Oxygen evolutionOxygen evolution is the process of generating molecular oxygen (O2) by a chemical reaction, usually from water. Oxygen evolution from water is effected by oxygenic photosynthesis, electrolysis of water, and thermal decomposition of various oxides. The biological process supports aerobic life. When relatively pure oxygen is required industrially, it is isolated by distilling liquefied air. Oxygen evolving complex Photosynthetic oxygen evolution is the fundamental process by which oxygen is generated in the earth's biosphere.
Cycle de CalvinLe cycle de Calvin (aussi connu comme le cycle de Calvin-Benson-Bassham) est une série de réactions biochimiques des organismes photosynthétiques ayant lieu dans le stroma des chloroplastes chez les eucaryotes ou dans le cytoplasme chez les procaryotes. Il a été découvert par Melvin Calvin, Andy Benson et à l’université de Californie à Berkeley. Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière est convertie en énergie chimique conservée dans l’ATP et le NADPH.
Complexe d'oxydation de l'eauvignette|Représentation du cycle de Kok. Le nombre d'oxydation des atomes de manganèse est un sujet encore débattu. Le complexe d'oxydation de l'eau (COE), souvent désigné de son terme anglais oxygen-evolving complex (OEC), est un domaine enzymatique du impliqué dans la photo-oxydation de l'eau lors des réactions dépendantes de la lumière au cours de la photosynthèse. Une théorie publiée en 1970, et largement acceptée depuis, décrit le fonctionnement de ce complexe comme une succession de cinq états distincts, notés .
Complexe cytochrome b6fDISPLAYTITLE:Complexe cytochrome b6f Le complexe cytochrome b6f, ou complexe de cytochromes b6f, est une oxydoréductase qui catalyse la réaction : plastoquinol + 2 plastocyanines oxydées + 2 H+face 1 plastoquinone + 2 plastocyanines réduites + 2 H+face 2. Cette réaction est analogue à celle catalysée par la coenzyme Q-cytochrome c réductase de la chaîne respiratoire dans les mitochondries. Ce complexe enzymatique est présent dans la membrane des thylakoïdes, organites présents chez les cyanobactéries ainsi qu'à l'intérieur des chloroplastes, eux-mêmes organites photosynthétiques des algues vertes et des plantes.
Electron acceptorAn electron acceptor is a chemical entity that accepts electrons transferred to it from another compound. It is an oxidizing agent that, by virtue of its accepting electrons, is itself reduced in the process. Electron acceptors are sometimes mistakenly called electron receptors. The electron accepting power of an acceptor molecule is measured by its electron affinity (A) which is the energy released when filling the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO).
Stroma (cytologie)vignette|Représentation simplifiée d'un chloroplaste situant le stroma, en jaune clair, entre la membrane interne du chloroplaste et la membrane des thylakoïdes. En cytologie, le stroma est le fluide incolore qui entoure les thylakoïdes dans les chloroplastes des cellules végétales. C'est en son sein que se déroule la fixation du carbone par le cycle de Calvin de la photosynthèse ainsi que la transcription et la traduction du plastome, c'est-à-dire du matériel génétique des chloroplastes, ces derniers possédant leurs propres ribosomes.
Plastocyaninevignette|Structure d'une plastocyanine de Phormidium laminosum, une cyanobactérie thermophile (). Une plastocyanine est une métalloprotéine contenant du cuivre qui intervient dans les réactions de transfert d'électrons. Il s'agit d'une protéine monomérique dont la masse moléculaire est de l'ordre de pour chez la plupart des plantes vasculaires. Au cours de la photosynthèse, la plastocyanine intervient dans le transfert d'électrons entre le du complexe du photosystème II et le du photosystème I.
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.
Thylakoïdepomme de pin Le thylakoïde [du grec thylakos, sac, et oides, semblable] (on peut aussi écrire : thylacoïde) est un ensemble de membranes présent chez les cyanobactéries et dans les chloroplastes où se déroule la phase photochimique (ou claire) de la photosynthèse. L'espace intérieur délimité par les membranes du thylakoïde s'appelle le lumen ou espace intrathylakoïdien. L'espace extérieur est le cytoplasme chez les cyanobactéries, ou le stroma des chloroplastes chez les Eucaryotes photosynthétiques.
FerrédoxineUne ferrédoxine est une protéine fer-soufre réalisant des transferts d'électrons dans un grand nombre de réactions d'oxydoréduction du métabolisme cellulaire grâce à leurs dont les cations de fer oscillent entre les états d'oxydation +2 (ferreux) et +3 (ferrique). La première protéine de ce type a été isolée en 1962 à partir de la bactérie anaérobie Clostridium pasteurianum. Une ferrédoxine particulière aux chloroplastes intervient dans les réactions de photophosphorylation cyclique et non cyclique de la photosynthèse.
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.
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).
Gradient électrochimiquePour traverser la membrane d'une cellule, un ion est soumis à un gradient électrochimique (ou driving force en anglais), qui s'exprime par la différence entre le potentiel de membrane (Vm) de la cellule et le potentiel d'équilibre de l'ion considéré (Eion). Le flux net d'une espèce ionique au travers de ses propres canaux est proportionnel à ce gradient électrochimique. Si (Vm-Eion)>0 alors le flux net est sortant. Si (Vm-Eion)
PhotolyseOn appelle photolyse toute réaction chimique dans laquelle un composé est décomposé par la lumière. Le processus direct est défini comme l'interaction d'un photon inter-réagissant avec une molécule cible. La « photodissociation » ou « photodécomposition » sont des formes de photolyse. La photolyse n'est pas limitée à la lumière visible par définition comprise entre . Tout photon avec suffisamment d'énergie peut affecter les liaisons chimiques d'un composé chimique.
ATP synthaseL'ATP synthase (EC 7.1.2.2) est un complexe protéique enzymatique qui se trouve dans les crêtes mitochondriales, la membrane des thylakoïdes, et la membrane plasmique des bactéries et des archées. Le rôle de cette protéine membranaire est de synthétiser l'adénosine triphosphate (ATP) à partir du gradient électrochimique de protons entretenu par la chaîne respiratoire et d'adénosine diphosphate (ADP), ainsi que de phosphate inorganique (Pi), selon la réaction suivante : ADP + Pi → ATP.
Nicotinamide adénine dinucléotide phosphateLe nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADP) est une coenzyme présente dans toutes les cellules vivantes. Il s'agit d'un dinucléotide, dans la mesure où la molécule est constituée d'un premier nucléotide, dont la base nucléique est l'adénine, uni à un second nucléotide, dont la base est le nicotinamide. Le NADP existe sous une forme réduite, notée NADPH, et une forme oxydée, notée NADP. Très semblable au NAD, il ne diffère chimiquement de ce dernier que par la présence d'un groupe phosphate sur le second atome de carbone du β-D-ribofurannose du résidu d'adénosine.
Bactérie pourpreUne bactérie pourpre est une protéobactérie phototrophe, c'est-à-dire capable de produire son énergie métabolique par photosynthèse. Ces bactéries sont pigmentées par de la bactériochlorophylle a et b avec divers caroténoïdes qui leur donnent des couleurs allant de l'orange au pourpre en passant par le brun et le rouge. On peut les diviser en deux groupes : les bactéries pourpres sulfureuses et les bactéries pourpres non sulfureuses (Rhodospirillaceae).
Glycéraldéhyde-3-phosphateLe glycéraldéhyde-3-phosphate, également appelé 3-phosphoglycéraldéhyde et couramment abrégé en G3P ou GAP (ou PGAL par les anglophones), est un composé organique intervenant de façon centrale dans plusieurs voies métaboliques de la plupart des êtres vivants. Il s'agit d'un ester phosphorique du glycéraldéhyde, dont seul l'énantiomère D-glycéraldéhyde-3-phosphate est biologiquement actif. C'est un métabolite essentiel de la glycolyse, et il intervient également dans la phase non-oxydative de la voie des pentoses phosphates.
Chimiosmosevignette|Principe de l'osmose : un gradient de concentration de soluté autour d'une membrane semiperméable génère une force susceptible de faire diffuser le solvant contre l'énergie potentielle gravitationnelle. vignette| Principe de la chimiosmose : un gradient de concentration ionique autour d'une membrane biologique génère un gradient électrochimique dont l'énergie potentielle peut favoriser thermodynamiquement une réaction chimique endergonique.
Photosynthèsevignette|La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides. vignette|Équation de la photosynthèse. vignette|La feuille est l’organe spécialisé dans la photosynthèse chez les spermatophytes. vignette|Vue composite montrant la distribution de l'activité photosynthétique à la surface de la Terre, le rouge foncé indiquant les zones les plus actives du phytoplancton des milieux aquatiques et le bleu-vert celles de la végétation sur la terre ferme.
