La photosynthèse est le processus remarquable par lequel les plantes capturent l'énergie lumineuse du soleil et l'utilisent pour convertir le carbone
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La photosynthèse est le processus remarquable par lequel les plantes capturent l'énergie lumineuse du soleil et l'utilisent pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en sucres riches en énergie, tout en libérant de l'oxygène comme sous-produit. L'équation chimique globale de ce processus est 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie lumineuse → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂. Elle se produit au sein d'organites spécialisés appelés chloroplastes, principalement dans les feuilles des plantes vertes.
Le processus se déroule en deux étapes interconnectées qui fonctionnent ensemble de manière fluide. Dans les réactions dépendantes de la lumière, qui ont lieu dans les membranes thylakoïdes à l'intérieur des chloroplastes, la chlorophylle et d'autres pigments absorbent la lumière du soleil. Cette énergie absorbée divise les molécules d'eau par photolyse, libérant du gaz oxygène, des protons et des électrons. L'énergie est ensuite convertie sous des formes chimiques—spécifiquement l'ATP et le NADPH—via une chaîne de transport d'électrons qui crée un gradient de protons pour la synthèse de l'ATP. Ces transporteurs d'énergie stockent l'énergie lumineuse capturée et fournissent la puissance nécessaire à l'étape suivante.
Les réactions indépendantes de la lumière, également connues sous le nom de cycle de Calvin, se produisent dans le stroma environnant du chloroplaste. Ici, l'ATP et le NADPH produits lors de la première étape stimulent la fixation du dioxyde de carbone en sucres à trois carbones tels que le glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Grâce à une série d'étapes enzymatiques, ces molécules sont assemblées en glucose et d'autres glucides que la plante utilise pour le stockage d'énergie et la croissance. Bien que cette étape ne nécessite pas directement de lumière, elle dépend entièrement des produits des réactions dépendantes de la lumière, et certaines de ses enzymes sont activées par la lumière.
En transformant la lumière du soleil en énergie chimique, la photosynthèse constitue le fondement de la plupart des chaînes alimentaires sur Terre. Elle fournit l'oxygène que nous respirons et les composés organiques qui soutiennent les plantes et les animaux qui en dépendent, ce qui la rend essentielle à la vie telle que nous la connaissons.