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La chimie des couleurs des feuilles d'automne

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Dans cours

CH-110: Chimie générale avancée I

Le cours comporte deux parties. Les bases de la thermodynamique des équilibres et de la cinétique des réactions sont introduites dans l'une d'elles. Les premières notions de chimie quantique sur les électrons et les liaisons chimiques, exemplifiées en chim ...

Description

Cette séance de cours explore la chimie derrière les couleurs des feuilles d'automne, en mettant l'accent sur la chlorophylle, les caroténoïdes, les flavonoïdes et les anthocyanes. Il examine comment la diminution de la production de chlorophylle et la dégradation des caroténoïdes contribuent aux couleurs vives observées dans les feuilles d'automne.

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Changement de couleur des feuilles

vignette|En automne, les frondes de la fougère aigle traduisent leur capacité de survivre en état d'anhydrobiose : leur couleur automnale est due aux tannins comme l'acide coumarique, protecteur contre les stress biotiques (attaques de pathogènes) et abiotiques (froid, sécheresse) qui induisent un stress oxydatif. Durant les mois d'automne, des arbres feuillus et des fougères connaissent un changement de couleur des feuilles et des frondes avant qu'elles ne tombent.

Caroténoïde

vignette|Structure de l'apocaroténal, un dérivé de caroténoïde. vignette|Les différentes variétés de carottes, comme d'autres légumes, doivent leurs couleurs notamment à divers caroténoïdes. Le terme de caroténoïde regroupe les molécules des familles des carotènes et des xanthophylles, aussi appelés tétraterpènoides. Les caroténoïdes sont des pigments plutôt orange et jaunes répandus chez de très nombreux organismes vivants. Liposolubles, ils sont en général facilement assimilables par les organismes.

Pigment biologique

Un 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.

Chlorophylle

vignette|Tous les végétaux renferment des pigments photosynthétiques : chlorophylles (pigments verts), caroténoïdes (pigment orangés, bleus et rouges). Les pigments chlorophylliens, de loin les plus abondants, possèdent deux bandes d'absorption (bleu et rouge) dans le spectre lumineux, ce qui se traduit par une valeur maximale de la réflectance autour du vert, d'où la couleur verte des plantes. vignette|La chlorophylle est présente à haute concentration dans les chloroplastes des cellules végétales vivantes.

Chlorophylle a

La chlorophylle a est la principale forme de chlorophylle présente chez les organismes qui mettent en œuvre la photosynthèse. On en trouve également en petite quantité chez les bactéries vertes sulfureuses. La chlorophylle a présente, en milieu aqueux, deux maximums d'absorption spectrale, aux environs de dans le bleu et de dans le rouge (les valeurs exactes varient en fonction de la composition du solvant), et une plage d'absorption très faible à nulle d'environ , ce qui correspond à toutes les gammes de vert et donne leur couleur dominante aux organismes qui contiennent de la chlorophylle.

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