Les deux phases de la photosynthèse et la formation de l'amidon
Le trajet des électrons, des protons, du NADPH+H+ et de l'ATP dans un
chloroplaste, suivi étape par étape : la phase photochimique dans le thylakoïde, puis la phase non
photochimique dans le stroma, puis les deux ensemble et en continu. Comment les deux phases de la
photosynthèse sont-elles couplées ? Le devenir des trioses phosphate sortis du cycle, jusqu'au grain
d'amidon, et le passage à l'obscurité complètent le parcours.
Pause
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Étape 1 sur 13
Volet 1 La phase photochimique
Volet 2 La phase non photochimique
Volet 3 Le couplage des deux phases
Les deux phases de la photosynthèse et leur couplage
Panneau supérieur : coupe schématique d'un chloroplaste. La
membrane du thylakoïde et son lumen occupent la partie haute, le stroma et le cycle de Calvin la partie
basse. Les photons, les électrons, les protons, le dioxygène, le NADPH+H+, l'ATP et les molécules
carbonées y sont figurés en déplacement, étape par étape. Panneau inférieur : les deux réserves communes
aux deux phases, dix-huit nucléotides à adénine et douze NADP, et le bilan de matière.
Éteindre ou rallumer la lumière
Lumière
Photons
MEMBRANE THYLAKOÏDE
4 Chl.
O X Y
R E D
Chaîne de transporteurs d'électrons
LUMEN
O X Y
Gradient
de
protons
=
Force
proton
motrice
ATP
synthétase
ATP
RED
STROMA
Cycle de Calvin
6 APG (C3P)
6 trioses P (C3P)
3 RuBP (C5P2)
5 trioses P (C3P)
Réduction
Régénération
Incorporation
Enzyme Rubisco
1 triose P
6 ATP
3 ATP
3 ADP
2 trioses P (C3P)
glucose
amidon
grain d'amidon
LES RESERVES COMMUNES AUX DEUX PHASES ET LE BILAN DE MATIERE
Stœchiométrie retenue pour le cycle de Calvin :
un tour pour 3 CO2 incorporés sur 3 RuBP, 6 APG réduits en 6 trioses P au moyen de
6 NADPH+H+ et de 6 ATP, 5 trioses P sur 6 employés à régénérer le RuBP avec 3 ATP, le sixième
sortant du cycle. Deux tours, soit 6 CO2 , 18 ATP et 12 NADPH+H+ , fournissent les
deux trioses P qui forment un glucose : c'est la contenance retenue pour les deux réserves du panneau
inférieur. Le bilan du cycle est écrit ici sans dioxygène, le dioxygène dégagé par la photosynthèse
provenant de l'oxydation de l'eau dans le lumen, donc de la phase photochimique ; le nombre de phosphates
inorganiques libérés y est égal au nombre d'ATP hydrolysés. Les chlorophylles sont figurées en
un seul ensemble d'accepteurs, sans distinguer les deux photosystèmes.
Les trioses phosphate sortis du cycle sont suivis jusqu'au grain d'amidon : deux trioses phosphate
donnent un glucose, polymérisé en amidon qui s'accumule dans le stroma sous forme de grains dont les
couches de croissance s'épaississent ; le glucose donne aussi du saccharose et des acides aminés.
Passage à l'obscurité : le dégagement de dioxygène cesse instantanément et la fixation du dioxyde de
carbone diminue progressivement, les réserves d'ATP et de NADPH+H+ constituées à la lumière
s'épuisant en quelques secondes (expériences de Gaffron) ; l'APG s'accumule et le RuBP s'épuise
(expériences de Calvin et Wilson). Le module reproduit ce transitoire en deux secondes et demie, ordre
de grandeur de la durée réelle de l'épuisement des réserves. Coupe schématique, sans échelle.
Programme de terminale, enseignement de spécialité, thème « La plante productrice de matière
organique ».
Yann Bouyeron - 2026 - svtrek.scientic.org