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25 octobre 2009 7 25 /10 /octobre /2009 09:27


Le mécanisme des plantes en C4


Métabolisme des plantes C4.



L'enzyme RubisCO qui fixe le CO2 a pour seconde particularité de fixer du O2, ce qui provoque une perte de molécules organiques. C'est la
photorespiration dont l'utilité reste assez mal comprise. On pense qu'elle permet de tamponner la concentration en O2 dans la cellule, pour éviter les oxydations, ou encore qu'elle permet la synthèse d'acides aminés tels que la sérine dans la mitochondrie des plantes concernées ; mais cela en diminuant le rendement de la photosynthèse. Une des adaptations de la plante pour éviter la photorespiration est d'augmenter la pression partielle en CO2 autour de la RubisCO.

Pour y parvenir, les plantes présentant un métabolisme en C4 possèdent une autre enzyme fixant le CO2, la phospho-énol-pyruvate-carboxylase. Le CO2 atmosphérique est rapidement intégré par la PEP-carboxylase dans un composé à quatre atomes de carbone (oxaloacétate, puis malate ou aspartate). Ces réactions ont lieu dans le mésophylle (assise cellulaire entre les nervures). Ce composé à 4 atomes de carbone, un acide dicarboxylique, est ensuite transporté vers les cellules de la gaine périvasculaire où une enzyme se charge de libérer le CO2 piégé et de recycler le transporteur. Le CO2 est donc concentré dans ces cellules et est fixé par la RubisCO, selon le mécanisme des plantes en C3 mais avec un meilleur rendement. Ce type de photosynthèse existe notamment chez des graminées d'origine tropicale et aride, comme la canne à sucre ou le sorgho. La photorespiration est nulle ou très faible chez ces plantes, du fait de l'enrichissement en CO2.

Le métabolisme C4 dissocie dans l'espace, les phases photochimique et non photochimique.

Rapport des plantes au milieu chaud et sec

Ces plantes sont « obligées » de fermer leurs stomates plus longtemps pour éviter les pertes d'eau. Cela abaisse rapidement la pression partielle en CO2 dans la feuille, car il est prélevé par la photosynthèse. Le métabolisme en C4 aura pour avantage en milieu sec de rester efficace, pour des pressions partielles en CO2 pourtant faibles.

De nombreuses espèces dans différentes familles sont en C4. Opuntia ficus-indica est un exemple chez les Cactaceae. Le maïs est une plante C4 mais n'est pas adapté à un milieu sec (c'est une des cultures les plus gourmandes en eau). Ce caractère a été hérité de la plante ancêtre : la téosinte, qui est adaptée à un milieu chaud et sec. Ce caractère a été maintenu par la sélection artificielle des cultivateurs car il assure de bons rendements.

Le mécanisme des plantes CAM (Crassulacean Acid Metabolism)

Article détaillé : Métabolisme acide crassulacéen.

Ces plantes possèdent les deux types d'enzymes carboxylantes comme les plantes de type C4. Elles diffèrent de ces dernières du fait que la fixation du carbone n'est pas séparée dans l'espace (mésophylle/gaine périvasculaire) mais dans le temps (nuit/jour). Durant la nuit, lorsque les stomates sont ouverts, un stock de malate est produit, puis stocké dans la vacuole des cellules photosynthétiques. Au cours de la journée, ces malates sont retransformés en dioxyde de carbone et le cycle de Calvin peut s'effectuer, les stomates restant fermés. Ce mécanisme est observé chez les Crassulaceae (« plantes grasses », comme le cactus) et permet de réduire les pertes d'eau par transpiration, les stomates restant fermés la journée sans que l'apport en CO2 en soit altéré.

Cas particuliers de photosynthèse

Photosynthèse animale

La limace de mer, Elysia chlorotica, est le premier animal découvert capable d'utiliser la photosynthèse pour produire de l'énergie. Cette photosynthèse est effectuée par les chloroplastes de sa principale source de nourriture, l'algue Vaucheria litorea. Ils sont séquestrés par l'épithélium digestif de la limace pendant plusieurs mois, continuant la photosynthèse. Cependant, les chloroplastes de Vaucheria litorea ont transféré une grande partie de leurs gènes nécessaires à la photosynthèse vers le noyau de cette algue au cours de l'évolution[12]. La photosynthèse est néanmoins maintenue chez la limace de mer grâce au transfert d'un gène nécessaire à la photosynthèse du noyau de l'algue vers celui de la limace[12].

Photosynthèse artificielle

La reproduction artificielle des réactions de photosynthèse fait l'objet de nombreuses recherches.

En 2007, une équipe dirigée par le Dr Hideki Koyanaka à l'université de Kyoto a annoncé un procédé à base de dioxyde de manganèse, qui pourrait capter le CO2 atmosphérique 300 fois plus efficacement que les plantes[13].

source wikipédia

 

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Published by CHOMOLANGMA
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commentaires

corsi 25/10/2009 10:12




 bonjour rené
 oui j'espere que je n'aurai pas de soucis avec orange..
 je suis resté a wanadoo pendant 2 ans et aucun probleme..
 bon week end
 bizzzzzzzzzzz


☼ Zorbax ☼

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