Avant-propos
Remerciements
I. LE PROCESSUS PHOTOSYNTHÉTIQUE : INTRODUCTION
1. La découverte du processus photosynthétique
Premières hypothèses et mise en évidence des échanges gazeux (1650-1860)
Découverte du rôle et de la nature des pigments photosynthétiques (1850-1930)
Origine de l’oxygène photosynthétique et réactions d’oxydo-réduction (1930-1965)
Annexe. L’oxydo-réduction
2. Lumière et pigments photosynthétiques
Nature de la lumière
Les pigments photosynthétiques
Absorption de la lumière par les pigments photosynthétiques
3. Organisation de l’appareil photosynthétique
L’appareil photosynthétique chez une bactérie verte : Chlorobium
L’appareil photosynthétique des différents organismes phototrophes
4. Classification des organismes photosynthétiques
Organismes à photosynthèse anoxygénique
Organismes à photosynthèse oxygénique
II. LA PHOTOSYNTHÈSE OXYGÉNIQUE
5. Feuilles et chloroplastes
La feuille
Le chloroplaste
6. Les photosystèmes des organismes
Organisation générale des photosystèmes
Le photosystème I
Le photosystème II
Mécanisme du transfert d’électrons entre QA et QB
Fonctionnement du complexe à manganèse
Annexe. Étude par spectroscopie d’éclairs des variations d’état rédox de quelques transporteurs d’électrons
7. Transferts d’électrons dans les thylacoïdes
La chaîne de transfert d’électrons photosynthétique
Transfert de protons « couplé » au transfert d’électrons
Transfert cyclique d’électrons
Transfert pseudo-cyclique
8. La synthèse d’ATP couplée aux transferts d’électrons
Mouvements de protons associés aux transferts d’électrons
L’ATP
L'ATP synthase
ATP et métabolisme carboné
9. Rendement de la photosynthèse
Spectres d’absorption des pigments antennaires (PS I et PS II)
Spectre d’action de la photosynthèse
Rendement quantique de la photosynthèse
10. Gestion de l’énergie lumineuse par les deux photosystèmes
Dissipation de l’énergie lumineuse
Régulation de la capture de l’énergie lumineuse
11. La photosynthèse des algues et des cyanobactéries
Organisation des thylacoïdes chez les algues
Antennes des algues rouges et des cyanobactéries
III. LA PHOTOSYNTHÈSE ANOXYGÉNIQUE
12. Les organismes photosynthétiques bactériens
Écologie des bactéries photosynthétiques
Les bactéries pourpres
Les bactéries vertes
Les héliobactéries
13. Évolution des organismes phototrophes
Phylogénie : la conception classique
L’hypothèse d’une origine commune des deux types de centres réactionnels
Phototrophie, hétérotrophie et photohétérotrophie
Annexe. L’endosymbiose à l’origine des chloroplastes
IV. MÉTABOLISMES PHOTOSYNTHÉTIQUES
14. Métabolisme carboné « primaire » photosynthétique
Introduction
Les deux fonctions carboxylase et oxygénase de la rubisco
Le cycle de réduction des pentoses phosphates
La voie du glycolate
Structure et régulation de la rubisco
Régulation de l’activité des enzymes du cycle de réduction des pentoses phosphates
Modification de l’expression des gènes du métabolisme
15. Métabolismes azoté et soufré « primaires » photosynthétiques
La voie d’assimilation du nitrate chez les plantes supérieures
Interdépendance des métabolismes carboné et azoté
La voie d’assimilation du soufre chez les plantes supérieures
16. Synthèse et exportation des glucides
Synthèse des glucides
Exportation des photoassimilats
17. Métabolismes de types C4 et CAM : photosynthèse à double carboxylation
Les plantes de type C4
Les plantes grasses à métabolisme CAM
Les plantes intermédiaires de type C3-C4
18. Métabolisme carboné des organismes sans rubisco
Assimilation du CO2 chez les Chlorobiacées
Assimilation du CO2 chez Chloroflexus
V. PHOTOSYNTHÈSE ET ENVIRONNEMENT
19. Les échanges gazeux globaux de la feuille des plantes terrestres
Les échanges gazeux photosynthétiques de la feuille
Les stomates et leur rôle dans les échanges gazeux foliaires
Résistances à la diffusion des gaz
Variation de l’activité photosynthétique foliaire en fonction des facteurs environnementaux
20. L’assimilation nette du dioxyde de carbone à l’échelle du couvert végétal
Mesures des flux de CO2 à l’échelle du couvert végétal
Réponse de la photosynthèse du couvert à la lumière
21. Contraintes environnementales et activité photosynthétique
La contrainte hydrique
Effets de forts éclairements : la photo-inhibition de la photosynthèse
Altération par l’oxygène de l’appareil photosynthétique
L’élévation de la concentration atmosphérique en CO2
La contrainte azotée
22. Quelques considérations écophysiologiques et agronomiques
Activité photosynthétique globale
Rendement de l’activité photosynthétique à l’échelle de la planète
Annexe. Les herbicides
Nouvelles avancées scientifiques et technologiques
Photosynthèse potentielle
Changement climatique et agriculture
Ozone et photosynthèse
L’apparition de l’oxygène sur Terre
Activité photosynthétique C4 se déroulant dans un seul type de cellules : diversité anatomique et physiologique
Comment réduire l’activité photorespiratoire chez les plantes C3 ?
Comment améliorer les performances de la rubisco ?
Riz C4
Le végétal, nouveau pétrole ?
Production d’hydrogène par les microalgues et les cyanobactéries : aspect technologique
Les nanotechnologies pour optimiser les performances photosynthétiques des plantes
La photosynthèse artificielle
Transfert de chloroplastes de cellules végétales aux cellules animales
Structure du « système de dégagement d’oxygène ». Données récentes
Fonctionnement de l’ensemble isolé F1 (+ γ, ε) en ATPase, ou ATP synthase. Expérimentations
Glossaire
Références bibliographiques
Index
