Supplément - Chlorophylle et photosynthèse

Les molécules de chlorophylle

Chloroplastes dans des cellules végétales.
Source: Wikimedia Commons.

La chlorophylle est une molécule (ou, plus précisément, une famille de molécules très semblables) présente dans de nombreuses plantes et dans certaines bactéries et algues. Sa fonction est d'absorber l'énergie lumineuse et d'utiliser cette énergie pour alimenter le processus de photosynthèse.

Les cellules des organismes chlorophylliens contiennent des organites spéciaux appellés chloroplastes. Ceux-ci sont des versions miniatures de cellules, ils ont leur propres membranes et composants organiques internes. Une cellule végétale contient en général de nombreux chloroplastes.

Structure d'un chloroplaste. La chlorophylle est située dans le granum.
Source: Wikimedia Commons.

Les chloroplastes contiennent un réseau membraneux constitué de sacs aplatis nommés thylakoïdes. Un empilement de thylakoïdes se nomme granum. C'est dans ces sacs que se trouvent les molécules de chlorophylle.

Photosynthèse

La photosynthèse est le processus par lequel du dioxide de carbone (CO₂) et de l'eau (H₂O) sont convertis en glucose (C₆H₁₂O₆):

Pour que cette réaction ait lieu, de l'énergie est nécéssaire sous la forme de photons (lumière). Ce sont les molécules de chlorophylle qui vont fournir cette énergie. La chlorophylle peut absorber l'énergie véhiculée par les photons dans le rayonnement visible (surtout dans les régions bleue et rouge du spectre électromagnétique, un peu moins dans la région verte - c'est pourquoi l'oeil humain voit les feuilles comme vertes).

L'énergie absorbée par les molécules de chlorophylle est transférée vers les molécules chimiques de la réaction. Elle permet de casser les liaisons atomiques C-O et H-O du CO₂ et de H₂O et de former les liaisons C-H et C-O du glucose. Le glucose est une molécule capable de stocker de l'énergie dans ses liaisons C-H et C-O. Le glucose est ensuite envoyé vers la plante entière via le système vasculaire. Quand la plante a besoin d'énergie pour lancer une réaction chimique, elle la puise dans ses réserves de glucose (en brisant les liaisons atomiques).

A côté de la chlorophylle, d'autres pigments comme les caroténoïdes et les anthocyanes absorbent la lumière dans différentes longueurs d'onde. Les caroténoïdes absorbent dans la région bleue (entre 400 et 500 nm) et les anthocyanes absorbent dans le vert (entre 500 et 600 nm).

Clique ici pour télécharger un petit exercice qui t'expliquera comment déterminer la réflectance en fonction de la concentration en pigments et comment déterminer la concentration en pigments sur base de la réflectance.