (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de l'amidon dans la plante pendant la journée?

<p>Stocker de l'énergie (C)</p> Signup and view all the answers

Quel type de sucre est créatif à partir de deux trioses phosphate dans les chloroplastes?

<p>Amidon (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le premier substrat utilisé par la Rubisco ?

<p>Ribulose-1,5-bisphosphate (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la composition des sous-unités de la Rubisco chez les plantes ?

<p>4 grandes et 4 petites sous unités (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle réaction se produit en premier après la fixation du Ribulose-1,5-bisphosphate ?

<p>Énolisation (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact de la photorespiration sur l'efficacité de la photosynthèse ?

<p>Réduit l'efficacité jusqu'à 50% (D)</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les substances libérées par la Rubisco en cas de fixation d'O2 ?

<p>1 APG et CO2 (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle enzyme consomme de l'ATP lors de la conversion de l'APG en glucides ?

<p>Phosphoglycérate Kinase (A)</p> Signup and view all the answers

Quel pH est approximativement présent dans le stroma du chloroplaste ?

<p>Alcalin (≈7,5) (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'efficacité de la Rubisco en termes de fixation de CO2 et O2 ?

<p>Peu efficace pour les deux (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le produit final après la dégradation du maltose dans le cytoplasme?

<p>Saccharose (A)</p> Signup and view all the answers

Quel type de transporteur est responsable de l'exportation du maltose?

<p>Transporteur obscurité dépendante (B)</p> Signup and view all the answers

Quels sont les intermédiaires formés lors de la régénération du ribulose bisphosphate à partir des trioses?

<p>Erythrose-4-phosphate et Xyulose-5-phosphate (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le bilan carbone lors de la régénération du ribulose bisphosphate?

<p>15 carbones consommés et 15 carbones libérés (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de la photosynthèse dans la formation de l'APG à partir de 3CO2?

<p>La réduction et la libération de G3P (B)</p> Signup and view all the answers

Combien de molécules d'ATP sont nécessaires pour régénérer un RUBP à partir d'un RU5P?

<p>1 ATP (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle quantité de NADPH est produite par l'oxydation de 2 molécules d'eau?

<p>2 NADPH (A)</p> Signup and view all the answers

Combien de photons sont nécessaires pour exciter successivement le PSII et le PSI?

<p>4 photons (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Autotrophe

Un organisme qui synthétise sa propre matière organique à partir de substances minérales.

Hétérotrophe

Un organisme qui se nourrit de matière organique produite par d'autres organismes.

Autotrophie carbonée

Le processus par lequel les plantes convertissent le dioxyde de carbone (CO2) en hydrates de carbone, comme le glucose.

Autotrophie azotée

Le processus par lequel les plantes convertissent les nitrates (NO3-) en ammonium (NH4+), puis en acides aminés et en nucléotides.

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Autotrophie soufrée

Le processus par lequel les plantes convertissent les sulfates (SO4 2-) en sulfures (S2-) pour produire des acides aminés tels que la cystéine et la méthionine.

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Photoautotrophie

Le processus par lequel les plantes utilisent la lumière du soleil pour synthétiser leur propre nourriture.

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Julius von Sachs

Un botaniste allemand connu pour ses travaux sur la physiologie végétale, en particulier la découverte de la localisation de la chlorophylle dans les cellules végétales.

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Expérience de Sachs

Une série d'expériences qui ont démontré que l'amidon est produit dans les feuilles des plantes à la lumière.

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Phases de la photosynthèse

La photosynthèse se déroule en trois phases distinctes : incorporation du CO2, autotrophie carbonée (réduction et entrée de NADPH) et régénération du point de départ avant l'entrée du CO2.

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Chlorelle

La chlorelle est une algue unicellulaire connue pour sa capacité photosynthétique élevée. Elle a été utilisée pour étudier la photosynthèse.

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Qu'est-ce que l'APG ?

L'APG (acide 3-phosphoglycérique) est une molécule à trois carbones qui est un produit intermédiaire important de la photosynthèse. Il se forme rapidement après l'incubation du CO2.

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Biosynthèse de l'APG

La biosynthèse de l'APG implique l'ajout du CO2 à une molécule à 5 carbones, le ribulose 1,5 bisphosphate, en présence d'eau. Cette réaction est catalysée par l'enzyme Rubisco.

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Rôle du RuBP

Le ribulose 1,5 bisphosphate (RuBP) est une molécule à 5 carbones qui joue un rôle essentiel dans la photosynthèse. Il est le récepteur du CO2.

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Fonction du Rubisco

Le Rubisco est une enzyme qui catalyse la fixation du CO2 sur le RuBP, la première étape de la photosynthèse.

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Le CO2 n'est pas directement fixé sur le RuBP

La réaction entre le CO2 et le RuBP n'est pas spontanée et nécessite une enzyme pour la catalyser.

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Réaction de fixation du CO2

Le CO2 est fixé à une molécule à 5 carbones (le RuBP) pour former une molécule à 6 carbones instable qui est ensuite décomposée en deux molécules à 3 carbones (l'APG).

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Équation de la photosynthèse

L'équation chimique qui représente la réaction de la photosynthèse : 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2. Cette réaction utilise le dioxyde de carbone et l'eau pour produire du glucose et de l'oxygène.

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Énergie de la photosynthèse

La réaction de la photosynthèse nécessite une énergie de + 2994 kJ/mole pour assembler une mole de glucose.

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Régulateurs du cycle de Calvin

Le cycle de Calvin est régulé par plusieurs facteurs, notamment la lumière, le dioxyde de carbone, l'eau et la température.

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Inhibition de la Rubisco

La Rubisco peut être inhibée par un sucre phosphorylé nommé CABP, qui se fixe à son site actif. Cette inhibition bloque la capacité de la Rubisco à fixer le CO2.

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Activation de la Rubisco

La Rubisco est activée par la Rubisco activase, qui est elle-même activée par la thioredoxine réduite. Cette activation permet à la Rubisco de fixer le CO2 et de poursuivre le cycle de Calvin.

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Transporteur de maltose

Une protéine qui transporte le maltose du cytoplasme vers le chloroplaste, uniquement pendant la nuit.

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Chimiohétérotrophie

Le processus par lequel les plantes utilisent des nutriments organiques pour produire de l'énergie.

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Cycle de Calvin

Un processus qui utilise le CO2, l'énergie et les électrons pour produire du sucre.

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Fructose-6-phosphate

Un sucre à 6 carbones qui est un intermédiaire important dans le cycle de Calvin.

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Ribiose-1,5-bisphosphate (RuBP)

Un sucre à 5 carbones qui est le principal accepteur de CO2 dans le cycle de Calvin.

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PhosphoRibuloKinase (PRK)

Une enzyme qui ajoute un groupe phosphate au RuBP, permettant son activation.

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Régénération du RuBP

Le processus qui utilise des sucres à 3 et 4 carbones pour reconstituer le RuBP.

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Rubisco

Une enzyme clé dans la photosynthèse, responsable de la fixation du CO2. C'est une enzyme complexe composée de deux sous-unités, RbcS et RbcL, qui contient 8 sites actifs et peut catalyser simultanément 8 réactions.

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RbcS

La petite unité de la Rubisco, elle régule la grande sous-unité RbcL.

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RbcL

La grande sous-unité de la Rubisco, codée par le génome du chloroplaste. Elle possède l'activité catalytique et est responsable de la fixation du CO2.

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Énolisation

La première réaction de la fixation du CO2 par la Rubisco, elle consiste à convertir le ribulose-1,5-bisphosphate en un composé instable qui peut ensuite réagir avec le CO2.

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Carboxylation

La deuxième réaction de la fixation du CO2 par la Rubisco, où le CO2 est ajouté au ribulose-1,5-bisphosphate, produisant un composé à 6 carbones.

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Photorespiration

Un processus qui diminue l'efficacité photosynthétique, où l'O2 est fixé par la Rubisco à la place du CO2.

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Conversion de l'APG en glucides

Le cycle de Calvin utilise l'énergie produite par la phase photochimique pour convertit l'APG en glucides, nécessitant de l'ATP et du NADPH.

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Kinase

Une enzyme qui ajoute un groupe phosphate à une molécule.

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Phosphatase

Une enzyme qui retire un groupe phosphate d'une molécule.

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Qu'est-ce que le G3P ?

Le G3P (Glycéraldéhyde 3-phosphate) est un sucre à trois carbones produit lors du cycle de Calvin.

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Où se produit la formation du saccharose ?

La formation du saccharose se produit principalement dans le cytoplasme des cellules végétales.

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Comment est distribué le saccharose dans la plante ?

Le saccharose est transporté dans toute la plante par les vaisseaux conducteurs, tel que le phloème.

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Qu'est-ce que l'amidon ?

L'amidon est un polysaccharide de réserve constitué de chaînes de glucose, stocké dans les chloroplastes et d'autres organes végétaux.

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Où se passe la fabrication de l'amidon ?

La fabrication de l'amidon se déroule dans le stroma des chloroplastes.

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Rôle de l'amidon la nuit

L'amidon stocké est dégradé en maltose la nuit par les plantes pour fournir de l'énergie.

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Study Notes

Autotrophies

  • Autotrophes synthétisent leur matière organique à partir de composés minéraux (sucre, lipides, acides aminés).
  • Hétérotrophes assimilent la matière organique pour leur croissance.
  • Les cellules végétales se nourrissent de dioxyde de carbone (CO2), d'eau (H2O) et de minéraux.

Triple Autotrophie Végétale

  • Autotrophie carbonée: CO2 → hydrates de carbone (C(H2O)n)
  • Autotrophie azotée: NO3- (ou N2) → NH4+ → acides aminés, nucléotides
  • Autotrophie soufrée: SO42- → S2- → acides aminés (cystéine, méthionine)
  • Autotrophie = réduction des formes minérales (gain d'électrons). Les électrons et protons proviennent de l'oxydation de l'eau (première étape de la photosynthèse).

Photosynthèse

  • L'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique (ATP) lors de la phase lumineuse de la photosynthèse.
  • La phase lumineuse consomme l'eau et libère de l'oxygène.
  • Les cellules chlorophylliennes sont photoautotrophes. Les cellules non-chlorophylliennes, comme celles des racines, sont chimiohétérotrophes.

Source de matière organique et d'oxygène

  • La photosynthèse est vitale pour la vie sur Terre.
  • La photosynthèse fournit la matière organique pour les hétérotrophes.
  • La photosynthèse produit l'oxygène.

Julius von Sachs et la découverte du stockage du glucose dans les feuilles

  • Julius von Sachs (1832-1897) fut un botaniste allemand, clé de la physiologie végétale.
  • En 1864, il démontra que le glucose et l'amidon sont fabriqués dans les cellules végétales.
  • Il effectua une expérience avec des feuilles exposées à la lumière et à l'obscurité, en observant la présence d'amidon après l'ajout d'iode.

Le Cycle de Calvin

  • Melvin Calvin cartographia le cheminement du CO2 vers les sucres (glucose, saccharose et amidon)
  • Trois phases : incorporation de CO2, réduction, régénération de l'accepteur.
  • S'effectue dans le chloroplaste et consomme ATP et NADPH
  • Résultat : production d'un sucre (glucose).
  • Localisation et régulation de la formation des sucres: formé dans le chloroplaste et transformé en amidon.

Autres points importants

  • La chlorelle (une algue unicellulaire) a une forte capacité photosynthétique et est facile à cultiver.
  • Aujourd'hui, environ 20 % de l'oxygène de l'atmosphère provient de la photosynthèse.
  • La rubisco (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase) est une enzyme critique dans le cycle de Calvin, elle est capable de fixées le dioxyde de carbone mais aussi l'oxygène, ce qui entraîne une perte d'efficacité de la photosynthèse.

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Les différentes autotrophies - Chapitre 5 - PDF

Description

Ce quiz aborde les concepts d'autotrophie, y compris les différents types d'autotrophie végétale, comme l'autotrophie carbonée, azotée et soufrée. Il se penche également sur le processus de photosynthèse et la conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique. Testez vos connaissances sur ces sujets fondamentaux en biologie.

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