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Photosynthèse

1800
Serre présentant des plantes en cours de photosynthèse dans un cadre vintage.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La photosynthèse est un processus utilisé par les plantes, les algues et certaines bactéries pour convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique. La lumière du soleil fournit l'énergie nécessaire pour convertir le dioxyde de carbone et l'eau en glucose (un sucre pour le stockage de l'énergie) et en oxygène comme sous-produit. L'équation chimique simplifiée est la suivante : [latex]6CO_2 + 6H_2O + \text{Énergie lumineuse} \arow C_6H_{12}O_6 + 6O_2[/latex].

Le processus de photosynthèse se déroule en deux étapes principales à l'intérieur des chloroplastes des cellules végétales. La première étape, les réactions dépendantes de la lumière, se déroule dans les membranes thylakoïdes. Des pigments comme la chlorophylle y absorbent les photons de la lumière du soleil. Cette énergie est utilisée pour diviser les molécules d'eau dans un processus appelé photolyse, qui libère de l'oxygène, des protons et des électrons. L'énergie captée par la lumière est convertie en deux molécules de stockage d'énergie à court terme : ATP (adénosine triphosphate) et NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate). La deuxième étape, appelée Cycle de Calvin La phase sombre, ou réaction indépendante de la lumière, se déroule dans le stroma du chloroplaste. Ce cycle ne nécessite pas directement de lumière, mais utilise l'ATP et le NADPH produits lors de la première étape. Dans le cycle de Calvin, le dioxyde de carbone atmosphérique est fixé en molécules organiques et converti en glucose. haute énergie Le sucre que la plante peut utiliser pour sa croissance, son métabolisme ou stocker sous forme d'amidon. Ce processus est à la base de presque toute vie sur Terre, fournissant l'énergie nécessaire à la plupart des écosystèmes et produisant l'oxygène de notre atmosphère.

UNESCO Nomenclature: 2417
- Physiologie végétale

Taper

Processus biologique

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • La proposition de Stephen Hales selon laquelle les plantes sont nourries par l'atmosphère
  • Découverte par Joseph Priestley que les plantes peuvent ‘restaurer’ l'air ‘blessé’ par une bougie allumée
  • Les travaux d'Antoine Lavoisier sur l'oxygène et la combustion
  • le développement du microscope pour observer les structures cellulaires végétales comme les chloroplastes

Applications

  • agriculture et horticulture
  • production de biocarburants (par exemple à partir d'algues)
  • séquestration du carbone et changement climatique atténuation
  • systèmes de survie dans l'exploration spatiale
  • développement pharmaceutique à partir de composés dérivés de plantes
  • compréhension des cycles mondiaux du carbone et de l'oxygène

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • cultures génétiquement modifiées avec une efficacité photosynthétique améliorée
  • dispositifs de photosynthèse artificielle pour produire de l'hydrogène carburant à partir de l'eau et de la lumière du soleil
  • bio-bâtiments avec des façades en panneaux remplis d'algues qui produisent de l'énergie et de l'air pur
  • écosystèmes autonomes en boucle fermée pour les missions spatiales de longue durée
  • biocapteurs qui utilisent des organismes photosynthétiques pour détecter les toxines environnementales
  • development of novel catalyseurs inspired by the water-splitting complex in photosystem ii
  • fermes verticales optimisées avec des spectres lumineux spécifiques pour maximiser le rendement photosynthétique
  • technologies de capture du carbone qui utilisent des microbes génétiquement modifiés pour convertir le CO2 en produits utiles
  • plastiques biodégradables produits à partir d'amidons dérivés de la photosynthèse
  • portable devices that monitor plant health by measuring chlorophyll fluorescence
En rapport avec : photosynthèse, chlorophylle, énergie lumineuse, énergie chimique, dioxyde de carbone, oxygène, glucose, plantes, algues, cycle de Calvin.

Contexte historique

Photosynthèse

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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