PlanteLes plantes (Plantae) sont des organismes photosynthétiques et autotrophes, caractérisés par des cellules végétales. Elles forment l'un des règnes des Eukaryota. Ce règne est un groupe monophylétique comprenant les plantes terrestres. La science des plantes est la botanique, qui dans son acception classique étudie aussi les algues et les cyanobactéries (qui n'appartiennent pas au règne des Plantae). L'ancien « règne végétal » n'existe plus dans les classifications modernes (cladistes ou évolutionnistes).
PhotosystèmeUn photosystème est un ensemble formé par des protéines et des pigments - dont la chlorophylle - et se trouve dans les membranes thylakoïdales des cyanobactéries et des chloroplastes dans les cellules végétales. Les photosystèmes interviennent dans les mécanismes de la photosynthèse en absorbant les photons de la lumière. upright=1.67|vignette|Schéma d'un photosystème. 1 : Photon lumineux incident. 2 : Molécules de pigments constituants l'antenne collectrice. 3 : Centre réactionnel contenant un dimère de chlorophylle a.
Bactériochlorophyllevignette|Schéma général de la structure des bactériochlorophylles. Les bactériochlorophylles sont des pigments photosynthétiques présents chez différentes bactéries autotrophes. Elles sont proches des chlorophylles, les pigments primaires chez les plantes, les algues et les cyanobactéries. Les bactéries contenant des bactériochlorophylles effectuent la photosynthèse, mais ne produisent pas de dioxygène, elles utilisent des longueurs d'onde de la lumière différentes de celles utilisées par la photosynthèse fondée sur les chlorophylles a et b.
EukaryotaLes eucaryotes (Eukaryota) sont un domaine regroupant tous les organismes, unicellulaires ou multicellulaires, qui se caractérisent par la présence d'un noyau et généralement d'organites spécialisés dans la respiration, en particulier mitochondries chez les aérobies mais aussi hydrogénosomes chez certains anaérobies. On le distingue classiquement des deux autres domaines que sont les bactéries et les archées (mais le clade des eucaryotes s'embranche en fait parmi ces Archées).
ChlorineEn chimie organique, la chlorine est un noyau aromatique hétérocyclique constitué de trois cycles pyrrole et d'un cycle azoline formant un macrocycle fermé par quatre ponts méthine. À l'inverse de la porphine, constituée de quatre cycles pyrrole et formant le noyau des porphyrines, la chlorine n'est pas aromatique sur l'ensemble de sa circonférence. Un composé apparenté, dont le macrocycle compte deux pyrroles et deux azolines, est appelé bactériochlorine.
Centre réactionnelLe centre réactionnel d'un photosystème est la partie dans laquelle se produit la réaction de séparation de charge d'une chlorophylle excitée. Les autres parties du photosystème participent à la collecte de l'énergie lumineuse sans que les chlorophylles qui y sont présentes ne réalisent la séparation de charge. La chlorophylle du centre réactionnel est spécifique : contrairement à celles de l'antenne collectrice, elle se désexcite de l'énergie que ces dernières lui ont apportée en libérant un électron, c’est-à-dire en s'oxydant.
Pigment photosynthétiquevignette|Les principaux pigments photosynthétiques. Les pigments photosynthétiques ou pigments assimilateurs, sont les composés chimiques permettant la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique chez les organismes effectuant la photosynthèse. Lorsqu'un photon heurte une molécule de pigment photosynthétique, son énergie excite un atome de cette molécule et la fait passer à un état excité, de niveau énergétique élevé.
ProchlorococcusProchlorococcus est un genre de cyanobactéries marines photosynthétiques, qui peut être classé parmi les picoprocaryotes (très petits unicellulaires). Sa taille est d'environ 0,6 μm et appartient au bactérioplancton. Il est resté longtemps inaperçu car appartenant au picoplancton, mais on l'a trouvé presque partout dans l'océan (jusque dans les zones marines dites oligotrophes, et ailleurs jusqu'à des densités atteignant environ 100 000 cellules par millilitre ; elle serait à l'origine de 5 % environ de la photosynthèse mondiale, ce qui lui donne une importance planétaire pour le cycle du carbone notamment, mais aussi pour les chaines trophiques et pour le rôle de puits de carbone des océans.
Antenne collectricethumb|Structure tri-dimensionnelle d'une antenne collectrice associée au photosystème II chez une plante. Une antenne collectrice est un ensemble de pigments photosynthétiques et de protéines associés à la chlorophylle a dans la membrane des thylakoïdes. Ces pigments surnuméraires sont capables de capter des photons de longueur d'onde variée qui excitent leurs électrons périphériques et transmettent leur état excité aux centres réactionnels des photosystèmes (transmission aux chlorophylles a qui cèdent l’électron excité au premier accepteur de la chaîne photosynthétique).
ChlorophyllideChlorophyllide a and Chlorophyllide b are the biosynthetic precursors of chlorophyll a and chlorophyll b respectively. Their propionic acid groups are converted to phytyl esters by the enzyme chlorophyll synthase in the final step of the pathway. Thus the main interest in these chemical compounds has been in the study of chlorophyll biosynthesis in plants, algae and cyanobacteria. Chlorophyllide a is also an intermediate in the biosynthesis of bacteriochlorophylls. Chlorophyllide a, is a carboxylic acid (R=H).
RhodophytaLes algues rouges, ou Rhodophytes (division des Rhodophyta), sont un grand taxon d'algues pour la plupart marines et pour la plupart multicellulaires (la plupart sont sessiles, c'est-à-dire qu'elles se développent fixées sur un substrat quelconque). Elles sont caractérisées par une composition pigmentaire avec un seul type de chlorophylle, la chlorophylle a, des caroténoïdes et des pigments caractéristiques, les phycobiliprotéines.
Phéophytinevignette|Structure de la phéophytine a. Une phéophytine est une chlorophylle dépourvue de son cation central de magnésium Mg2+. La est la plus commune, correspondant à la qui est le principal pigment photosynthétique, mais il existe également de la , chaque variété de chlorophylle ayant une phéophytine correspondante. Les phéophytines interviennent dans la photosynthèse comme premiers transporteurs d'électrons intermédiaires dans la chaîne de transfers d'électrons du photosystème chez les plantes , et du centre réactionnel photosynthétique des bactéries pourpres .
Chlorophyllevignette|Tous les végétaux renferment des pigments photosynthétiques : chlorophylles (pigments verts), caroténoïdes (pigment orangés, bleus et rouges). Les pigments chlorophylliens, de loin les plus abondants, possèdent deux bandes d'absorption (bleu et rouge) dans le spectre lumineux, ce qui se traduit par une valeur maximale de la réflectance autour du vert, d'où la couleur verte des plantes. vignette|La chlorophylle est présente à haute concentration dans les chloroplastes des cellules végétales vivantes.
Chlorophylle bLa chlorophylle b est une forme de chlorophylle de couleur vert olive qui absorbe essentiellement la lumière bleue et qui est davantage soluble en milieu aqueux que la chlorophylle a en raison de la présence d'un groupement carbonyle dans sa structure. La chlorophylle b n'est pas un donneur d'électrons initial dans la chaîne photosynthétique mais accroît le rendement énergétique de la photosynthèse en augmentant la quantité d'énergie lumineuse absorbée par les plantes et autres organismes photosynthétiques.
