Dossier - La Photosynthèse : généralités

François Moreau, Roger Prat (Université Pierre et Marie Curie)
adaptation : Gilles Furelaud

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1- Les organismes autotrophes au carbone

Autotrophie et hétérotrophie

Les êtres vivants sont composés d'eau et de sels minéraux, ainsi que de substances organiques. Ces dernières comportent glucides, lipides, protéines, acides nucléiques, etc. Or les composés organiques sont continuellement renouvelés (par dégradation et synthèse). Ce fonctionnement des êtres vivants nécessite des échanges constants de matière et d'énergie avec le milieu extérieur.
On peut ainsi distinguer différents types d'organismes en fonction de leurs besoins et de la source d'énergie utilisée.

• Les organismes hétérotrophes : ils sont incapables d'effectuer eux-même les synthèses de leurs constituants à partir d'élément minéraux. Ils sont en général chimiotrophes, c'est à dire utilisant comme source d'énergie l'énergie chimique récupérée au cours de l'oxydation des composés organiques réduits présents dans leur alimentation.
• Les organismes autotrophes : ils sont capables d'utiliser des éléments inorganiques pour synthétiser leurs propres constituants organiques. Ils sont en général phototrophes, c'est à dire capables d'utiliser l'énergie lumineuse et de convertir cette énergie en étapes chimiques.

Chez les procaryotes, on peut trouver en fait des types trophiques bien plus complexes...

Organismes hétérotrophes et chimiotrophes

Il s'agit des animaux, des champignons, et de certains procaryotes (la bactérie E. coli par exemple). Ces organismes utilisent des substances organiques à la fois comme source d'énergie et comme source de pouvoir réducteur.

Schéma général du métabolisme d'une cellule hétérotrophe / chimiotrophe. Les intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d'oxydo-réduction, 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.)

Exemples d'organismes hétérotrophes / chimiotrophes

Organismes autotrophes et phototrophes

Il s'agit des végétaux chlorophylliens et de certains procaryotes. Ces organismes utilisent la lumière comme source d'énergie et l'eau comme pouvoir réducteur.

Schéma général du métabolisme d'une cellule autotrophe / phototrophe. Les intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d'oxydo-réduction, 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.)

Toutefois, le fait qu'un organisme est autotrophe n'implique pas que toutes ses cellules sont autotrophes. Ainsi, si l'on prend l'exemple des trachéophytes (plantes vascularisées, ce qui inclus les plantes à fleurs), on peut noter que dans leur cas l'appareil aérien est autotrophe, mais que l'appareil racinaire est lui hétérotrophe (de même que l'embryon et la plantule).

Exemples d'organismes autotrophes / phototrophes et classification sommaire

Cycle de l'oxygène et du carbone

La photosynthèse des végétaux chlorophylliens est responsable de la fixation et de la réduction de CO2, ainsi que de la libération de O2. A l’inverse, la fonction respiratoire des organes et organismes non chlorophylliens est responsable de l’oxydation des composés organiques (consommation de O2, libération de CO2). Il en résulte un cycle pour le carbone et un cycle pour l’oxygène qui sont antiparallèles.   Cycle du carbone et cycle de l'oxygène.

Le fonctionnement de ces cycles est lié à des flux d'énergie entre les organismes

suite : Localisation de la photosynthèse
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Ce dossier est une version abrégée du dossier "La Photosynthèse" de Biologie et Multimédia

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