Les chloroplastes des plantes supérieures se développent à partir des proplastes. Lorsque le méristème apical de la tige forme l'ébauche de la feuille, la membrane interne de la membrane double couche du proplaste est repliée à plusieurs endroits et s'étend dans la matrice, se dilate et s'organise progressivement en feuilles sous la lumière, et se détache de la membrane interne pour former des feuilles. former des thylakoïdes et synthétiser de la chlorophylle en même temps, permettant aux proplastes de se développer en chloroplastes.

Les chloroplastes des plantes supérieures sont pour la plupart de forme plate et ovale. La taille et le nombre de chloroplastes dans chaque cellule varient en fonction de l'espèce végétale, du type de tissu et du stade de développement. Il y a environ 20 à des centaines de chloroplastes dans une cellule mésophylle, qui mesurent 3 à 6 μm de long et 2 à 3 μm d'épaisseur.

Les chloroplastes dans les cellules du mésophylle sont principalement distribués à côté de la membrane plasmique en contact avec l'air. Les chloroplastes ne sont généralement pas visibles à côté des cellules non vertes (telles que les cellules épidermiques et les cellules du faisceau vasculaire). Une telle répartition est propice à l'interaction entre les chloroplastes et le monde extérieur.

Mouvement avec circulation protoplasmique

Se déplace avec la direction et l'intensité de la lumière. Sous une lumière faible, le côté plat du chloroplaste fait face à la lumière ; sous une lumière forte, le côté plat du chloroplaste est parallèle à la direction de la lumière.

Il se compose de deux couches de films unitaires, avec une distance de 5 à 10 nm entre les deux films. Il n'y a pas de chlorophylle sur la membrane et sa fonction principale est de contrôler l'entrée et la sortie des substances et de maintenir le microenvironnement nécessaire à la photosynthèse.

La matrice peut effectuer une variété de réactions biochimiques complexes, y compris tous les systèmes enzymatiques qui réduisent le CO2 (Rubisco 1,5-ribulose bisphosphate carboxylase/oxygénase) et synthétisent l'amidon - le site d'assimilation du carbone contient des acides aminés, des protéines et de l'ADN, de l'ARN, enzymes qui réduisent les nitrites et les sulfates, ainsi que les substrats et produits impliqués dans ces réactions - N lipides du site métabolique (glycolipides, phospholipides, sulfatides), tétrapyrroles (chlorophylles, cytochromes) et terpènes Substances telles que les caroténoïdes et les alcools de feuilles et leurs enzymes de synthèse et de dégradation - des sites métaboliques des lipides, des pigments, etc.

La matrice est le réservoir de stockage de l'amidon, des lipides, etc.

Les thylakoïdes stromaux, également connus sous le nom de lamelles stromales, s'étendent dans le stroma et ne se chevauchent pas.

Les thylakoïdes grana, ou lamelles grana, peuvent être eux-mêmes ou se chevaucher avec des thylakoïdes stromaux pour former du grana.

Complexe protéique sur la membrane thylakoïde Complexe protéique : un complexe composé de plusieurs sous-unités et de multiples composants. Il existe quatre catégories principales : le photosystème I (PSI), le photosystème II (PSII), le complexe Cytb6/f et le complexe ATPase (ATPase).

C'est la réaction initiale de la photosynthèse, qui comprend le processus spécifique d'absorption, de transmission et de conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique.

La formation d’états excités amène généralement les molécules de pigment à se trouver dans l’état d’énergie le plus bas.

Le sort des états excités

Émettre de la fluorescence et de la phosphorescence

1. Le pigment central : un petit nombre de molécules de chlorophylle a, qui peuvent absorber la lumière et être excitées après avoir absorbé la lumière pour libérer un électron de haute énergie et subir une réaction photochimique.

2. Pigments concentrant la lumière : La plupart des molécules de pigment absorbent uniquement l’énergie lumineuse et ne provoquent pas de réactions photochimiques. Elles transmettent uniquement l’énergie lumineuse absorbée au pigment central, également appelé pigments d’antenne.

Deux systèmes d'éclairage

La composition et la fonction des émetteurs d'électrons photosynthétiques

système d'éclairage

Transfert d'électrons et transfert de protons

concept

Chemin

Le processus par lequel les plantes utilisent le NADPH et l’ATP formés lors de réactions lumineuses pour convertir le CO2 en glucides stables est appelé assimilation du CO2 ou assimilation du carbone.

Un cycle de Calvin (également appelé voie C3) : C'est le plus basique et le plus courant, et seule cette voie peut produire des glucides.

Voie B C4

C Voie métabolique de l’acide crassulacé (CAM)

Les voies C4 et CAM sont toutes deux des formes auxiliaires de la voie C3. Elles ne peuvent servir qu’à fixer, déplacer et concentrer le CO2. Elles ne peuvent à elles seules former des glucides tels que l’amidon.