Respirez profondément. Alors remerciez une plante. Si vous mangez des fruits, des légumes, des céréales ou des pommes de terre, remerciez aussi une plante. Les plantes et les algues nous fournissent l’oxygène dont nous avons besoin pour survivre, ainsi que les glucides que nous utilisons pour l’énergie. Ils le font tout par la photosynthèse.
La photosynthèse est le processus de création de sucre et d’oxygène à partir du dioxyde de carbone, de l’eau et de la lumière du soleil. Cela se produit par une longue série de réactions chimiques. Mais cela peut être résumé comme ceci: Le dioxyde de carbone, l’eau et la lumière entrent. Le glucose, l’eau et l’oxygène sortent. (Le glucose est un sucre simple.)
La photosynthèse peut être divisée en deux processus. La partie « photo » fait référence aux réactions déclenchées par la lumière. La « synthèse » — la fabrication du sucre – est un processus distinct appelé cycle de Calvin.
Les deux processus se produisent à l’intérieur d’un chloroplaste. Il s’agit d’une structure spécialisée, ou organite, dans une cellule végétale. La structure contient des piles de membranes appelées membranes thylakoïdes. C’est là que commence la réaction lumineuse.
Laissez la lumière briller dans
Lorsque la lumière frappe les feuilles d’une plante, elle brille sur les chloroplastes et dans leurs membranes thylakoïdes. Ces membranes sont remplies de chlorophylle, un pigment vert. Ce pigment absorbe l’énergie lumineuse. La lumière se déplace sous forme d’ondes électromagnétiques. La longueur d’onde — la distance entre les ondes — détermine le niveau d’énergie. Certaines de ces longueurs d’onde sont visibles pour nous comme les couleurs que nous voyons. Si une molécule, telle que la chlorophylle, a la bonne forme, elle peut absorber l’énergie de certaines longueurs d’onde de la lumière.
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La chlorophylle peut absorber la lumière que nous voyons comme bleue et rouge. C’est pourquoi nous voyons les plantes comme vertes. Le vert est la longueur d’onde réfléchie par les plantes, pas la couleur qu’elles absorbent.
Alors que la lumière se déplace sous forme d’onde, il peut également s’agir d’une particule appelée photon. Les photons n’ont pas de masse. Ils ont cependant une petite quantité d’énergie lumineuse.
Lorsqu’un photon de lumière du soleil rebondit dans une feuille, son énergie excite une molécule de chlorophylle. Ce photon commence un processus qui divise une molécule d’eau. L’atome d’oxygène qui se sépare de l’eau se lie instantanément à un autre, créant une molécule d’oxygène, ou O2. La réaction chimique produit également une molécule appelée ATP et une autre molécule appelée NADPH. Ces deux éléments permettent à une cellule de stocker de l’énergie. L’ATP et le NADPH participeront également à la partie synthèse de la photosynthèse.
Notez que la réaction légère ne fait pas de sucre. Au lieu de cela, il fournit de l’énergie — stockée dans l’ATP et le NADPH — qui est branchée sur le cycle de Calvin. C’est là que le sucre est fabriqué.
Mais la réaction de la lumière produit quelque chose que nous utilisons: l’oxygène. Tout l’oxygène que nous respirons est le résultat de cette étape de la photosynthèse, réalisée par les plantes et les algues (qui ne sont pas des plantes) du monde entier.
Donnez-moi du sucre
L’étape suivante prend l’énergie de la réaction de la lumière et l’applique à un processus appelé cycle de Calvin. Le cycle porte le nom de Melvin Calvin, l’homme qui l’a découvert.
Le cycle de Calvin est parfois aussi appelé réaction sombre car aucune de ses étapes ne nécessite de lumière. Mais cela arrive toujours pendant la journée. C’est parce qu’elle a besoin de l’énergie produite par la réaction lumineuse qui la précède.
Alors que la réaction lumineuse a lieu dans les membranes thylakoïdes, l’ATP et le NADPH qu’elle produit se retrouvent dans le stroma. C’est l’espace à l’intérieur du chloroplaste mais à l’extérieur des membranes thylakoïdes.
À la fin de la photosynthèse, une plante se retrouve avec du glucose (C6H12O6), de l’oxygène (O2) et de l’eau (H2O). La molécule de glucose passe à de plus grandes choses. Il peut faire partie d’une molécule à longue chaîne, comme la cellulose; c’est le produit chimique qui compose les parois cellulaires. Les plantes peuvent également stocker l’énergie emballée dans une molécule de glucose dans de plus grandes molécules d’amidon. Ils peuvent même mettre le glucose dans d’autres sucres — comme le fructose — pour rendre le fruit d’une plante sucré.
Toutes ces molécules sont des glucides – des produits chimiques contenant du carbone, de l’oxygène et de l’hydrogène. (Les glucides le rendent facile à retenir.) La plante utilise les liaisons de ces produits chimiques pour stocker l’énergie. Mais nous utilisons aussi ces produits chimiques. Les glucides sont une partie importante des aliments que nous mangeons, en particulier les céréales, les pommes de terre, les fruits et les légumes.
