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Fiche de révision :
La Photosynthèse

La photosynthèse est un processus fondamental de la biologie que tout lycéen de Terminale SVT doit maîtriser. Elle permet aux végétaux de convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique stockée dans les glucides.

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Équation bilan de la photosynthèse
Définition
6 CO₂ + 6 H₂O + énergie lumineuse → C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6 O₂. La photosynthèse convertit l'énergie solaire en énergie chimique (glucose), libérant de l'oxygène. Elle a lieu dans les chloroplastes des cellules végétales.
Question probable
Rédigez et commentez l'équation bilan de la photosynthèse.
Réponse
→La photosynthèse se résume par : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ en présence de lumière. Elle transforme la matière minérale (CO₂, H₂O) en matière organique (glucose), captant l'énergie lumineuse pour la stocker sous forme chimique. C'est le fondement de la production primaire dans les écosystèmes : les végétaux sont les producteurs de matière organique.
Mnémotechnique
CO₂ + H₂O + Lumière → Glucose + O₂. "Les plantes respirent CO₂ et rejettent O₂." 6-6-6 : 6CO₂ + 6H₂O → 6O₂.
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La phase lumineuse (réactions photochimiques)
Définition
Se déroule dans les thylakoïdes du chloroplaste. La lumière est captée par les photosystèmes (chlorophylle). Elle fournit l'énergie pour oxyder l'eau (photolyse de l'eau → O₂ libéré) et produire de l'ATP et du NADPH nécessaires au cycle de Calvin.
Question probable
Décrivez la phase lumineuse de la photosynthèse.
Réponse
→Les photosystèmes I et II (PSI et PSII) captent l'énergie lumineuse. Le PSII oxyde l'eau (photolyse) : H₂O → 2H⁺ + 2e⁻ + ½O₂. Les électrons excités circulent dans la chaîne de transport. L'énergie produit de l'ATP (par phosphorylation photochimique) et du NADPH. Ces molécules énergétiques alimentent la phase non lumineuse. L'oxygène est un sous-produit libéré dans l'atmosphère.
Mnémotechnique
Phase lumineuse = thylakoïdes. PSII : eau → O₂ + H⁺ + e⁻. Production ATP + NADPH. "Lumière → énergie chimique (ATP/NADPH)."
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Le cycle de Calvin (phase non lumineuse)
Définition
Se déroule dans le stroma du chloroplaste. Utilise l'ATP et le NADPH de la phase lumineuse pour réduire le CO₂ en glucose (fixation du carbone). Implique l'enzyme RuBisCO (fixe le CO₂).
Question probable
Qu'est-ce que le cycle de Calvin ?
Réponse
→Le cycle de Calvin est la phase non lumineuse (mais peut se dérouler à l'obscurité si ATP et NADPH disponibles). Le CO₂ atmosphérique est fixé par la RuBisCO sur un accepteur (RuBP) pour former un composé à 3 carbones (3-PGA). L'ATP et le NADPH réduisent le 3-PGA en G3P (glycéraldéhyde-3-phosphate). Le G3P sert à synthétiser le glucose et à régénérer le RuBP. 3 tours de cycle → 1 G3P net.
Mnémotechnique
Calvin = stroma. CO₂ → RuBisCO → 3-PGA → G3P → Glucose. ATP + NADPH consommés. "C comme Carbone fixé."
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Le chloroplaste
Définition
Organite végétal siège de la photosynthèse. Structure double membrane : membrane externe, membrane interne, stroma (où se déroule le cycle de Calvin) et thylakoïdes empilés en grana (où se déroule la phase lumineuse). Contient la chlorophylle.
Question probable
Décrivez la structure du chloroplaste en lien avec les deux phases de la photosynthèse.
Réponse
→Le chloroplaste a deux enveloppes (double membrane). L'espace interne est le stroma : contient les enzymes du cycle de Calvin, l'ADN chloroplastique et les ribosomes. Les thylakoïdes sont des membranes internes empilées (grana) : contiennent les photosystèmes (chlorophylle) et la machinerie de la phase lumineuse. Phase lumineuse → thylakoïdes ; cycle de Calvin → stroma.
Mnémotechnique
Chloroplaste : stroma (Calvin) + thylakoïdes/grana (lumineuse). Double membrane. Chlorophylle dans les thylakoïdes.
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Bilan énergétique de la photosynthèse
Définition
La photosynthèse est un processus endergonique : elle nécessite un apport d'énergie (lumineuse) pour synthétiser des molécules organiques riches en énergie (glucose). Rendement : environ 1-2% de l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique.
Question probable
Comment peut-on évaluer le bilan énergétique de la photosynthèse ?
Réponse
→La photosynthèse est une réaction de réduction du CO₂ : elle nécessite de l'énergie (lumière). L'énergie est stockée dans les liaisons chimiques du glucose. Le rendement réel est faible (1-2%) car une grande partie de la lumière est réfléchie ou dissipée sous forme de chaleur. La productivité primaire nette est la différence entre la matière synthétisée et la matière consommée par la respiration de la plante elle-même.
Mnémotechnique
Photosynthèse = endergonique (prend de l'énergie). Glucose = énergie stockée. Rendement 1-2%. Productivité primaire nette = photosynthèse - respiration.
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