La photosynthèse est un processus chimique qui convertit le dioxyde de carbone en composés organiques en utilisant l'énergie lumineuse, généralement l'énergie solaire. Ce processus est réalisé dans certaines cellules végétales à partir de matière inorganique.
Ce processus chimique se produit dans les plantes, les algues et certains groupes de bactéries. Dans ces processus photosynthétiques, l’énergie lumineuse est transformée en énergie chimique stable. Cependant, tous les organismes qui utilisent la lumière comme source d’énergie ne réalisent pas la photosynthèse.
La photosynthèse est un exemple d'énergie solaire car elle utilise directement l'énergie rayonnante du soleil pour réaliser un processus chimique qui convertit cette énergie en énergie chimique stockée sous forme de glucose et d'autres molécules organiques.
Ce procédé permet de réduire la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère de manière naturelle. C’est d’une importance cruciale pour la vie sur Terre.
Quelle est la fonction de la photosynthèse ?
La photosynthèse est essentielle au maintien de l’équilibre de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans l’atmosphère, ainsi qu’à la fourniture d’énergie et de nutriments aux plantes et, en fin de compte, à toute vie sur Terre. Il s’agit de l’un des processus les plus importants de la biosphère, car il soutient la vie telle que nous la connaissons.
La fonction de la photosynthèse est décomposée ci-dessous :
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Captation de l’énergie solaire : Les plantes possèdent des pigments photosynthétiques, comme la chlorophylle, qui absorbent la lumière du soleil et la convertissent en énergie chimique.
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Conversion du dioxyde de carbone (CO2 ) en glucose (C6H12O6) : Pendant la photosynthèse, les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l'air à travers de petits pores dans leurs feuilles appelés stomates et l'utilisent pour synthétiser du glucose et d'autres substances. Cette conversion du CO2 en glucose est essentielle à la vie sur Terre, car les plantes agissent comme des puits de carbone, contribuant ainsi à réduire les niveaux de CO2 dans l'atmosphère.
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Libération d'oxygène (O2) : En tant que sous-produit de la photosynthèse, les plantes libèrent de l'oxygène dans l'air, ce qui est vital pour la respiration des êtres vivants, y compris les humains.
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Production d'énergie et de biomasse : le glucose et d'autres composés organiques produits lors de la photosynthèse servent de source d'énergie et de matériaux de construction pour la croissance et le développement des plantes. De plus, ces produits nourrissent d’autres formes de vie qui se nourrissent de plantes, constituant ainsi la base des chaînes alimentaires.
Formule de réaction chimique
Pendant la photosynthèse, avec l'intermédiaire des molécules de chlorophylle, le rayonnement solaire va convertir six molécules de CO2 et six molécules de H2O en une molécule de glucose (C6H12O6), qui est un sucre fondamental pour la vie de la plante.
En tant que sous-produit de la réaction, l'oxygène est libéré par les stomates présents sur la feuille.
La formule de la réaction chimique de la photosynthèse est la suivante : 6CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2
Phases de la photosynthèse
La photosynthèse de la chlorophylle, également appelée photosynthèse oxygénée, se déroule par étapes en deux phases :
Phase lumineuse
La phase lumineuse ou réaction dépendante de la lumière est l’étape de la photosynthèse au cours de laquelle l’énergie solaire est convertie en énergie chimique. La chlorophylle et d'autres pigments photosynthétiques tels que le carotène absorbent la lumière. Le est utilisé pour fragmenter une molécule d’eau, de sorte que l’oxygène est produit sous forme de déchet.
Phase sombre
La phase sombre est un ensemble de réactions qui s’effectuent sans lumière. (pas nécessairement la nuit). Durant cette phase, la plante convertit le dioxyde de carbone et d’autres composés en glucose.
Ces réactions prennent les produits de la phase légère qui sont essentiellement l'ATP (adénosine triphosphate) et le NADPH (nicotine adénine dinucléotide phosphate) et effectuent sur eux d'autres processus chimiques.
Les réactions en phase sombre sont la fixation du carbone et le cycle de Calvin.
Importance de la photosynthèse
La photosynthèse est essentielle à la vie telle que nous la connaissons sur Terre, fournissant de l’oxygène, régulant le cycle du carbone, soutenant la chaîne alimentaire et contribuant à la production alimentaire et énergétique. En outre, il joue un rôle clé dans l'atténuation du changement climatique en éliminant le CO2 de l'atmosphère.
Voici plusieurs raisons clés qui soulignent son importance :
Production d'oxygène
La photosynthèse est la principale source d’oxygène dans l’atmosphère. Les plantes, les algues et certaines bactéries libèrent de l’oxygène comme sous-produit de ce processus. L'oxygène est essentiel à la respiration de la plupart des formes de vie sur Terre, y compris les humains.
Réduction du dioxyde de carbone (CO2)
Ce processus chimique élimine le dioxyde de carbone de l’atmosphère, contribuant ainsi à contrôler le niveau de ce gaz à effet de serre. Ceci est crucial pour atténuer le changement climatique et maintenir un équilibre dans la composition chimique de l’atmosphère.
Production alimentaire
La base de la chaîne alimentaire sur Terre est la photosynthèse. Les plantes effectuent la photosynthèse pour produire des glucides et d’autres composés organiques qui servent de nourriture aux animaux herbivores. Ces herbivores, à leur tour, sont mangés par les carnivores, etc., formant ainsi une chaîne alimentaire qui soutient la vie sur la planète.
Énergie renouvelable
Il s’agit également d’un processus clé pour la production de biomasse, qui peut être utilisée comme source d’énergie renouvelable par combustion directe ou conversion en biocarburants.
Cela pourrait potentiellement réduire la dépendance aux combustibles fossiles et atténuer les problèmes environnementaux liés à leur extraction et à leur utilisation.
Cycle du carbone
La photosynthèse et la respiration (processus inverse) sont une partie essentielle du cycle du carbone sur Terre. Ce cycle est essentiel pour maintenir un équilibre dans la disponibilité du carbone, nécessaire à la formation de la matière organique et des minéraux, et pour réguler la température de la Terre grâce au contrôle des gaz à effet de serre.
Habitat et biodiversité
Les écosystèmes terrestres et aquatiques dépendent de la photosynthèse pour fournir des habitats et des ressources alimentaires à une grande variété d'espèces. La diversité de la vie sur Terre est étroitement liée à la disponibilité de plantes photosynthétiques.