La recette traditionnelle de la photosynthèse par Mamie plante verte

par | 26 Oct 2021 | Actualités, Instant BAC SVT 2022

photosynthèse

Les ancêtres des végétaux, les algues, vivaient dans l’eau et avaient directement à leur disposition tous les éléments nutritifs dont elles avaient besoin, sans faire aucun effort. Au moment où les végétaux ont commencé à vouloir coloniser la terre ferme, il leur a fallu trouver des astuces pour se développer en fabriquant de la matière organique dans un environnement fait de sol, d’air et de lumière. La matière organique est une molécule composée d’atomes de carbone C, d’hydrogène H, d’oxygène O : ce qui fait CHO, c’est plus facile à retenir. Alors comment Mamie plante verte fabrique-t-elle de la matière organique et pourquoi faire ?

Que faut-il pour faire de la bonne matière organique – CHO ?

C’est comme en cuisine, il faut les bons ingrédients et s’il en manque un, c’est raté. Pour la recette de la matière organique, les plantes ont besoin de molécules minérales comme le dioxyde de carbone de l’air (CO2) et des minéraux prélevés dans l’eau du sol apporté par la sève brute. On dit des plantes qu’elles sont autotrophes, c’est-à-dire qu’elles sont capables de produire de la matière organique à partir de matières minérales. Pour réussir cette recette, elles ont aussi besoin d’énergie qu’elles vont puiser dans la lumière. C’est comme pour faire cuire les pâtes, c’est plus facile si on allume le feu sous la casserole ! Cette fameuse recette, porte un nom bien connu celui de la photosynthèse.

Où se passe la photosynthèse chez les plantes ?

Parce que personne ne prépare à manger dans le placard à chaussures, les plantes ont besoin aussi d’une cuisine, éclairée naturellement par le soleil (vous comprendrez vite pourquoi…) Chez les végétaux, cette cuisine se trouve au niveau des feuilles. Dans ces parties aériennes et vertes de la plante, se trouvent des cellules chlorophylliennes dotées d’organites appelés les chloroplastes. Les pigments chlorophylliens qu’ils contiennent ont le pouvoir d’absorber l’énergie lumineuse du soleil. (Au passage ces pigments sont responsables de la couleur verte des feuilles). Cette énergie lumineuse va être transformée en énergie chimique pour faire la fameuse recette de la photosynthèse. C’est donc bien cette énergie qui déclenche la réaction d’oxydoréduction qui va suivre, car oui, la cuisine chez Mamie plante verte c’est avant tout une histoire de chimie.

Quelle est la recette exacte ?

Avec cette énergie chimique, le dioxyde de carbone de l’air est réduit et l’eau de la sève est oxydée. L’oxydation de l’eau signifie que la molécule H2O va être dissociée, on parle de photolyse de l’eau. Cette oxydoréduction va produire des sucres solubles dont le glucose C6H12O6 (nos fameuses matières organiques) et des acides aminés. Au détour de cette réaction, du dioxygène est libérée.  A la nuit tombée, les chloroplastes s’arrêtent, la cuisine ferme ses portes et la fabrication de matières CHO reprendra dès le lendemain au lever du soleil.

Schéma de la photosynthèse

Mais à quoi vont servir toutes ses matières organiques ?

Les matières organiques ainsi produites vont être utilisées par les tissus de la feuille. Le reste va sortir des chloroplastes pour être transporté vers d’autres organes de la plante qui n’ont pas les moyens de cuisiner, soit les organes non chlorophylliens comme les racines, les bourgeons… C’est la sève élaborée qui se charge de transporter ces sucres et acides aminés, comme le sang de notre corps transporte l’oxygène et les nutriments dont nos organes ont besoin. Ces sucres solubles vont ensuite être métabolisés différemment selon le bagage enzymatique des cellules végétales. Chaque partie de la plante a donc sa propre digestion et utilisation du CHO !

Du CHO pour bien grandir

La matière organique va servir notamment à fabriquer la cellulose et la lignine, deux molécules indispensables à la croissance végétale et au maintien de la plante. La cellulose est un polymère de glucose (comme un collier de sucre) qui constitue progressivement la paroi des cellules végétales et participe à la croissance de la plante. La lignine, elle, assure la rigidité. C‘est un tissu de soutien qui est fabriqué à partir d’un acide aminé issu de la photosynthèse, la phénylalanine. Cette lignine a permis l’apparition de plantes aux ports dressés : les arbres dont le tissu se lignifie et s’épaissit pour donner du bois.

DU CHO pour faire des réserves

Les produits de la photosynthèse peuvent aussi être mis en réserve par la plante afin de résister à des conditions défavorables (températures, sécheresse ou perte des feuilles pendant l’hiver). Ainsi les bulbes, tubercules et rhizomes sont des organes de réserve souterrains chez de nombreuses plantes herbacées. Chez la betterave sucrière et l’oignon, la réserve est sous forme de saccharose et pour la pomme de terre c’est l’amidon, de la matière organique glucidique.

Des réserves sont aussi stockées dans les graines afin de fournir de l’énergie à la future plantule lors de la germination et ainsi assurer la reproduction. Ici les réserves ne sont pas toujours sous forme de glucides (comme la graine de blé) mais peuvent être lipidiques (comme pour les noix) ou riche en protéines (comme pour les lentilles). La graine peut aussi faire partie d’un fruit (comme par exemple le raisin) dont la chaire est constituée de matière organique glucidique de réserve.

Du CHO pour les relations avec les autres

Les matières organiques de la photosynthèse aident également la plante à se défendre ou au contraire à attirer. Par exemple la plante produit des tanins, un substance toxique issu d’une transformation complexe du glucose, capable de repousser certains prédateurs phytophages (des mangeurs de végétal). On parle alors d’interaction antagoniste.

A contrario, les plantes à fleurs vont également pouvoir produire des anthocyanes, présent dans les couleurs vives des pétales et qui permettent d’attirer les pollinisateurs afin d’assurer sa reproduction. On parle alors de relation mutualiste puisque dans ce cas, il y a un bénéfice mutuel.

Mamie plante verte avait donc la recette magique universelle puisque les végétaux chlorophylliens sont les seuls à l’échelle de notre planète à pouvoir capter le CO2. Sa recette est indémodable et surtout vitale dans le contexte de changement climatique actuel. A ce titre, l’agriculture est une des solutions en étant un puissant puits de carbone. Car un hectare de blé c’est du carbone de l’air de capté et du carbone ensuite stocké dans la matière organique des sols lors de la décomposition des racines et des tiges. Merci Mamie !

En partenariat avec Marion Huré, rédactrice et ingénieure en agriculture – qui marie les mots avec pédagogie et communication. Retrouvez Marion sur Linkedin et Instagram.

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