Anoxygenic photosynthesisAnoxygenic photosynthesis is a special form of photosynthesis used by some bacteria and archaea, which differs from the better known oxygenic photosynthesis in plants in the reductant used (e.g. hydrogen sulfide instead of water) and the byproduct generated (e.g. elemental sulfur instead of molecular oxygen). Several groups of bacteria can conduct anoxygenic photosynthesis: green sulfur bacteria (GSB), red and green filamentous phototrophs (FAPs e.g. Chloroflexia), purple bacteria, acidobacteriota, and heliobacteria.
Photosynthèsevignette|La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides. vignette|Équation de la photosynthèse. vignette|La feuille est l’organe spécialisé dans la photosynthèse chez les spermatophytes. vignette|Vue composite montrant la distribution de l'activité photosynthétique à la surface de la Terre, le rouge foncé indiquant les zones les plus actives du phytoplancton des milieux aquatiques et le bleu-vert celles de la végétation sur la terre ferme.
Thylakoïdepomme de pin Le thylakoïde [du grec thylakos, sac, et oides, semblable] (on peut aussi écrire : thylacoïde) est un ensemble de membranes présent chez les cyanobactéries et dans les chloroplastes où se déroule la phase photochimique (ou claire) de la photosynthèse. L'espace intérieur délimité par les membranes du thylakoïde s'appelle le lumen ou espace intrathylakoïdien. L'espace extérieur est le cytoplasme chez les cyanobactéries, ou le stroma des chloroplastes chez les Eucaryotes photosynthétiques.
Centre réactionnelLe centre réactionnel d'un photosystème est la partie dans laquelle se produit la réaction de séparation de charge d'une chlorophylle excitée. Les autres parties du photosystème participent à la collecte de l'énergie lumineuse sans que les chlorophylles qui y sont présentes ne réalisent la séparation de charge. La chlorophylle du centre réactionnel est spécifique : contrairement à celles de l'antenne collectrice, elle se désexcite de l'énergie que ces dernières lui ont apportée en libérant un électron, c’est-à-dire en s'oxydant.
CyanobacteriotaLes Cyanobacteriota sont des bactéries photosynthétiques. Longtemps appelées Cyanobacteria, ce nom n'a jamais été officiellement validé malgré son usage très courant. Le nom validé Cyanobacteriota a été officialisé début 2023 par l'ICN et l'ICSP (International Committee on Systematics of Prokaryotes). Plus communément appelées cyanobactéries, elles forment un phylum de bactéries qui contient la classe validée des Cyanophyceae et non-validée des Candidatus Melainabacteria (le mot Candidatus signifie que ces bactéries n'ont pas été cultivées en laboratoire).
ChlorobiLes bactéries sulfureuses vertes sont une famille de bactéries anaérobies photoautotrophes. Considérées initialement comme une branche éloignée des Bacteroidetes, elles constituent désormais un embranchement à part entière. Ces bactéries sont non-mobiles (à l'exception du Chloroherpeton thalassium, qui a la possibilité de glisser) et prennent la forme de sphères, de et de spirales. La photosynthèse est réalisée en utilisant la bactériochlorophylle (BChl) c, d, e ou, en s'associant au BChl a et à la chlorophylle a, dans les chlorosomes attachés à la membrane.
Photosynthetic efficiencyThe photosynthetic efficiency is the fraction of light energy converted into chemical energy during photosynthesis in green plants and algae. Photosynthesis can be described by the simplified chemical reaction 6 H2O + 6 CO2 + energy → C6H12O6 + 6 O2 where C6H12O6 is glucose (which is subsequently transformed into other sugars, starches, cellulose, lignin, and so forth). The value of the photosynthetic efficiency is dependent on how light energy is defined – it depends on whether we count only the light that is absorbed, and on what kind of light is used (see Photosynthetically active radiation).
Oxygen evolutionOxygen evolution is the process of generating molecular oxygen (O2) by a chemical reaction, usually from water. Oxygen evolution from water is effected by oxygenic photosynthesis, electrolysis of water, and thermal decomposition of various oxides. The biological process supports aerobic life. When relatively pure oxygen is required industrially, it is isolated by distilling liquefied air. Oxygen evolving complex Photosynthetic oxygen evolution is the fundamental process by which oxygen is generated in the earth's biosphere.
PigmentUn pigment est une substance chimique colorante insoluble dans le milieu qu'elle colore . On peut associer, par mordançage, une teinture, soluble, à un sel métallique comme l'alun, pour former un pigment, insoluble. Utilisés en art et dans l'industrie, les pigments se présentent sous la forme de poudres. Ils peuvent être : mis en suspension dans un liant liquide afin d'obtenir une peinture ou une encre ; appliqués à un matériau textile ou cuir, sur lequel ils se fixent en surface ; ou incorporés dans la masse d'un matériau comme un plâtre ou un plastique pour le colorer.
Antenne collectricethumb|Structure tri-dimensionnelle d'une antenne collectrice associée au photosystème II chez une plante. Une antenne collectrice est un ensemble de pigments photosynthétiques et de protéines associés à la chlorophylle a dans la membrane des thylakoïdes. Ces pigments surnuméraires sont capables de capter des photons de longueur d'onde variée qui excitent leurs électrons périphériques et transmettent leur état excité aux centres réactionnels des photosystèmes (transmission aux chlorophylles a qui cèdent l’électron excité au premier accepteur de la chaîne photosynthétique).
PhotosystèmeUn photosystème est un ensemble formé par des protéines et des pigments - dont la chlorophylle - et se trouve dans les membranes thylakoïdales des cyanobactéries et des chloroplastes dans les cellules végétales. Les photosystèmes interviennent dans les mécanismes de la photosynthèse en absorbant les photons de la lumière. upright=1.67|vignette|Schéma d'un photosystème. 1 : Photon lumineux incident. 2 : Molécules de pigments constituants l'antenne collectrice. 3 : Centre réactionnel contenant un dimère de chlorophylle a.
ProkaryotaUn procaryote est un micro-organisme unicellulaire dont la structure cellulaire ne comporte pas de noyau, et presque jamais d'organites membranés (la seule exception étant les thylakoïdes chez les cyanobactéries). Les procaryotes actuels sont les bactéries et les archées. Les Prokaryota ne constituent pas un taxon valide du point de vue de la phylogénie. Dans la classification du vivant en sept règnes, les procaryotes formaient un taxon paraphylétique, regroupant ainsi des êtres vivants partageant une structure cellulaire similaire et simple.
Cyanotoxinevignette|Bloom de cyanobactéries. Après un changement de conditions climatiques (forte pression atmosphérique, arrêt du vent...), il peut s'ensuivre une « surflottabilité » de ces micro-organismes qui forment alors une « écume de surface » pouvant être emportée par le vent vers le bord (rivages abrités, baies calmes) où ils meurent en libérant leurs toxines. Les cyanotoxines sont des métabolites synthétisés par les cyanobactéries. Elles peuvent être classées selon leur structure chimique en trois classes : 1) peptides cycliques, 2) alcaloïdes et 3) lipopolysaccharides.
PhototrophieLa phototrophie (du grec ancien , photos « lumière » et , trophein « nourriture ») est le type trophique des organismes vivants qui tirent leur énergie à partir de la lumière, par photosynthèse ou grâce à des protéines comme les bactériorhodopsines. Le phototrophe qualifie un organisme autotrophe disposant de cette capacité de phototrophie. La phototrophie n'est pas le seul mode de vie autotrophe. La chimiotrophie est un mode caractéristique des organismes qui tirent leur énergie de la transformation de molécules.
Pigment biologiqueUn pigment biologique est une substance synthétisée par des organismes vivants qui a une couleur résultant de l'absorption sélective des couleurs. De nombreuses structures biologiques, telles que les chloroplastes, la vacuole, la peau, les yeux, la fourrure ou les cheveux contiennent des pigments. Les couleurs pigmentaires, dites chimiques, diffèrent des couleurs structurelles, dites physiques, car les premières ne varient pas selon l'angle visuel, alors que les secondes résultent d'une réflexion sélective ou de phénomènes d'interférence liés d'ordinaire à la structure microscopique multicouche de l'objet comme celle des ailes de papillon.
Chloroplastethumb|300px|right|Schéma d'un chloroplaste d'une plante. thumb|300px|right|Chloroplastes dans des cellules végétales de Plagiomnium observées au microscope optique vignette|Photographie d'une feuille d'élodée du Canada au microscope optique après une coloration au lugol (coloration des grains d'amidon bien visibles dans les chloroplastes). Les chloroplastes sont des organites présents dans le cytoplasme des cellules eucaryotes photosynthétiques (plantes, algues). Ils sont sensibles aux expositions des différentes ondes du spectre lumineux.
OrganiteLes organites (de temps en temps nommés organelles par anglicisme) sont les différentes structures spécialisées contenues dans le cytoplasme et délimitées du reste de la cellule par une membrane phospholipidique. Il existe de nombreux types d'organites, en particulier dans les cellules eucaryotes. On a longtemps pensé qu'il n'y avait pas d'organites chez les cellules procaryotes, mais quelques exceptions ont été mises en évidence. thumb|upright=1.5|Schéma d'une cellule animale type.
Bactérie pourpreUne bactérie pourpre est une protéobactérie phototrophe, c'est-à-dire capable de produire son énergie métabolique par photosynthèse. Ces bactéries sont pigmentées par de la bactériochlorophylle a et b avec divers caroténoïdes qui leur donnent des couleurs allant de l'orange au pourpre en passant par le brun et le rouge. On peut les diviser en deux groupes : les bactéries pourpres sulfureuses et les bactéries pourpres non sulfureuses (Rhodospirillaceae).
Pigment photosynthétiquevignette|Les principaux pigments photosynthétiques. Les pigments photosynthétiques ou pigments assimilateurs, sont les composés chimiques permettant la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique chez les organismes effectuant la photosynthèse. Lorsqu'un photon heurte une molécule de pigment photosynthétique, son énergie excite un atome de cette molécule et la fait passer à un état excité, de niveau énergétique élevé.
Pigment laquévignette|Récolte de la cochenille, d'où provient le pigment laqué carmin. Un pigment-laque ou pigment laqué est un colorant associé à un support minéral inerte qui le rend insoluble. Ce procédé appelé mordançage est connu depuis l'Antiquité. Le nom provient de l'italien lacca qui désigne à la fois la gomme-laque et la source du colorant carmin. Les pigments laqués sont les premiers pigments organiques connus ; ils se trouvent dans des peintures de l'Égypte ancienne.
